Otimização de layout e sistema coletor de parques eólicos offshore - Cabral, Vinícius Albuquerque (2020)
A integração de sistemas de geração de energia proveniente de fontes renováveis e alternativas se tornou possível com o advento de novas tecnologias. A energia eólica é uma das fontes que vêm apresentando um expressivo crescimento ao longo dos últimos anos e com boas perspectivas para os próximos anos, tanto em empreendimentos onshore, quando instalados sobre o continente, ou offshore, quando instalados no mar. A ausência de obstáculos, que proporcionam melhor aproveitamento do parque, e a menor poluição visual e sonora proporcionaram um crescente interesse por parte de investidores na construção de empreendimentos offshore. Devido ao local de instalação, as tecnologias necessárias para a implantação de parques eólicos em ambientes offshore requerem um investimento maior, quando comparado ao das tecnologias onshore. Este fato torna ainda mais necessária a etapa de planejamento que vise à obtenção de um parque que consiga extrair o máximo de potência possível e, ao mesmo tempo, seja viável economicamente, apresentando redução de custos com cabeamento e de perdas elétricas. Para a definição do posicionamento ótimo das turbinas (layout) foi considerado o wake effect para a determinação da velocidade de vento incidente em uma turbina e naquelas que estão localizadas em regiões que sofrerão interferência devido a essa interação. Para a otimização do sistema coletor, buscou-se a redução das perdas elétricas e dos custos com aquisição de cabos e restringiu-se o problema para que não houvesse cruzamentos de cabos e aerogeradores muito próximos a conexões. Além disso, também foram considerados os limites de ampacidade e o posicionamento da subestação offshore. Para a resolução de ambos os problemas foram utilizados o PSO, o GWO, o Bat-Algorithm (BA) e uma versão deste algoritmo com modificações propostas. Os resultados obtidos demonstraram que as modificações realizadas sobre o BA fizerem com que a técnica apresentasse um melhor desempenho na obtenção de soluções desses problemas. Além disso, os resultados demonstraram que as técnicas foram eficazes na obtenção de soluções viáveis de acordo com os objetivos de cada simulação, que são ótimas estratégias para a resolução de problemas dessa natureza e que auxiliam a tomada de decisão na etapa de planejamento de parques eólicos.