Spoilers de borda traseira de GFRP para pás de rotor alcançam aumento de 6% de AEP

A start-up de energia eólica, evoblade, um spin-off do Instituto de Tecnologia Aeroespacial (IAT) da Universidade de Ciências Aplicadas de Bremen (Alemanha), desenvolveu um spoiler de borda posterior adaptável composto para pás de rotor com a ajuda da Deutsche Windtechnik AG (Bremen) e Wirtschaftsförderung Bremen. Os resultados de um teste lado a lado e estudo de otimização do EvoFlap agora confirmam que a instalação do spoiler pode melhorar o fluxo aerodinâmico na área da raiz da pá, resultando em maior eficiência e desempenho do sistema de turbina eólica.

“As pás do rotor têm um impacto significativo no desempenho técnico e econômico de uma turbina eólica”, diz o Dr.-Ing. Frank Kortenstedde, fundador e CEO da evoblade. “Ao desenvolver e otimizar um elemento de fluxo retrofittable, queríamos alcançar uma melhoria técnica e econômica nas propriedades dos sistemas existentes que alavancam os avanços na compreensão técnica.”

O EvoFlap pode ser adaptado a diferentes tipos de pás de rotor. O tipo de turbina NEG Micon NM 82 com uma potência nominal de 1,5 megawatts (MW) e um comprimento da pá do rotor de 40 metros foi selecionado como o sistema básico para a otimização. O spoiler adicional, composto de uma construção em sanduíche de polímero composto de fibra de vidro reforçada (GFRP), tem um comprimento total de 10 metros, que é dividido em sete segmentos para permitir a montagem diretamente em uma pá de rotor instalada.

“A lâmina não precisa ser removida do cubo para permitir a instalação do EvoFlap, o que reduz a quantidade de trabalho e custos”, enfatiza Frank Kortenstedde. “Além disso, a estrutura da lâmina não é danificada pela colagem dos segmentos nela, e o EvoFlap combina harmoniosamente com o design da lâmina.” Para validar a produção anual de energia, a empresa ROMO Wind (Einsiedeln, Suíça) foi contratada para realizar monitoramento de desempenho independente usando a tecnologia de anemômetro giratório iSpin, que mede a velocidade do vento na frente da turbina para dados diretos e não perturbados. Além do sistema de teste, uma segunda turbina (adjacente) do mesmo tipo foi equipada com a tecnologia iSpin como sistema de referência.

Os resultados do estudo lado a lado, que decorreu de agosto de 2015 a março de 2019, confirmaram o aumento da produção anual de energia (PEA), que foi previsto a partir de dados simulados. Os resultados recentes também mostram um aumento de 6% na AEP com uma velocidade média do vento anual de 7 metros por segundo. Além de aumentar o rendimento, foi demonstrado que o EvoFlap também aumenta a resistência à flexão e torção da pá do rotor, o que melhora a vida útil geral da pá.

“Dependendo da vida útil do EvoFlap, uma possível extensão de 1,2 a 2,6 anos além da vida útil máxima de 20 anos pode ser alcançada”, explica Frank Kortenstedde. “Um nível muito alto de transferência de tecnologia foi alcançado. O retrofit de tais elementos de fluxo em grande escala é atualmente a exceção absoluta. No entanto, este projeto de pesquisa mostra efeitos positivos potenciais significativos. ”

De acordo com a evoblade e parceiros, o EvoFlap pode teoricamente ser instalado em todas as turbinas eólicas que tenham um design delgado na área da raiz das pás. No entanto, embora o elemento de fluxo seja adequado como uma solução de retrofit, ele precisa ser adaptado às características individuais do tipo de lâmina correspondente.

“Mesmo que o retrofit de elementos de fluxo nem sempre seja uma opção, e o design inicial e as características das turbinas sejam de responsabilidade dos fabricantes do sistema, ainda estamos muito felizes em participar e apoiar projetos de pesquisa como este que olham para as tecnologias do futuro”. acrescenta Matthias Brandt, diretor da Deutsche Windtechnik AG. “Os resultados estão indo na direção certa e estão ajudando toda a indústria!”