Estudo de turbina hidrocinética para operação em regime de marés em estuários

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: MIRANDA, Luiza Fortes
• Orientador(a): TIAGO FILHO, Geraldo Lúcio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Itajubá
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia
• Departamento: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Geração sustentável; Turbinas hidrocinéticas; Níveis de maturidade tecnológica; Fluidodinâmica computacional
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
• Link de acesso: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2463

A busca por geração sustentável de eletricidade cresce com o aumento da demanda concomitante à consciência da influência humana nas mudanças climáticas. Esse é um marco da transição energética, que objetiva redução dos impactos ambientais e do uso de combustíveis fósseis, mantendo a segurança energética. A eletricidade é uma forma de energia relativamente fácil de ser transportada e transformada, mas que ainda é de difícil acesso por parte da população. Nesse contexto, interessa o desenvolvimento de turbinas hidrocinéticas, que transformam a energia cinética de um escoamento fluvial ou oceânico em potência de eixo e acionam um gerador. Em contraste com turbinas hidráulicas convencionais, essas turbinas não exigem barragens, operam fluxo livre. No trabalho propõe-se, primeiramente, uma classificação em níveis de maturidade tecnológica com definições adaptadas a turbinas hidrocinéticas – esse tipo de classificação tem o objetivo de validação técnica pragmática e redução de custos em projetos de pesquisa de engenharia. A segunda proposta do trabalho é o estudo de caso, em que é feita a modelagem numérica de uma turbina hidrocinética, inicialmente projetada para aplicação fluvial unidirecional, operando em regime de marés com escoamento em dois sentidos intermitentes. Para as simulações foi utilizado o software comercial de fluidodinâmica computacional ANSYS CFX® na solução numérica de grandezas locais e globais para análise da influência do projeto da pá no rendimento da máquina. As turbinas hidrocinéticas podem ser aplicadas a pequenos sistemas para eletrificação de vilarejos, sendo o custo o principal limitante desses projetos; ou a grandes sistemas, geralmente compostos por parques com diversos rotores, cuja viabilidade depende fortemente do rendimento da turbina. Manter a matriz elétrica brasileira predominantemente renovável é um desafio de interesse estratégico para sua sustentabilidade e que gera oportunidades para o fomento do mercado de turbinas hidrocinéticas. Mundialmente essa ainda não é uma tecnologia consolidada, possibilitando o desenvolvimento tecnológico nacional de novos modelos de turbina.