Kevin Sliman / Penn State
Uma aluna de engenharia fez um grande avanço na maximização do coeficiente de potência das turbinas eólicas, tendo por base um problema matemático antigo proposto por Hermann Glauert.
A estudante de engenharia da Universidade Estadual da Pensilvânia Divya Tyagi fez um avanço significativo ao simplificar um problema matemático complexo e centenário, originalmente proposto pelo aerodinamicista britânico Hermann Glauert.
A investigação de Tyagi, publicada na Wind Energy Science, melhora a conceção das turbinas eólicas, oferecendo novas possibilidades para melhorar a eficiência energética e reduzir os custos.
O trabalho original de Glauert centrou-se na maximização do coeficiente de potência das turbinas eólicas, que mede a eficácia com que as turbinas convertem a energia eólica em eletricidade. No entanto, o seu modelo não tinha em conta fatores críticos como a força total e os coeficientes de momento no rotor ou a forma como as pás se flexionam sob a pressão do vento, refere o SciTech Daily.
Tyagi colmatou estas lacunas utilizando o cálculo das variações, um método matemático usado para problemas de otimização com restrições. O seu trabalho identifica o desempenho aerodinâmico ótimo, determinando as condições de fluxo ideais para maximizar a produção de energia.
De acordo com o conselheiro de Tyagi, Sven Schmitz, a sua abordagem permite uma exploração mais profunda do design das turbinas eólicas. “O impacto real será sobre a próxima geração de turbinas eólicas, usando os novos conhecimentos que foram revelados”, disse Schmitz, professor da Boeing/A.D. Welliver no Departamento de Engenharia Aeroespacial da Universidade.
Os benefícios práticos da pesquisa de Tyagi são substanciais. Melhorar o coeficiente de potência de uma turbina eólica em apenas 1% pode aumentar significativamente sua produção de energia, potencialmente fornecendo energia suficiente para um bairro inteiro. A sua investigação foi inicialmente desenvolvida como tese de licenciatura e recebeu o prémio Anthony E. Wolk pela sua tese excecional.
Atualmente, Tyagi está a tirar o mestrado em engenharia aeroespacial, concentrando-se em simulações computacionais de dinâmica de fluidos. A sua investigação, apoiada pela Marinha dos EUA, visa melhorar a simulação de voo e a segurança dos pilotos através do estudo das interações entre os rotores dos helicópteros e os ventos de ar dos navios.
“Eu passava cerca de 10 a 15 horas por semana entre o problema, a escrita da tese e a pesquisa. Demorava muito tempo porque era muito intensivo em matemática. Mas sinto-me muito orgulhosa agora, vendo todo o trabalho que fiz”, admite a jovem.
