Otimização do cabeamento interconector de aerogeradores em parques eólicos Onshore

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Itczak, Alex
• Orientador(a): Santos, Eduardo Machado dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
• Programa de Pós-Graduação: Mestrado Acadêmico em Engenharia Elétrica
• Departamento: Campus Alegrete
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Engenharia elétrica; Energia eólica; Otimização; Electrical engineering; Wind energy; Optimization
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
• Link de acesso: http://dspace.unipampa.edu.br:8080/jspui/handle/riu/5513

Ao longo da história das civilizações, a utilização da energia eólica sempre teve seu espaço. Estima-se que, por volta de 2800 AC, os egípcios utilizavam este recurso e, atualmente, a força dos ventos pode ser utilizada para gerar energia elétrica em diversos níveis de demanda, auxiliando pequenas comunidades isoladas a utilizar os benefícios desta energia. Por outro lado, parques eólicos com um grande número de aerogeradores contribuem de forma significativa para a matriz energética brasileira, já que os ventos são mais intensos nos meses de Junho a Dezembro, período em que a intensidade pluviométrica é menor. Desta forma, a energia eólica se torna uma importante fonte suplementar de energia por ser considerada uma energia limpa, evitando o uso de usinas que geram impacto ambiental. Nesse contexto, a presente pesquisa visa desenvolver a otimização do cabeamento interconector de aerogeradores em parques eólicos onshore, visto que uma parcela considerável do custo destes parques é decorrente do cabeamento. Assim, propõe-se otimizar a rede de interconexão dos aerogeradores com o auxílio do Problema da Árvore Geradora Mínima, resolvido através de três metaheurísticas, que são: o Algoritmo dos Vagalumes, o Algoritmo Otimização por Enxame de Partículas e o Algoritmo Competitivo Imperialista. Para a aplicação dos métodos de otimização foram escolhidos os parques eólicos onshore Cerro Chato e Chuí, ambos no estado do Rio Grande do Sul, sendo que cada um apresenta um tipo diferente de interconexão entre as turbinas eólicas, onde o primeiro tem sua rede coletora aérea, enquanto o segundo apresenta esta em forma subterrânea. Para ambos os casos, respeitou-se o posicionamento dos aerogeradores, bem como das subestações, sendo analisados apenas o percurso do cabeamento de interconexão entre as turbinas. Neste estudo, não foram considerados possíveis obstáculos entre os geradores. Verificou-se, portanto, que todos os métodos foram eficientes quanto a otimização, quando comparadas ao atual layout e o valor do cabeamento. Por fim, destaca-se o desempenho do Algoritmo dos Vagalumes, o qual apresentou em sua resposta o menor comprimento do cabeamento em ambos os casos, mostrando que as metaheurísticas são eficazes para a solução deste problema.