A biomimética está melhorando a geração elétrica eólica

Feb 16, 2024

Os recursos sobrecarregados da Terra são conservados através da melhoria da eficiência da energia eólica

Durante séculos, os humanos aproveitaram o vento – principalmente para bombear água e moer farinha. Agora, as turbinas eólicas estão desempenhando um papel fundamental na transição para energia limpa. Estas máquinas grandes e elegantes parecem exemplificar a eficiência, mas podem tornar-se ainda mais eficientes e menos perturbadoras para o ambiente que as rodeia.

A Biome Renewables, empresa canadense, está desenvolvendo melhorias imitando a natureza. Eles reduziram o ruído das turbinas investigando como as corujas voam – criaturas lendárias pelo seu voo silencioso. À medida que a pá de uma turbina eólica corta o ar, ela cria uma corrente de ar acima e outra abaixo, cada uma viajando a uma velocidade diferente. Quando as duas correntes se encontram atrás da lâmina, elas colidem, produzindo uma turbulência selvagem e barulhenta. A lâmina de uma turbina funciona como a asa de uma coruja. Ao examinar as corujas, descobriram uma franja especializada ao longo da extremidade posterior das penas das asas que força o ar a misturar-se em locais específicos, abafando o som do ar que flui à sua volta e permitindo um voo silencioso.

A partir de suas observações, a Biome Renewables criou um design de borda serrilhada para a parte traseira da pá de uma turbina. À medida que o ar corre ao redor da lâmina, parte dele se curva no espaço na base dos dentes serrilhados, gerando uma onda sonora, e parte dele se curva nas pontas dos dentes, gerando uma segunda onda sonora um momento depois. Os vales da primeira onda sonora alinham-se com os picos da segunda, anulando-se mutuamente. Testes em túnel de vento mostraram que esta tecnologia pode reduzir o ruído em 50-80 por cento. Além disso, a redução da turbulência atrás da pá permite que a turbina gire um pouco mais rápido com vento da mesma velocidade, gerando mais potência.

Para aumentar ainda mais a eficiência, a Biome Renewables encontrou um padrão em um domínio da natureza totalmente diferente. As lâminas giratórias criam uma sucção que puxa o ar para o meio, o centro. A empresa projetou um dispositivo, chamado “Power Cone”, que se encaixa no centro da turbina e canaliza suavemente o ar de volta para as pás. Este dispositivo de aprimoramento aerodinâmico aumentou a potência da turbina em até 13%. Onde eles encontraram a inspiração? Queda de sementes de bordo.

O peso torto de uma semente de bordo faz com que ela gire em um determinado ângulo, o que redireciona o vento ao longo do comprimento delgado da semente, acelerando o fluxo em direção à ponta. Conseqüentemente, as sementes giram em torno de um ponto central, permitindo que permaneçam no ar por mais tempo para que possam ser levadas para mais longe pelo vento. A adoção desses mesmos princípios no “Power Cone” confere torque adicional às turbinas, aumentando sua eficiência e produção elétrica.

Uma maior produção de uma turbina a uma determinada velocidade do vento reduz o número de turbinas necessárias para suprir as nossas necessidades energéticas, uma vitória para o ambiente, para além da redução dos gases com efeito de estufa decorrentes da geração de energia limpa.