NovaEnergia

“turbina eólica vertical flutuante”

a presente invenção se refere a uma turbina eólica de grandes proporções que capta e transforma a força do vento em energia mecânica. poderá ser produzida em infinitos tamanhos. possui ao seu redor um sistema de captação de vento com comportas de ar. comportas estas que se encontram soltas, abrindo e fechando pela força do vento e se travando em determinado ângulo. esse sistema capta o vento de todas as direções, em um raio indefinido e o converge para o centro da turbina. possui também um meio que elimina o atrito com rolamentos, sendo que a turbina gira flutuando em meio líquido, deslizando e sendo sustentada pela água ou fluido.

o mundo busca esse tipo de energia por ser limpa e ecológica. as atuais turbinas são pouco eficientes e de custo elevado. ainda se busca a solução de um meio que elimine o atrito causado por rolamentos que sustentam grande massa. temos como exemplo o sistema maglev onde a turbina flutuaria suspensa pela repulsão magnética através de ímãs permanentes de neodímio. também como exemplo a patente norte americana de número 6870280 de 2002 onde se busca um modo de captar o vento e orientá-lo para a turbina. o que se propõe no presente invento é um novo sistema, que é bastante simples, podendo ser construído em grandes proporções, de custo reduzido e alta eficiência. os setores energéticos e industriais são as áreas técnicas as quais se destina a presente invenção.

o sistema é constituído por partes fixas e móveis. móveis serão a turbina e as comportas de ar. fixas serão as paredes direcionadoras. nesse exemplo de grande proporção toda a parte fixa poderá ser construída utilizando tijolo e concreto comuns nas construções de prédios. serão paredes direcionadoras de vento de grande altura (cerca de 40m). tais paredes se manterão eretas pelo próprio alicerce de concreto bem como por cabos de aço fixando uma às outras e ao solo, como grandes torres de rádio.

observando o sistema em uma vista de cima (fig.1) vê-se ao centro a turbina de oito hélices. no prolongamento das hélices e mantendo um formato curvo oito paredes de tijolo e concreto direcionadoras de vento. nas quatro direções (norte, sul, leste, oeste) estas paredes se bifurcam em um ângulo de 90° graus e prolongam-se. a partir dessa bifurcação serão instaladas as comportas de ar. neste exemplo cada parede possui cinco comportas. dez comportas em cada uma das direções (norte, sul, leste, oeste) que eu passo a chamar de setores. a quantidade de comportas deverá se enquadrar à proporção do sistema. todas as comportas estão soltas, salvo exceção de quatro que se manterão abertas e fixas para melhor direcionamento. elas se abrem em um ângulo de 45° graus permitindo que o vento flua em direção ao centro da turbina. tais comportas serão construídas utilizando material leve e resistente. deverão se travar ao se encontrar com a parede e ao atingir 45° graus de abertura. o travamento na abertura poderá ser feito por cabos ligados à extremidade das comportas.

podemos observar que somente nas extremidades desse sistema o vento incidirá em um ângulo superior a 45° graus. essa incidência é exceção. no mais, todo o vento incide em ângulo inferior a 45° graus (ou entre 135° e 180°) e escoa pelas paredes direcionadoras se dirigindo para o centro da turbina. dessa forma essas paredes permitem que o vento flua, o que não ocorre com prédios, em que o vento é diretamente barrado em ângulo de 90° graus dependendo da direção da corrente de ar. esse fator permitirá a construção de altas paredes de modo econômico.

observa-se para melhor entendimento que quando o vento vem do sul (fig.1) as dez comportas do setor sul estarão abertas permitindo o fluxo do vento para o centro da turbina. no mesmo caso, cinco comportas do setor leste e quatro do oeste se travam na parede, direcionando o vento em um ângulo de 45° graus. paredes posicionadas nas direções sudeste e sudoeste potencializam o direcionamento, dividindo de forma uniforme a corrente de vento para as hélices.

no segundo exemplo (fig.2) o vento vem da direção sudoeste. neste caso cinco comportas do setor sul se abrem (uma delas se mantém permanentemente aberta) e se travam em ângulo de 45° graus direcionando o vento. da mesma forma cinco comportas do setor oeste se abrem e se travam em 45° graus. outras nove comportas restantes desses dois setores serão fechadas pela ação do vento. a comporta fixa dinamiza o direcionamento. paredes posicionadas em noroeste e sudeste convergem o vento para o centro da turbina.

acima das oito paredes curvas, ao redor da turbina (fig.1ou2), será construída uma laje de concreto que deverá aumentar a pressão do vento para impulsionar mais eficientemente as hélices. na parte superior da turbina um vão para saída do vento, em formato cônico.


quanto ao sistema de flutuação (fig.3), este substituirá rolamentos que sustentam grande massa. nesse invento o que se busca é um sistema de captação eólica de grande proporção que deverá substituir as turbinas convencionais. no exemplo a referida turbina vertical terá cerca de 40 metros de altura (equivalente a um edifício de 12 andares) por cerca de 15 metros de raio. todo o sistema de captação deverá ter aproximadamente 80 metros de raio. supondo um peso de dez mil kilos, a turbina seria construída fixa sobre uma grande barcaça redonda em formato de bóia, tendo um orifício no centro (fig.3a). o raio e a profundidade (volume) dessa barcaça gigante deverão deslocar 10 mil litros de água ou fluido, gerando a flutuação. a superfície da barcaça em contato com a água (ou fluido) deverá ser extremamente lisa, eliminando a resistência. o balanceamento, nivelação e formato arredondado deverão ser absolutamente precisos, de forma a deslizar pelo líquido em movimento circular uniforme. a referida barcaça poderá ser construída com fibra de vidro e metal, próprios da construção de embarcações.

o reservatório, que será de concreto, deverá ser construído de forma semelhante a uma fôrma redonda usada para fazer bolo, tendo no centro uma abertura (fig.3b). através dessa abertura o eixo da turbina será fixado por um rolamento. também na parte superior da turbina outro rolamento manterá o eixo perfeitamente alinhado na posição vertical. os rolamentos não sustentam a turbina, que é sustentada somente pela água. as bordas do reservatório serão tapadas para impedir o contato do vento com a água de forma a impossibilitar qualquer ondulação, que poderia gerar leve oscilação da turbina. o gerador poderá ser posicionado abaixo do reservatório ou na laje acima da turbina, sendo ligado ao seu eixo.

por absurdo que possa parecer essa turbina não deverá ser essencialmente leve. pelo contrário, sua massa poderá ser relativa, pois independentemente do peso ela irá girar com um coeficiente de atrito insignificante. o peso irá favorecer a inércia, pois nesse sistema mesmo o vento mais leve irá mover a turbina. a inércia diminuiria a oscilação da velocidade da turbina, causada pela mudança na velocidade das correntes de vento.

a maior das turbinas de eixo horizontal possui menos que 1000m² de área de superfície em suas três pás. assim mesmo, somente o vento que vem em direção às suas pás é convertido em movimento. nesse sistema de eixo vertical, considerando uma turbina de oito pás, de 15m de raio por 40m de altura, a área de superfície de cada pá seria de 600m², totalizando 2400m², pois o vento sempre incidiria em quatro pás. no entanto, o vento seria captado de uma área de 40m de altura por cerca de 140m de extensão, totalizando 5600m² de área de vento, que seria convergido para o centro da turbina. a construção de um sistema de dimensão ainda maior despenderia uso de tecnologia bastante simples em relação às turbinas convencionais.

bom dia a todos!!!

informo que o documento postado está ainda incompleto. também não creio que seja o original embora descreva essencialmente o invento.
o sistema de flutuação foi modificado. não postei o desenho que ilustra esse sistema.
os dois desenhos postados causam confusão. não pelo funcionamento mas pela proporção em que foi feito. naturalmente não parece permitir o fluxo de ar. eles tem unicamente a função de melhor esclarecer o que se deseja proteger com a patente. não existe nesta descrição alguns detalhes importantes, como por exemplo, o sistema de comportas interno que controla o fluxo ao redor da turbina.

grande abraço!

vejam a figura. nenhum aki eh original da patente.
( acho q vazou )
mas aki dah pra ver q o vento tem fluxo.
ateh

bom dia!!!

de fato o desenho postado aqui por último tem um corte, dando abertura à passagem do vento. mas ainda assim, observando bem, o atrito ou arrasto é grande. me parece pouco espaço de saída para grande quantidade de vento que é afunilado. pelo que sei, estes desenhos (ou outros parecidos) foram usados no pedido de patente para exemplificar o sistema.

o desenho original, isto é, que serviu de base a protótipos e futuramente, projeto, está bem distante de qualquer um aqui postado. infelizmente não temos tal desenho. já vi e tento explicar da seguinte forma:
1º_ tomando por base o desenho anterior, imagine que as paredes que se prolongam ao redor da turbina tem a metade do cumprimento.
2º_ imagine agora que no lugar de 2 ou 3 comportas cumpridas existisse talvez 10 ou 15 comportas curtas.
3º_ o mais importante e que muda bastante o desenho: imagine então que todas as paredes ao redor da turbina girassem em sentido anti-horário 22,5 graus, sendo que ao girar, todas mantivessem a mesma inclinação em graus.
4º_ imagine também, ao redor da turbina, um sistema de persianas que deixa o vento livre para girar em sentido anti-horário e para ser liberado, porém pressiona com leveza o vento contra a turbina (quando o vento é forte ele é liberado, quando é fraco é pressionado contra a turbina).

somente ao se compreender tal desenho (que também não é final) é que se compreenderá o rendimento do sistema. daí se falar que logo as gigantes eólicas perderão o valor...

grande abraço a todos!!!

????
rapaz!!!
o nº 3 realmente complica tudo!
infelizmente deu pra entender nadahhh... rs
( girar em sentido anti-horário 22,5 graus????? )
outro desenho q conheço só eh diferente em dimensão das partes...
ateh +

bom dia!!!

de fato somente uma ilustração para melhor compreensão. vejam que este esboço postado é somente um, de uma infinidade possível. sei que foram feitos dezenas de desenhos diferentes. o que foi usado na patente é possivelmente mais bem trabalhado. a patente tem a finalidade de assegurar somente duas idéias: o sistema de comportas externo que é movido pelo próprio vento e o sistema de flutuação. como as hélices e turbinas atuais, naturalmente poderá assumir uma infinidade de formas e tamanhos. no caso deste esboço, ilustra-se comportas em ângulo diferente de posição e inclinação.
cabe então a um engenheiro um meticuloso projeto.

existe um desenho que ilustra as comportas duplas que liberam o vento para um e outro lado a dada pressão. se observarem bem este esboço as comportas do lado superior direito cedem pela força do vento a certa pressão (para fora da turbina), sendo que se o vento muda a direção correndo de leste para oeste o vento seria livremente liberado (para dentro da turbina), o que não é representado pela figura. neste esboço também não está ilustrado um sistema de persianas no centro da turbina que trava o vento para o giro horário (contra a turbina) e o libera em giro anti-horário.

existe um desenho, que creio bastante interessante em que oito paredes retas convergem para a turbina. estas paredes possuem comportas como já conhecido e afunilam o vento para a turbina. é na minha opinião o mais simples mas creio, como ouvi dizer, pode ser o mais eficiente em rendimento. um outro desenho possui comportas/persianas que se mantém fixas. somente a ilustração juntamente com as explicativas para se compreender bem.

peço o devido perdão pela falta de clareza nas explicativas.
grande abraço!!!

boa noite a todos!!!

me enviaram hoje este desenho postado. já havia visto, porém em esboço diferente.
me disseram que o pedido de patente postado neste tópico não é o original e existem adições. o pedido verdadeiro exemplificaria quatro modelos possíveis da referida turbina. o primeiro é o que já foi descrito. o segundo seria o de comportas fixas. o terceiro é este que posto agora. o quarto não conheço e dizem que não foi divulgado ainda. existe um outro pedido de patente cujo invento seria distinto.

vejam que este sistema tem o mesmo mecanismo, porém as paredes se encontram postas de forma diferente. aqui o vento seria direcionado e acelerado na diagonal. as comportas se travam no alinhamento da parede impedindo sua abertura para a esquerda. desta forma direcionam o vento em diagonal para as pás da turbina. porém para o lado direito as comportas estão soltas permitindo o fluxo do vento. vejam que o vento é captado de todas as direções e jogado em giro para a turbina. segundo explicaram as comportas teriam uma certa pressão na abertura. quando o vento é forte, elas cedem e se abrem. quando é mais fraco o afunilamento é aumentado, sendo então pressionado um pouco mais. as oito comportas mais próximas à turbina têm uma inclinação diferente. as últimas duas também. além disso existe um sistema de comportas duplas que liberam o vento que colide diretamente contra as comportas, na extremidade do sistema (parte esquerda do desenho).

informaram também que um pré-protótipo já teria sido construido e o teste confirmou o rendimento esperado. naturalmente este sistema deverá ser ainda desenvolvido. quanto mais alta a turbina, maior a aceleração e quanto maior o raio, maior a força. isso é fácil de se compreender, porém vários detalhes são complexos. o sistema de pressão das comportas por exemplo seriam por molas ou por contra-pesos que fecham as comportas através de roldanas. todo o sistema é mecânico embora cogitem a possibilidade de um controle eletrônico, o que estaria mais adiante. até bem pouco, somente duas das grandes fabricantes tem conhecimento do invento.

vejam que este é apenas um mero esboço que demonstra a simplicidade do invento. aqui o funcionamento não deixa dúvidas como no primeiro desenho.
lembrando que mesmo uma gigantesca turbina de por exemplo 150 a 200 toneladas flutuaria livre de atrito com partes móveis, tendo índice de rugosidade desconsiderável, o que proporciona o enorme rendimento.
um engenheiro técnico pode concluir facilmente que o rendimento em comparação com as convencionais é infinitamente superior. como disse anteriormente, especularam que o custo para produção de uma única dessas seria equivalente ao custo de 2 ou 3 das maiores convencionais (100 a 150 milhões de euros?), porém o rendimento poderia ultrapassar vinte a vinte e cinco.
há quem afirme que muito certamente o rendimento é bem maior que o cogitado. os verdadeiros desenhos só foram divulgados em meados de outubro de 2009. a informação é muito recente.

grande abraço!!!

sabendo que não tem nenhuma ligação directa com o projecto, não vou por isso nunca magoá-lo.

este desenho está melhor, mas agora parece aproveitar apenas 1 / 4 do vento, o restante vento serve de cortina.
não será melhor canalizar toda a frente do vento para a metade da turbina que sofre o impulso e colocar “paredes” a uma curta distância de forma que o vento não se desvie da parte da turbina que é impulsionada??

não sou engenheiro mas vejo facilmente que é de todo impossível aumentar 20 a 25 vezes a produção com uma turbina com a mesma área de varrimento, a não ser que seja a área de implantação igual e a altura 8 a 10 x superior (sem fazer cálculos) .

outra coisa, se é para se conhecer a patente ponha tudo, a não ser que não seja patente e sim apenas 1 pedido.

força está quase lá mais umas ideias e desenhos.

boa tarde!!!
obrigado pelo comentário. realmente não entendo do assunto, salvo por se ouvir dizer e por que gosto (minha área é o direito). tenho conversado com amigos engenheiros e são eles que me passam algumas informações.

isto não é ainda uma patente. é apenas o pedido, embora já tenha fases adiantadas do processo, como a pesquisa. também devo dizer que só coloco aqui no fórum o que já divulgaram. sei que este não é o pedido original. somente as pessoas aqui tem conhecimento. os desenhos creio também não serem originais. outros detalhes correm em sigilo.

eu também entendia que o primeiro desenho é que tinha maior aproveitamento, pois o que via era a quantidade de ar a ser abraçada. mas agora entendo, depois de me explicarem, que o vento tem que ter sua vazão. se a área de entrada é grande, a de saída deverá ser proporcional. também deve ser compreendido que o vento tem seu comportamento. ele acelera em determinado ângulo, porém se o ângulo for demasiadamente agudo o vento terá arrasto e será barrado desacelerando. hoje sei que somente um engenheiro específico estuda estas questões.

tanto o primeiro, o segundo e o terceiro agora postados são apenas esboços. apenas retratam o sistema. a proporção não pode estar correta. desenhos meticulosos nunca vi. a idéia é que foi objeto de análise.
veja que neste desenho é muita área de vento na entrada para ser comprimido até o raio da turbina. ele deve ser acelerado sem ser barrado. se você reler a explicação verá que as comportas se abrem sobre pressão. dessa forma elas pressionam o vento contra a turbina, porém se a corrente de vento for densa, as comportas deverão ceder pois senão haverá atrito.

a área de varrimento não é a mesma!!! veja que a área de vento coletado nesta turbina é infinitamente maior que a área das pás de uma convencional. outro detalhe neste tipo de turbina (eixo vertical) é que o vento colide diretamente enquanto nas convencionais o vento colide em ângulo. por isso a superioridade em rendimento é incomparável. assim estão certos por aqui que este futuro projeto funcionará em qualquer lugar, ao contrário das convencionais. especulam aqui, como disse, que o custo de produção equivaleria a três, mas o rendimento a vinte. porém se for bem menos, por exemplo, custo de três mas o rendimento de quatro ou cinco, já seria suficiente para inutilizar o sistema convencional.

abraço!!!

rapaz!!!
22,5 graus???
acho q girou 45...
mas agora deu pra entender.
t+