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Publicação
Modelação e Controlo de Aerogerador em Ambiente de Simulação
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Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
A energia eólica é uma fonte de energia renovável e inesgotável, porém possui grandes problemas associados à velocidade e direção do vento. No caso do aerogerador de pequena potência situado no Departamento de Engenharia Electrotécnica – Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, este possui o seu próprio sistema de seguimento do vento, sendo portanto um free-yaw drive. Por se mover de acordo com as variações da direção do vento torna-se interessante realizar um estudo sobre a sua produção elétrica real comparativamente à produção elétrica ideal, assumindo que o aerogerador está sempre alinhado com o vento, de forma a perceber quanta energia é perdida nestes aerogeradores de pequena potência, mesmo quando estes possuem um sistema que lhes permite realizar um seguimento mais rápido da direção do vento.
Para realizar este estudo, foi necessário criar sistemas de aquisição de dados de forma a obter amostras da movimentação do aerogerador segundo o ângulo de Yaw, conciliar estes dados com a velocidade e direção do vento medida pela estação meteorológica e adquirir dados da potência elétrica. Estes três sistemas foram criados com base em Arduínos Uno, em sensor de medição do ângulo de Yaw, em módulos de comunicação RF de forma a manter o sincronismo dos dados e, num Analisador de qualidade de energia de modo a obter a potência elétrica produzida.
Com base nas amostras obtidas em diversos dias de aquisição, foram criados os modelos de potência elétrica ideal e real e, comparados os seus resultados, tendo-se verificado uma perda significativa de energia. De forma a reduzir as perdas, foi criado um novo modelo que permitiu estimar a posição do aerogerador. Foi implementado em ambiente de simulação um sistema de controlo semi-ativo dos travões magnetoreológicos com o intuito de travar e de proporcionar um melhor seguimento da direção do vento, por parte do aerogerador. A posição final do aerogerador foi estimada pelo seu modelo de posição.
Como resultado observou-se que, mesmo em sistemas free-yaw drive, o seguimento
da direção do vento e a produção podem ser melhorados com a aplicação de técnicas de controlo semi-ativo, mais especificamente o controlo dos travões magnetoreológicos .
Descrição
Palavras-chave
Aerogerador Yaw Vento Controlo semi-ativo