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Dissertação

A New Methodology for Efficiency Scaling of Pumps-as-Turbines (PATs) and Its Application to two South Africa 13kW and 100kW Micro Hydropower Systems EVALUATED

Detalhes: A energia hídrica é o recurso de energia renovável mais desenvolvido do mundo. Além de representar grande parte da energia renovável produzida em todo o mundo, estima-se que a maior parte do seu potencial ainda esteja por explorar, com o principal foco em micro e pequenos sistemas hidroelétricos. No entanto, a relação custo-benefício destes sistemas ainda precisa de melhorar, com as bombas-como-turbinas (PATs) a desempenhar um papel fundamental na redução dos custos de investimento. A desvantagem deste tipo de turbomáquinas consiste no fato de os fabricantes de bombas não fornecerem, nem testarem, as condições de funcionamento de uma bomba a funcionar como turbina. Nesta tese, foi desenvolvida uma nova metodologia para prever as curvas de eficiência de uma bomba centrífuga de funcionamento inverso. Este método numérico é baseado numa teoria desenvolvida por Gülich para prever as curvas de eficiência de uma bomba centrífuga, tomando em consideração a influência da rugosidade e do número de Reynolds na escala de eficiências. Posteriormente, o método numérico foi implementado no Microsoft Excel para criar o programa Scaling of PAT Efficiency Curves, ou SPATEC. Além disso, o modelo numérico foi aplicado a um extenso número de casos que correlacionam diferentes PATs encontradas na literatura. Como consequência, os intervalos de erro absoluto e relativo foram determinados com sucesso para as curvas de eficiência dependentes do caudal e da altura de queda. Para terminar, o mesmo modelo foi aplicado a dois sistemas reais de micro geração hídrica e a precisão da previsão de eficiências avaliada.
Keywords: Energia hídrica, poupança energética, PAT, previsão de eficiências, leis de semelhança.

Discussão: maio 4, 2020, 10:0