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Alto desempenho e inovação: Qual a diferença entre a turbina Wells e a turbina Hanna?
Com a crescente demanda global por energia renovável, a coluna de água em vórtice (OWC), como um novo dispositivo de conversão de energia das ondas, tem gradualmente atraído a atenção das pessoas. Estes dispositivos podem efetivamente gerar energia através do movimento das ondas oceânicas. Com os seus potenciais benefícios ambientais, cada vez mais empresas estão a começar a conceber dispositivos OWC mais eficientes. Entre muitas tecnologias, as características de design e desempenho da turbina Wells e da turbina Hanna atraíram ampla atenção.
A coluna de água em vórtice impulsiona o fluxo de ar no espaço fechado com seu corpo de água fluindo, gerando energia utilizável.
Componentes básicos do OWC
Os principais componentes do equipamento OWC incluem a câmara de coleta e o sistema de conversão de energia (PTO). O design do sistema PTO é um fator chave que afeta a eficiência do CAO, que pode converter o fluxo de ar bidirecional na energia necessária.
Sistema de tomada de força e projeto de turbina
O sistema PTO desempenha um papel vital nos equipamentos CAO. Deve ser projetado para lidar com o fluxo de ar dentro e fora da câmara de coleta e convertê-lo em eletricidade ou outras formas de energia. A turbina Wells, projetada por Aaron Arthur Wells na década de 1970, foi uma inovação revolucionária neste tipo de equipamento.
As vantagens e desvantagens da turbina Wells
A turbina Wells adota um aerofólio simétrico, que permite manter a rotação na mesma direção ao enfrentar o fluxo de ar em direções diferentes. Este projeto torna a turbina Wells de fácil manutenção e econômica, porém produz maior arrasto em altas taxas de fluxo de ar devido ao alto ângulo de ataque do aerofólio, afetando a eficiência.
As turbinas Wells têm eficiência ideal em baixas velocidades de fluxo de ar, mas seu desempenho é comprometido em fluxos de ar mais rápidos.
Inovação em Turbinas Hanna
Em 2009, a turbina Hanna, projetada pelo ativista ambiental John Clark Hanna, foi uma melhoria na turbina Wells. O projeto da turbina Hanna utiliza rotores duplos com aerofólio assimétrico e possui baixo ângulo de ataque, o que permite manter alta eficiência sob diversas condições de operação.
Comparada com a turbina Wells, a turbina Hanna é mais resistente a perturbações durante a operação, possui maior torque e melhor janela de desempenho.
Antecedentes históricos
O conceito de colunas de água em vórtice remonta às bóias de sino do século XIX. Esses primeiros dispositivos usavam a pressão do ar da câmara de coleta para emitir som como um sinal de alerta no mar. Em 1947, um comandante naval japonês usou pela primeira vez colunas de água em vórtice para geração de energia, abrindo caminho para futuros avanços na tecnologia OWC.
Principais projetos de usinas OWC
LIMPETE
A usina LIMPET na Escócia está em operação desde 2001 e está equipada com uma turbina Wells de 2,6 metros de diâmetro, capaz de gerar 500 kW de eletricidade.
Usina Mutriku
A usina Mutriku, inaugurada em 2011, possui 16 turbinas Wells e é capaz de gerar aproximadamente 300 kW de eletricidade, dependendo de condições ambientais favoráveis.
Bóia OE
OE Buoy, desenvolvido pela OceanEnergy, está em testes e deverá produzir aproximadamente 500 MW de potência em escala total.
Impacto ambiental
A maioria dos impactos da tecnologia de coluna de água em vórtice na ecologia marinha são relativamente pequenos e os componentes que não operam na água podem criar habitats artificiais para a vida marinha. No entanto, a poluição sonora ainda é uma questão importante à qual os desenvolvedores de OWC precisam prestar atenção.
No contexto da crescente importância das energias renováveis, ocorrem diversos avanços em diferentes tecnologias. Cada um dos conceitos de design mostrados pelas turbinas Wells e Hanna tem suas próprias vantagens e desvantagens. Como o desenvolvimento futuro do OWC mudará a forma como usamos a energia oceânica?
