Simulação numérica do escoamento em turbinas colocadas numa falésia

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

O aproveitamento da energia eólica é feito a partir de turbinas normalmente instaladas em zonas de declive ligeiramente acentuado, devido ao aumento da velocidade local do vento. Este incremento na velocidade é favorável dado que a potência disponível depende do cubo da velocidade. No entanto, nas falésias, o efeito de bloqueio provoca uma forte inclinação do escoamento reduzindo a eficiência e desempenho das turbinas nestes locais. O presente trabalho tem como principal objectivo estudar a influência do escoamento das turbinas colocadas numa falésia. Este estudo é realizado a partir de simulações numéricas tendo como base um código numérico comercial, que resolve as equações RANS utilizando o método dos volumes finitos. Neste trabalho, inicialmente valida-se a influência da variação abrupta da superfície da falésia no escoamento e o seu impacto na produção de energia com testes numéricos. Posteriormente modela-se a turbina através de um meio poroso. Na parte final estuda-se a interferência da esteira de uma turbina noutra colocada a sotavento. Dos resultados numéricos obtidos concluiu-se que as falésias constituem um local apropriado para a colocação de turbinas se devidamente posicionadas. Adicionalmente o meio poroso revelou-se uma boa alternativa simplificada à caracterização da esteira de turbinas.