Análise dinâmica da viabilidade da instalação da turbina eólica de eixo horizontal no ambiente offshore brasileiro / Dynamic analysis of the feasibility of installing a horizontal axis wind turbine in the Brazilian offshore environment

Mateus Alves Ferreira, Luiz Antônio de Oliveira Chaves

Abstract


O direcionamento desse trabalho é a fonte renovável de energia eólica utilizada para reduzir o crescimento dos desequilíbrios ecológicos oriundos dos impactos ambientais causados pelo homem. Essa fonte é considerada uma das energias mais limpas do mercado e gera grandes fomentos econômicos com a viabilização no meio onshore ou offshore. No caso do ambiente marítimo, apresenta vantagens proporcionada pela maior velocidade dos ventos e menor incidência de turbulência, o que constitui uma opção proeminente para estudo e desenvolvimento. Nesse contexto, a presente pesquisa busca determinar a potência gerada pela turbina offshore em uma região na costa brasileira para um cenário específico. O método de pesquisa bibliográfica foi adotado para definição de parâmetros e modelos matemáticos, seguida da análise dos fenômenos em um estudo de caso. A investigação avaliou a região oceânica do estado do Rio de Janeiro mediante o documento Global Wind Atlas para a implementação da turbina eólica de eixo horizontal (TEEH) que apresenta vantagens ao setor residencial e industrial.  Na metodologia foi adotado o software Qblade para calcular a eficiência energética da turbina de “linha de base NREL de 5 MW” definida como modelo para a simulação em dois processos distintos. O primeiro investigou os parâmetros aerodinâmicos através do XFOIL/XFOIL5 e no segundo as formulações matemáticas selecionadas baseadas no método do momento do elemento da lâmina (BEM) foram usadas para avaliar o coeficiente de potência (), torque (T) e potência gerada pelo vento (P) em função do Tip Speed Radio (TSR). A disponibilidade de energia para a locação marítima é apresentada com os parâmetros de projeto demonstrando viabilidade complementar de produção de energia. A validação dos resultados também demonstrou potencial uso para suprimento energético nesse ambiente com posterior exploração da fonte eólica em outras configurações para potencial uso em empreendimentos marítimos.


Keywords


Energia eólica offshore, Turbina eólica horizontal, aerodinâmica de aerofólios, Simulação computacional.

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DOI: https://doi.org/10.34117/bjdv7n9-142

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