Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2024 |
| Autor(a) principal: |
Mendonça, Adriana Oliveira de
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| Orientador(a): |
Silva Júnior, Ivo Chaves da
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| Banca de defesa: |
Oliveira, Clóvis Bôsco Mendonça
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Oliveira, Leonardo Willer de
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| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
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| Departamento: |
Faculdade de Engenharia
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| País: |
Brasil
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| Palavras-chave em Português: |
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| Área do conhecimento CNPq: |
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| Link de acesso: |
https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/17662
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Resumo: |
Com o aumento da penetração da energia eólica na matriz elétrica global e brasileira, a análise de suas características se torna essencial. A otimização do layout das turbinas é crucial para maximizar a eficiência energética, minimizando o efeito de esteira (wake effect). Esse efeito reduz a velocidade do vento nas turbinas a jusante, resultando em menor potência extraída e aumento da carga estrutural devido à maior turbulência. Isso leva ao desgaste adicional e à redução da eficiência operacional das turbinas a jusante. Diversos modelos foram desenvolvidos para simular o efeito de esteira, cada um com características e aplicabilidades específicas. Cada modelo possui parâmetros distintos que devem ser calibrados adequadamente. A escolha do modelo depende das necessidades específicas de modelagem, complexidade do layout do parque, localização e disponibilidade de dados para calibração. Este trabalho propõe comparar esses modelos para usinas eólicas offshore no Brasil, visando determinar as diferenças de potência calculadas e os layouts identificados como ótimos para cada modelo. Este estudo analisa cinco modelos de efeito de esteira: Jensen, Larsen, Frandsen, 2D-k Jensen e Jensen Gaussiano, em um parque fictício e posteriormente em dois parques eólicos offshore em licenciamento no nordeste do Brasil. A análise possibilitou uma comparação detalhada da complexidade e da modelagem dos diferentes modelos, além de uma avaliação das variações nas estimativas de energia e nos layouts otimizados pelos algoritmos. O modelo de Jensen se destaca por sua simplicidade, enquanto o modelo de Frandsen e o de Larsen tendem a serem os mais otimistas. Em contraste, o modelo 2D-k Jensen e o Jensen Gaussiano apresentam uma perspectiva mais pessimista. Para resolver o problema de layout de parques eólicos, é necessário utilizar ferramentas computacionais e métodos apropriados devido à complexidade do problema como métodos heurísticos. Neste estudo, utilizou-se o Bat Algorithm (BA), uma técnica de otimização global inspirada na ecolocalização dos morcegos, que mapeia o ambiente e localiza presas e obstáculos usando ondas ultrassônicas. A análise comparativa dos modelos de efeito de esteira e a aplicação do BA para otimização de layout em parques eólicos offshore no Brasil destacam a importância de uma modelagem precisa e de métodos de soluções eficazes. A escolha adequada do modelo de efeito de esteira e a otimização eficiente do layout são essenciais para maximizar a geração de energia e assegurar a sustentabilidade e viabilidade econômica dos projetos eólicos offshore. |
