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Título: Dimensionamento de um sistema para geração de energia elétrica utilizando uma roda hidráulica de lado como máquina motriz
Título(s) alternativo(s): Sizing of a system for electric power generation using a breastshot water wheel as driving machine
Autor(es): Quirino, Elias Macedo
Orientador(es): Rodrigues, Fabio Rodrigo Mandello
Palavras-chave: Turbinas hidráulicas
Geração distribuida de energia elétrica
Energia - Fontes alternativas
Hydraulic turbines
Distributed generation of electric power
Renewable energy sources
Data do documento: 13-Nov-2017
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Pato Branco
Referência: QUIRINO, Elias Macedo. Dimensionamento de um sistema para geração de energia elétrica utilizando uma roda hidráulica de lado como máquina motriz. 2017. 127 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2017.
Resumo: Este trabalho, além de apresentar um dimensionamento de uma roda hidráulica em conjunto com um multiplicador de velocidade, traz também uma pesquisa mais aprofundada sobre este tipo de máquina motriz, visto que no acervo científico nacional a quantidade de literatura acerca do tema não é grande. A finalidade deste trabalho é dimensionar um sistema que possa ser utilizado para gerar eletricidade, de forma sustentável, em regiões que possuem baixa queda d’água. A roda do tipo de lado foi a escolhida. Como estas rodas possuem baixa rotação e um gerador necessita de uma certa velocidade de giro, foi necessário dimensionar um mecanismo de aumento de velocidade, o qual possui um estágio planetário e dois paralelos, todos utilizando engrenagens. Para uma diferença de altura de 1,5 metro, foi possível dimensionar um sistema capaz de gerar 5 kW de potência utilizando um gerador de ímãs permanentes, com rotação nominal de 200 rpm, sendo que a roda girará entre, aproximadamente, 7 e 8 rpm, com um rendimento estimado para a roda de aproximadamente 70%. Foi desenvolvida também uma metodologia de dimensionamento para este tipo de roda, que poderá ser utilizada em um dimensionamento real. Com este tipo de máquina motriz é possível gerar energia elétrica de forma eficiente e sustentável.
Abstract: This work, in addition to presenting a sizing of a hydraulic wheel with a speed multiplier, also brings a further research about this type of machine, since in the national scientific collection the amount of literature about this theme is not great. The purpose of this work is to design a system that can be used to generate electricity, in a sustainable manner, in regions that have low head differences. The breastshot waterwheel was chosen for this purpose. These wheels have low rotation and a generator needs a certain speed, so it was necessary to size a speed multiplier mechanism, with a planetary and two parallels stages, all using helical gears. For a head difference of 1.5 meters, it was possible to size a system capable of generating 5 kW of power using a permanent magnet generator with a nominal rotation of 200 rpm, and the wheel will rotate between, approximately, 7 to 8 rpm, with an estimated efficiency of approximately 70%, for the wheel. A sizing methodology developed in this work for this type of wheel, can be used in a real project. With this type of machine, it is possible to generate electricity in an efficient and sustainable way.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9220
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