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Por que as turbinas eólicas têm 3 pás ?

Com a grande inserção da energia eólica no país, é cada vez mais comum encontrarmos turbinas eólicas fazendo parte da paisagem, principalmente na região Nordeste. Esses aerogeradores transformam a energia cinética do vento em energia elétrica através do giro de seus rotores.

O rotor de uma turbina eólica é composto pelas pás e pela estrutura em que elas são conectadas, o cubo. O objetivo deste artigo é explicar a razão das turbinas eólicas modernas terem 3 pás.

Análise comparativa

Fonte: Real Engineering

Primeiramente, para realizarmos essa análise, vamos comparar os cenários mais próximos do padrão de 3 pás: turbinas com 2 e 4 pás. Os resultados dessa comparação levam a conclusões semelhantes aos demais cenários (turbinas com menos de 2 pás e turbinas com mais de 4 pás).

O cenário com 4 pás é rapidamente tirado da jogada a partir de uma análise de “custo vs performance”. Cada pá apresenta um custo bastante relevante e o incremento de uma pá ao cenário padrão acaba levando a um custo total elevado frente o aumento marginal na performance da turbina.

Com relação ao cenário com 2 pás, essa turbina consegue atingir a performance de uma turbina de 3 pás se aumentarmos a corda (“espessura”) de suas pás em cerca de 50%. Com isso, a vantagem desse cenário com respeito ao custo acaba sendo prejudicada.

Outra forma de alcançar a performance de um aerogerador padrão com uma turbina de 2 pás seria aumentar a velocidade de rotação do rotor. Contudo, ao girar o rotor mais rápido, temos um maior ruído causado pela turbina, sendo esse um ponto negativo e que buscamos sempre minimizar. Além disso, devido ao aumento na força centrífuga, são necessários alguns reforços na turbina, os quais geram mais custos.

Logo, a turbina eólica com 3 pás consegue gerar mais energia, a uma velocidade de rotação menor, que uma com 2 pás e apresenta uma melhor relação “custo vs performance” que a opção com 4 pás, sendo assim o padrão adotado pelo mercado para os aerogeradores de grande porte.

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