Apresentação

Refere-se a presente invenção a um aerogerador de eixo verticalconstituídode uma carenagem envoltoria que se move acoplada em seu eixo e se mantém voltada contra o vento através de um dispositivo tipo leme. Tendo formato aerodinâmico a carenagemdireciona o vento fazendo-o pressionar apenas as pás que giram a seu favor. As pás, possuindo grande área de contato, não sofrem a pressão do vento contrário, o queconfere significativo aumento no rendimento. O formato pontiagudo da carenagem permite ao vento manter velocidade, permitindo sua fluidez. Um pequeno aero fólio vertical que se posiciona a certa distância das pás maximiza seu rendimento.

Estado da técnica e problemas apresentados

O planeta busca soluções alternativas para as questões energéticas. A energia eólica é renovável, limpa e ecológica. Apesar das várias espécies de turbinas eólicas, ainda se busca uma forma eficiente e barata para captação desse tipo de energia. Turbinas de eixo vertical não são muito viáveis. O modelo "savonius" tem baixo rendimento em ventos de maior velocidade e apesar do bom aproveitamento das lentas correntes de vento, não é uma boa opção como gerador de energia elétrica.No modelo "darrieus" apequena área de contato das pás em proporção ao aerogerador o torna inviável em relação aos de eixo horizontal enquanto os de eixo horizontal só aproveitam correntes de vento de alta velocidade.

Embora a tecnologia propicie meios eficientes de testes, a criação de modelos inovadores com formatos aerodinâmicos perfeitosse mostra extremamente complexa. A energia dos ventos requer ainda a criação de um modelo eficientepara captá-la.

Muitas patentes foram depositadas apresentando inovações no modelo "savonius". Como exemplo a patente americana do ano de 2002,US 6740989 que busca resolver a questão da pressão contrária do vento. As patentes americanas US 4288200 de 1981 e a publicação US 0329841/2010 apresentam novas configurações e formas na tentativa de permitir a fluidez do vento. No entanto o modelo "savonius" permanece inviável à produção de energia elétrica pelo baixo aproveitamento dos ventos de maior velocidade.

Melhorias apresentadas

A diferença da pressão do vento nas pásde um aerogerador é o fator responsável por sua eficiência. Baseado nisso, a presente invençãopropõe um modelo inovador que permite bom rendimento tanto em ventos de baixa quanto de alta velocidade.A carenagem externa com perfil aerodinâmico pontiagudo permite que ventos velozes pressionem as pás fluindosem obstrução e a grande diferença de pressão faz com que mesmo ventos mais lentos movimentem o gerador, conferindo grande torque.

No Aerogerador Ideal o vento empurra de frente suas pás planas ou levemente côncavas com grande área de contato em relação ao rotor. A diferença de pressão é máxima. As pás que voltam contra o vento estãoisoladas dentro da carenagem onde o vento faz uma "revolução", girando em seu interior com formato circular. O formato pontiagudo à frente da carenagem permite que o vento mantenha sua velocidade e o formato pontiagudo ao fundo não "segura"o vento ao passar pelo aerogerador, o que permitefluidez. Um aerofólio vertical fixo à carenagem e posicionado a certa distância das pás poderá maximizar o rendimento do aerogeradoraumentando a pressão do vento contra as pás è desviando o ar para se desprender mais facilmente ao fundo.

Revelação da invenção

A presente invenção trata-se de um aerogerador de eixo vertical com pás planas ou côncavas cujo rotor poderá ter duas ou mais pás. As pás deverão estar a certa distância do eixo, tendo um vão entre eixo e pá que permita a fluidez do vento impedindo a saturação do sistema. Ao redor e lateralmente ao rotor uma carenagem tendo formato externo de machado de duplo corte se encontra acoplada ao eixo. Internamente a carenagem possui formato circular onde o rotor se encaixa de forma precisa, girando rente. Um leme se fixa à carenagem que se move pela ação do vento, girando ao redor do rotor. Em um modelo de grande porte o leme poderá ser substituído por um sistema automático que movimenta a carenagematravés de motores. A carenagem se manterá em posição de corte contra o vento. O vento ao incidir diretamente na carenagem se divide em duas correntes. Enquanto uma corrente passa ao lado e externamente ao rotor, a outra incide diretamente nas pás. Ao fundo o vento se "descola" e flui livre do arrasto,graças ao formato aerodinâmico da carenagem. Um aerofólio vertical de pequena largura se encpntra fixo à carenagem e

5 deslocará o vento em direção às pás do rotor e ao fundo do aerogerador, devendo ficar a determinada distância das pás, de forma a não saturar o sistema, aumentando a pressão do vento que incide contra as pás. A eficiência do aerofólio deverá ser comprovada através de testes.

Emboraseja mais complexo que os aerogeradoresconvencionais, ío éessencialmente simples. Suas partes externas, carenagem, leme e aerofólio não necessitam de materiais de alto custo tecnológico, devendo ter certa resistência. O rotor não requer formas complexas, devendo ser leve. O fator de maior peso é o aproveitamento da energia dos ventos, o rendimento do aerogerador. Sua criação foi concebida na intenção de aproveitar mais eficientemente as correntes de vento de altas

[ 5 e baixas velocidades.

Breve descrição das figuras

Os objetivos, vantagens e demais características importantes da invenção em apreço poderão ser mais facilmente compreendidas quando lidas em conjunto com os desenhos em anexo, nos quais:

:o A figura 01 apresenta uma vista superior demonstrando o formato da carenagem, o rotor, leme e a posição do aerofóliovertical do aerogerador ideal.

A figura 02 apresenta uma vista em perspectiva superior direita da carenagem, rotor, aerofólio e leme.

Descrição detalhada das figuras

5 Como se inferem nos desenhos que ilustram e integram o presente relatório descritivo da invenção em apreço "Aerogerador Ideal", trata-se de um aerogerador constituído por uma carenagem aerodinâmica (l)que envolve o rotor (2) parcialmente, tendo formato de machado de duplo corte; um rotor (2) de quatro páscom pás planas ou côncavas; um aerofólio vertical (3) à direita, fixo a carenagem o (1), posicionado a certa distância das páse o leme (4) ao fundo, também fixo à carenagem (1). A carenagem, que envolve parcialmente o rotor, encontra-se à sua esquerda no desenho. O perfil aerodinâmico pontiagudo da carenagem divide o vento em duas correntes. Uma corrente passa à esquerda do aerogerador, fluindo livre. A outra corrente incide diretamente em suas pás, provocando, no caso, um giro anti- horário. O leme mantém a carenagem voltada contra o vento e o aerofólio concentra a pressão do vento na área das pás.

Neste modelo são evidenciadas quatro pás, porém poderá ter mais ou menos. O desenho ideal da carenagem, as proporções das medidas, a distância do aerofólio deverão variar com o modelo desde que se mantenha a configuração.

Na figura 01 é demonstrado o aerogerador ideal, onde em uma vista de cima é evidenciada o perfil pontiagudo da carenagem (1) e seu formato de machado de duplo corte; o rotor (2) de quatro pás envolto parcialmente pela carenagem (1) tendodesenho pontilhado em seu interior; o leme (4) ao fundo fixo à carenagem e o aerofólio (3). O formato aerodinâmico da carenagem permite a fluidez do vento, que não é barrado como nos aerogeradores tipo "savonius", proporcionando assim, bom rendimento em ventos de alta velocidade além de torque.

Na figura 02 é demonstrado em perspectiva superior direita o aerogerador ideal tendo a carenagem (1), as pás planas do rotor (2) com o aerofólio (3) vertical de pequena largura a certa distância e o leme (4). Observa-se entre o eixo do rotor (2) e as pás uma abertura ou vão que permite a fluidez do vento, impedindo a saturação do sistema. O aerofólio sendo estreito está a certa distância das pás, de forma a não "prender" o vento, saturando o sistema.O aumento do rendimento do aerogerador conferido pelo aerofólio (3) deverá ser averiguado em testes, que poderão constatar a desnecessidade deste aparato. Em um modelo de grande porte a carenagem (1) poderá ser movimentada por um sistema automático. Neste aerogerador o vento empurra de frente pás planas que não sofrem a contra pressão do vento, o vento flui livremente mesmo em altas velocidades e as pás possuema máxima diferença de pressão, principal fator de rendimento.