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Controlo de um conversor AC-DC-AC para turbinas eólicas baseadas no PMSG

Bulhosa, João Paulo Rodrigues
Fonte: Instituto Politécnico de Bragança, Escola Superior de Tecnologia e de Gestão Publicador: Instituto Politécnico de Bragança, Escola Superior de Tecnologia e de Gestão
Tipo: Dissertação de Mestrado
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A dissertação teve como objectivo o estudo e implementação do controlo de um conversor AC-DC-AC, constituído por um conversor DC/DC elevador e um inversor de tensão monofásico, para efectuar a ligação à rede de turbinas eólicas baseadas no gerador síncrono de ímanes permanentes. O controlo global do conversor AC-DC-AC seguiu uma estratégia na qual o controlo do conversor elevador e do inversor de tensão monofásico é implementado de modo independente. O primeiro visa maximizar a potência extraída da turbina através da implementação de um algoritmo de seguimento do ponto de potência máxima (MPPT), enquanto o segundo tem a função de extrair toda a energia proveniente do primeiro fornecendo-a à rede eléctrica com factor de potência unitário. Isto é conseguido com controlo em corrente através do qual se procura garantir que a corrente gerada pelo inversor está em fase com a tensão da rede. O desenvolvimento do controlo foi realizado no programa Simulink. Os controladores foram dimensionados, implementados, testados e validados progressivamente, de modo a minimizar o número de parâmetros a ajustar ao mesmo tempo. Foi desenvolvida uma interface gráfica, utilizando o programa ControlDesk, para permitir os ajustes necessários dos controladores e visualização de diversas variáveis do sistema. Esta fase do trabalho foi desenvolvida no Instituto Politécnico de Bragança...

Análise de turbinas eólicas conectadas ao sistema elétrico equipadas com geradores síncronos a ímãs permanentes.; Analysis of wind turbines with permanent magnet generator in the power system.

Paez Prieto, Mauricio Andres
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 17/07/2014 PT
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67.48%
Este trabalho de mestrado está relacionado com a análise do comportamento dinâmico de turbinas eólicas equipadas com gerador síncrono com excitação a ímãs permanentes operando durante contingências na rede elétrica e com variação na velocidade do vento. Tal configuração tem muitas vantagens quando comparada com a configuração atualmente utilizada pelos principais fabricantes de turbinas eólicas de grande porte. A principal delas é devido ao fato de não utilizar caixas de engrenagens. Porém, o impacto na rede elétrica com a conexão de tal configuração deve ser minimizado melhorando as condições operativas no ponto de conexão da fazenda eólica. Desta forma, o projeto em questão visa investigar formas de diminuir os impactos negativos causados e melhorar a estabilidade do sistema, principalmente, no ponto de conexão à rede elétrica Portanto, o projeto de pesquisa deste mestrado está relacionado ao desenvolvimento de modelos computacionais que representem tal tecnologia, considerando os principais componentes e controles utilizando o software de simulação PSCAD. Também são incluídos novos métodos de controle e elementos adicionais que melhoram a confiabilidade e o nível de penetração de parques eólicos com geradores a ímãs permanentes. Ressalta-se que tais modelos não estão disponíveis de forma completa no software citado acima...

Um sistema automatico de regulacao e controle da geracao de energia eletrica a partir de uma turbina eolica

Dias, Sergio Souza
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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Estações de microondas são alimentadas por banco de baterias que são carregados através da rede, caso estejam perto, ou de grupos geradores a diesel, quando estão localizados em zonas remotas. No Brasil existem 543 dessas estações isoladas da rede de alimentação. Turbinas eólicas acopladas a geradores de energia elétrica poderão, em alguns desses locais realizar o suprimento necessário de energia, e com isso poderão obter uma grande economia na compra e também no transporte do diesel até essas estações. Uma turbina Darrieus de 6m de diâmetro e três pás foi desenvolvida e instalada em uma dessas estações, localizada em Porto Alegre. A turbina parte através de um motor de arranque de 12 V e movimenta um gerador de indução de 3 KW, autoexcitado por capacitores. Variando o banco de capacitores podemos manter a tensão mesmo com a variação do sistema, partindo-o com uma velocidade de vento de 4 m/s e aplicando o freio quando a rotação atingir 200 rpm ou a velocidade de vento chegar a 16 m/s. Ele também realiza o chaveamento dos relés que escolhem o banco de capacitores utilizado, acionam o motor de partida e selecionam o sistema de carga de baterias.

Análise aerodinâmica de turbinas eólicas Savonius empregando dinâmica dos fluidos computacional

Akwa, João Vicente
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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Neste trabalho, são apresentados a discussão de conceitos fundamentais, a metodologia e os resultados de simulações numéricas baseadas no Método de Volumes Finitos do escoamento de ar sobre algumas opções de configurações de turbinas eólicas do tipo Savonius, com e sem estatores, em operação e, também, em condições estáticas, como as encontradas nas partidas das mesmas. Comparam-se os resultados para diferentes domínios computacionais, bem como alternativas de discretização espacial e temporal, visando apresentar a influência desses sobre os valores obtidos e estabelecer os parâmetros computacionais adequados para a análise das turbinas em estudo. Nas simulações numéricas, desenvolvidas empregando o programa comercial Star-CCM+, a equação da continuidade e as equações de Navier-Stokes com médias de Reynolds são resolvidas, juntamente com as equações de um modelo de turbulência adequado, que é escolhido, para a obtenção dos campos de pressão e de velocidade do escoamento. Emprega-se um domínio contendo uma região com malha móvel, na qual o rotor é inserido. A cada simulação, a velocidade angular da região de malha móvel é especificada de maneira a variar a razão de velocidade de ponta do rotor. Através da integração das forças ocasionadas devido aos gradientes de pressão e das forças originadas pelo atrito viscoso sobre as pás do rotor eólico...

Análise numérica da esteira aerodinâmica formada por uma turbina eólica com dimensionamento ótimo de Betz

Horn, Diego Anderson
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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46.92%
A evolução do uso da energia eólica nas últimas décadas está diretamente relacionada ao desenvolvimento da tecnologia empregada na conversão e projeto das instalações. A viabilização de uma instalação eólica de grande porte depende da avaliação correta do potencial eólico. A fim de avaliar a capacidade de conversão de energia cinética do vento em torque, é fundamental a modelagem da esteira aerodinâmica das turbinas eólicas. Este trabalho apresenta um estudo sobre a esteira aerodinâmica formada por uma turbina eólica dimensionada conforme a teoria de otimização de Betz. Para tanto, realiza-se inicialmente uma pesquisa sobre a evolução da transformação da energia contida no vento em energia mecânica e métodos de análise adotados. Para modelagem da esteira, realiza-se a simulação numérica do escoamento sobre uma turbina de eixo horizontal empregando o Método de Volumes Finitos. Através do uso da Dinâmica dos Fluidos Computacional são resolvidas as Equações de Navier-Stokes com Médias de Reynolds (RANS) e a utilização dos modelos de turbulência k-, k- RNG, k- e k- SST. Para a solução das equações é utilizado o programa ANSYS-CFX. Define-se o perfil NACA 4412 como perfil aerodinâmico para projeto das pás da turbina...

Análise numérica da esteira de turbinas eólicas de eixo horizontal : estudo comparativo com modelos analíticos; Numerical analysis of wakes of horizontal axis wind turbines: a comparison study with analytical models

Wenzel, Guilherme München
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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67.19%
O presente trabalho apresenta o estudo da esteira de turbinas eólicas de eixo horizontal, utilizando um modelo de turbina eólica testada em túnel de vento. Trata-se de uma turbina eólica de duas pás com 10 m de diâmetro, conhecida como UAE Phase VI, testada pelo NREL no túnel de vento NASA Ames. Desta turbina foi obtida a geometria e dados experimentais, como o coeficiente de empuxo, além das características do túnel de vento. Utilizando este experimento como modelo, são realizadas simulações com equações médias de Reynolds e modelo de turbulência k-ω SST, com o uso de malha móvel e abordagens permanente e transiente, com o software de volumes finitos Star-CCM+®. São empregadas malhas poliédricas em um domínio de grande extensão na esteira, para apenas uma velocidade do vento. São apresentados três modelos de esteira, dois analíticos e outro considerado numérico, para fins de comparação com os resultados simulados. Estes modelos de esteira tem o objetivo de descrever o campo de velocidade a jusante da turbina. Os dados de entrada dos modelos são os mesmos, retirados da simulação. Além dos modelos para o déficit de velocidade, são apresentados equacionamentos para se obter a intensidade de turbulência na esteira...

Análise da influência de diferentes razões de sobreposição no desempenho de turbinas eólicas Savonius empregando dinâmica dos fluidos computacional; Analysis of the influence of different overlap ratios on savonius wind turbines performance using computational fluid dynamics

Silva Júnior, Gilmar Alves da
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso Formato: application/pdf
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Este trabalho consiste na análise da influência de diferentes razões de sobreposição das pás no desempenho de turbinas eólicas Savonius. A análise é feita utilizando a dinâmica dos fluidos computacional. Utiliza-se o software comercial Star-CCM+ para a solução das equações da continuidade e de Navier-Stokes com médias de Reynolds. Essas equações são resolvidas em conjunto com as equações do modelo de turbulência SST. Comparam-se alternativas de discretização espacial e temporal com a finalidade de avaliar a influência desses sobre os valores obtidos. Emprega-se um domínio contendo uma região com malha deslizante, na qual o rotor é inserido. Para cada razão de sobreposição, a velocidade angular da região de malha deslizante é especificada de maneira a variar a razão de velocidade de ponta do rotor. Obtêm-se os campos de pressão e velocidade sobre o escoamento. Integrando-se as forças originadas pelo atrito viscoso e pelos gradientes de pressão nas pás obtém-se o coeficiente de torque e de potência em cada uma das simulações. Analisam-se os coeficientes de potência médios encontrados para avaliar a configuração que apresenta maior eficiência. Os resultados encontrados são bastante representativos para o fenômeno estudado. Mostra-se que o rotor apresenta melhor desempenho operando com razão de sobreposição igual a 0...

Análise numérica da influência de fatores atmosféricos na esteira aerodinâmica de turbinas eólicas

Ludwig, Daniel Evandro
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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A evolução do uso da energia eólica nas últimas décadas está diretamente relacionada ao de-senvolvimento da tecnologia empregada na conversão e projeto das instalações. Neste contex-to o presente trabalho apresenta um estudo sobre a influência de fatores atmosféricos, tais como a turbulência e a presença de um perfil de velocidades referentes à camada limite at-mosférica, no desenvolvimento da esteira aerodinâmica de uma turbina eólica dimensionada segundo a teoria de Betz. O estudo é realizado utilizando o método dos volumes finitos para a solução das equações de Navier-Stokes com Médias de Reynolds (RANS). O problema de fechamento é contornado com a modelagem da turbulência segundo o modelo SST. A análise é realizada empregando o programa ANSYS-CFX 12.0 com modelagem do escoamento em regime transiente e incompressível. O domínio, discretizado com volumes tetraédricos e pris-máticos, é dividido em uma região em que está inserido o rotor da turbina e outra equivalente ao túnel de vento utilizado no trabalho experimental de referência, com condição de interface conectando os volumes. A análise é focada no estudo da esteira distante do rotor com resulta-dos comparados aos experimentais existentes na literatura. O estudo é dividido em três casos com intensidades de turbulência na entrada do domínio equivalentes a 0...

Otimização e dinâmica dos fluidos computacional aplicadas a turbinas eólicas

Ribeiro, André Francesconi Pinto
Fonte: Universidade Federal do Rio Grande do Sul Publicador: Universidade Federal do Rio Grande do Sul
Tipo: Dissertação Formato: application/pdf
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67.42%
Este trabalho consiste na aplicação de métodos de otimização e de dinâmica dos fluidos computacional a turbinas eólicas. O grande crescimento no mercado de energias renováveis exige que turbinas cada vez mais potentes sejam criadas e que o projeto e análise destas seja cada vez mais preciso. A presente dissertação tem como objetivos a otimização um aerofólio para turbinas eólicas, a simulação de um aerofólio de uma turbina eólica com alto ângulo de ataque e a simulação de uma turbina tridimensional. A otimização de aerofólios foi feita com simulações bidimensionais permanentes, utilizando as equações médias de Reynolds e o modelo de turbulência de Spalart-Allmaras, com algoritmos genéticos acoplados a redes neurais artificiais. O cálculo de um aerofólio com alto ângulo de ataque foi feito utilizando simulações de grandes escalas com o modelo dinâmico de Smagorinsky. As simulações de uma turbina tridimensional foram feitas empregando as equações médias de Reynolds em forma permanente, com um termo adicional representando as forças de Coriolis, também com o modelo de turbulência de Spalart-Allmaras. Da primeira etapa pode-se concluir que as simulações bidimensionais permanentes são muito precisas para o aerofólio de referência...

Modelos de risk based inspection e risk based inspection and maintenance aplicados a sistemas de produção de energias renováveis

Gonçalves, João André Ferreira
Fonte: Instituto Politécnico de Lisboa Publicador: Instituto Politécnico de Lisboa
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em /09/2010 POR
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A utilização de recursos energéticos renováveis apresenta-se como um caminho vital para a humanidade alcançar um desenvolvimento sustentável. Nesta campanha, a energia eólica surge como um dos principais vectores de orientação tendo evoluído de forma quase exponencial nos últimos anos. No entanto, apesar da sua relativa maturidade, esta tecnologia enfrenta ainda alguns problemas e desafios. Não obstante a experiência empírica da indústria eólica, adquirida nos últimos trinta anos e dos esforços para melhorar a fiabilidade operacional das turbinas, as taxas de falha ainda se apresentam elevadas. Face às correntes práticas de Manutenção das turbinas e parques eólicos e às características de falha, (por vezes catastróficas), existe a necessidade de optimizar as estratégias de manutenção das turbinas eólicas e reduzir os custos durante o ciclo de vida, de modo a maximizar o retorno do investimento. Descreve-se neste trabalho o estado do conhecimento actual face ao objectivo pretendido, a recolha de dados reais da operação e Manutenção, a aplicabilidade dos modelos escolhidos para obtenção da probabilidade de falha, e as consequências e avaliação do risco. Assim, desenvolveu-se uma ferramenta de apoio à decisão...

Vê moinhos? São moinhos: Análise dos discursos sobre turbinas eólicas em Alvaiázere

Nunes, Maria João; Delicado, Ana, 1973-; Figueiredo, Elisabete; Horta, Ana
Fonte: Universidade de Évora Publicador: Universidade de Évora
Tipo: Conferência ou Objeto de Conferência
Publicado em //2013 POR
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Em muitas áreas rurais, os elementos tradicionais que marcam e diferenciam as paisagens convivem hoje com a presença cada vez menos discreta das turbinas eólicas. Encarando a paisagem como uma activação patrimonial, que impacto terão as turbinas eólicas na cultura e identidade local? Tendo por base um estudo de caso em Alvaiázere, onde a instalação do parque eólico levantou polémicas relacionadas, sobretudo, com a inscrição da Serra de Alvaiázere no Sítio da Rede Natura 2000, foram observadas as transformações sofridas após a implementação do parque. Partindo da divergência de interesses e de discursos entre poder local, empresas, ambientalistas e residentes pretende-se concluir acerca da visão que os diferentes atores têm sobre o parque e as turbinas eólicas. Quais os benefícios para o município e munícipes? E que impactos negativos se fizeram sentir? Assim, na análise dos dados pretende-se caracterizar as representações veiculadas relativamente à percepção social das transformações a nível local acarretadas pela instalação do parque eólico em Alvaiázere. Como sustentação empírica utilizamos a análise documental do relatório de consulta pública do parque eólico, a legislação em vigor relativa a parques eólicos...

Metodologias para avaliação do desempenho e previsão de avarias em turbinas eólicas utilizando a curva de potência do fabricante

Santiago, Nuno Rafael Abrantes
Fonte: Faculdade de Ciências e Tecnologia Publicador: Faculdade de Ciências e Tecnologia
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2012 POR
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Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energias Renováveis – Conversão Eléctrica e Utilização Sustentáveis, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciência e Tecnologia; A manutenção de turbinas eólicas (TEs) terá uma importância crescente nas próximas décadas e é fundamental que a gestão da manutenção dos parques eólicos (PEs) invista na manutenção preditiva, pois só assim é que se podem otimizar os ativos eólicos, tornar a tecnologia eólica mais competitiva e atrair cada vez mais investimento. O objetivo deste estudo foi criar metodologias para avaliar o desempenho e prever avarias em TEs, usando como inputs a curva de potência do fabricante, os dados SCADA e os dados históricos das intervenções das equipas de manutenção, para utilizar na manutenção preditiva com a finalidade de otimizar os ativos eólicos e reduzir os custos de operação e manutenção dos PEs. Foram executados quatro programas em MATLAB a partir das seis metodologias propostas, um para determinar a curva de potência de referência teórica do fabricante, metodologia 1, um para avaliar o funcionamento de TEs, metodologia 2 e prever o desempenho de TEs, metodologias 3 e 4, dois para prever a eficiência de TEs...

Diagnóstico e análise de avarias em geradores síncronos de imanes permanentes aplicados em turbinas eólicas

Santos, Bruno Miguel Gomes dos
Fonte: Universidade da Beira Interior Publicador: Universidade da Beira Interior
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2012 POR
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67.19%
A presente dissertação versa sobre os modos de avarias mais comuns em geradores síncronos de ímanes permanentes (GSIP), aplicados em turbinas eólicas, suas causas e consequências. Por conseguinte, serão referidos os métodos de diagnóstico mais utilizados para a detecção dessas avarias, será também modelizado o GSIP no funcionamento normal e em modo de avaria e por fim será efectuada a validação experimental desse mesmo modelo.

Controlador de carregamento de baterias para turbinas eólicas de pequeno porte

Ferreira Nipo, Daniel; André Carvalho Rosas, Pedro (Orientador)
Fonte: Universidade Federal de Pernambuco Publicador: Universidade Federal de Pernambuco
Tipo: Outros
PT_BR
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67.42%
A energia elétrica é considerada a mais nobre das formas de energias secundárias atualmente disponíveis. Torna-se difícil imaginar a sociedade moderna sem o advento da energia elétrica, das facilidades e do conforto que ela proporciona. O avanço tecnológico que a humanidade experimentou ao longo do tempo tem expressiva contribuição do controle e do uso da energia elétrica. Na eletrificação de locais remotos onde o acesso à rede elétrica convencional é difícil e onde os custos de instalação e manutenção são proibitivos ou inviáveis, as soluções a partir de fontes renováveis de energia e particularmente por energia eólica tem-se mostrado técnica e economicamente viáveis. Para tais aplicações a utilização de pequenas turbinas eólicas é uma solução para atender às comunidades mais afastadas dos grandes centros urbanos e dos centros de geração de eletricidade. A proposta desta Dissertação é projetar e implementar o protótipo de um Controlador de Carregamento de Baterias para Turbinas Eólicas de Pequeno Porte. Esse Controlador deverá viabilizar a recarga de um banco de baterias inserido no sistema, de modo garantir a estabilidade de tensão de forma confiável e economicamente viável...

Estratégias de Controle de Sistemas de Geração Eólica com Máquinas de Indução

Cristina de Souza Leitão Guimarães, Angela; de Assis dos Santos Neves, Francisco (Orientador)
Fonte: Universidade Federal de Pernambuco Publicador: Universidade Federal de Pernambuco
Tipo: Outros
PT_BR
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47.19%
As perspectivas de um grande número de acessos de turbinas eólicas ao sistema elétrico brasileiro incentivaram estudos sobre os controles desses geradores e os impactos que causarão na rede elétrica. Este trabalho, dividido em duas etapas, contempla o estudo de técnicas de controle de geradores de indução, com rotor tipo gaiola ou bobinado, quando acionados por turbinas eólicas, conectados à rede ou isolados. Na primeira etapa, são desenvolvidos os algoritmos de simulação. São analisadas as conexões à rede de aerogeradores com estator diretamente ligado a ela ou duplamente alimentados, com o uso de rotor bobinado. Também é estudado o uso isolado do gerador com rotor tipo gaiola. Na segunda etapa, são apresentados os ensaios realizados em uma montagem, que simula um conjunto de aerogeração isolada, alimentando uma carga CC. Todo o trabalho busca analisar estratégias para controle instantâneo das potências ativa e reativa geradas pela máquina de indução. Para o acionamento das máquinas, são escolhidas as técnicas de controle vetorial, incluindo orientação pelo fluxo da máquina, usando o método direto e alimentação em corrente. Por fim, são apresentados e analisados os resultados dos casos de simulação com conexão à rede elétrica e comparados os resultados das simulações do uso isolado do gerador com o experimental

Avaliação de desempenho da estratégia de representação laboratorial de turbinas eólicas utilizando motores de indução controlados

Xavier, Guilherme Leal
Fonte: Universidade Federal de Uberlândia Publicador: Universidade Federal de Uberlândia
Tipo: Dissertação
POR
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57.06%
Atualmente, verifica-se um crescente aumento da demanda energética em todo o mundo. Com isso, é grande a busca por um modelo mais sustentável que seja capaz de suprir toda essa necessidade. Nesse contexto, surgem as fontes de energia renovável, que se apresentam com baixo impacto ambiental quando comparadas às demais opções. Entre as fontes renováveis, a energia eólica destaca-se como uma das mais promissoras, o que implica em um crescente interesse em estudos para o desenvolvimento desta tecnologia que se esbarra ainda em limitações devido à complexidade das estratégias empregadas. Neste particular, muito embora o reconhecimento da existência de um grande número de trabalhos computacionais voltados para a representação de complexos eólicos, há de se destacar que os recursos destinados a estudos laboratoriais, que muito complementam a formação e as pesquisas, não são encontrados com facilidade. À luz desses fatos e visando o estabelecimento de uma estratégia voltada para a representação experimental de unidades eólicas em escala reduzida, este trabalho apresenta uma proposta de utilizar o motor de indução controlado via inversor, como uma alternativa para substituir a turbina eólica. De posse desta estratégia...

Diagnóstico e análise de avarias em geradores síncronos de imanes permanentes aplicados em turbinas eólicas

Santos, Bruno Miguel Gomes dos
Fonte: Universidade da Beira Interior Publicador: Universidade da Beira Interior
Tipo: Dissertação de Mestrado
Publicado em //2012 POR
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67.19%
A presente dissertação versa sobre os modos de avarias mais comuns em geradores síncronos de ímanes permanentes (GSIP), aplicados em turbinas eólicas, suas causas e consequências. Por conseguinte, serão referidos os métodos de diagnóstico mais utilizados para a detecção dessas avarias, será também modelizado o GSIP no funcionamento normal e em modo de avaria e por fim será efectuada a validação experimental desse mesmo modelo.

Estudio experimental de la estela de un aerogenerador de tres aspas

Salaya Sánchez, Germán Ignacio
Fonte: Universidad de Chile Publicador: Universidad de Chile
Tipo: Tesis
ES
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47.28%
Ingeniero Civil Mecánico; La creciente utilización de sistemas de generación de energía renovable ha provocado un aumento importante en la investigación y desarrollo de estas tecnologías. Particularmente, el campo de la generación mediante energía eólica es uno de los más importantes hoy en día. Un factor determinante en la capacidad de generación a través de energía eólica es la eficiencia de las turbinas. Es común en estas máquinas encontrar eficiencias en torno al 45\%, Entre los factores que determinan la eficiencia están los aspectos geométricos y aerodinámicos de la turbina, y la estela turbulenta generada por las palas y el rotor. Esta ultima en particular es determinante tanto en la eficiencia individual de aerogeneradores como en la eficiencia global en el caso de parcelas eólicas, debido a la interferencia entre distintas turbinas. Se sabe que la gran mayoría de las pérdidas de eficiencia de las turbinas eólicas se deben a turbulencias generadas por las palas del rotor, por lo que la minimización de estas es el objetivo principal de los diseñadores hoy en día. Estos aspectos motivaron este trabajo de título, en el cual estudiamos experimentalmente el funcionamiento de una turbina eólica al interior de un túnel de viento mediante anemometría de hilo caliente. Se diseñó y construyó un modelo a escala de un aerogenerador y se instaló dentro del túnel de viento del laboratorio LEAF-NL...

Emplazamiento de turbinas eólicas urbanas y potencial energético disponible según la distribución de edificaciones

Herrmann Priesnitz, Benjamin
Fonte: Universidad de Chile Publicador: Universidad de Chile
Tipo: Tesis
ES
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67.19%
Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica; Ingeniero Civil Mecánico; Este estudio presenta simulaciones numéricas del flujo de aire sobre edificios para diferentes configuraciones del entorno urbano. Al pasar sobre un obstáculo, el flujo de aire se acelera, este fenómeno puede ser aprovechado para la instalación de turbinas eólicas de pequeña escala. El principal objetivo de esta investigación es estudiar el recurso eólico cerca de edificios, en función de la configuración del entorno urbano, para así definir emplazamientos que sean favorables y estimar el potencial energético asociado. Esto se hace utilizando el método de volúmenes finitos mediante el software comercial ANSYS Fluent 14.5 y un posterior modelamiento matemático de las soluciones usando Wolfram Mathematica 8.0. A partir los resultados, se encuentra que la potencia disponible usando edificios como concentradores del recurso puede ser hasta 29% mayor que en el flujo libre. Se observa que la configuración urbana, el posicionamiento y el dimensionado de la turbina eólica son factores de gran importancia a la hora de ejecutar un proyecto. Estos resultados son explicados a través de los fenómenos físicos involucrados. Para futuros trabajos se propone incorporar el efecto de la aceleración vertical del aire...

Estudo numérico-analítico dos efeitos de cargas axiais sobre o comportamento vibratório de pás eólicas

Oliveira, Fernanda Almeida Leite de
Fonte: Universidade de Brasília Publicador: Universidade de Brasília
Tipo: Dissertação
POR
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57.38%
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-graduação em Integridade de Materiais da Engenharia, 2015.; As turbinas eólicas tiveram um crescimento acentuado em suas dimensões ao longo dos anos. O diâmetro do rotor aumentou quase 10 vezes o seu tamanho da década de 80 ao ano de 2010. As pás eólicas de grande porte são mais flexíveis e estão sujeitas a maiores velocidades do vento devido ao aumento da altura das torres. As causas de acidentes envolvendo as pás estão relacionadas com erros de projeto, defeitos de fabricação, danos causados no transporte ou elevação, falhas na montagem, por esforços últimos ou por esforços de utilização. A fadiga está relacionada com os esforços de utilização que possuem natureza oscilatória, e é o principal problema no projeto de pás eólicas. As fontes de carga de um aerogerador são o carregamento aerodinâmico, inercial e gravitacional. O peso próprio das pás alterna e gera esforços de tração e compressão ao longo de seu comprimento. Eles são tidos como uma perturbação do sistema. Já as forças centrífugas possuem efeito estabilizador para altas velocidades de rotação. Elas tendem a suprimir o efeito oscilatório do peso próprio. Entretanto...