Conversão das vibrações provenientes do vento em electricidade

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energias Renováveis – Conversão Eléctrica e Utilização Sustentáveis

No presente trabalho foi estudada a viabilidade da utilização de transdutores piezoeléctricos para a recolha de energia proveniente das vibrações induzidas pelo vento através de uma viga em consola com um corpo oscilante na extremidade livre, segundo a oscilação de flexão induzida. Para esse efeito foi desenvolvido um protótipo de laboratório com três configurações diferentes de viga mais corpo oscilante. Em cada configuração foi colocado também, para além do transdutor piezoeléctrico, um extensómetro, junto ao encastramento da viga, para medir a flexão da mesma, de forma a serem obtidas as amplitudes de vibração. No que respeita às configurações, essencialmente, o que variou de umas para as outras foi o comprimento da viga e a espessura do corpo oscilatório, que é um prisma quadrangular de poliestireno extrudido (XPS). O sistema de teste incluía desde o túnel de vento para realizar as medições de amplitudes e verificar as potências de energia que se podiam extrair do material piezoeléctrico, aplicando várias velocidades de vento similares para cada configuração, até ao software para a aquisição de dados. O funcionamento do circuito eléctrico foi baseado num quarto de ponte de Wheatstone e uma vez que o transdutor piezoeléctrico utilizado foi um Compósito de Macro Fibras (Macro Fibre Composite ou MFC), utilizou-se um conversor que combina a impedância, a tensão de saída e a colheita de energia deste tipo de material, para um melhor rendimento. O estudo compara as três configurações, verificando em qual se obtém maior quantidade de energia, bem como uma melhor optimização construtiva. Do trabalho conclui-se a viabilidade deste tipo de tecnologia como uma alternativa aos tradicionais aerogeradores eólicos, não só pelo seu desempenho mas também devido à sua aplicabilidade em telhados ou fachadas de edifícios e à facilidade da criação de matrizes, extrapolando o número de colectores.