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Turbinas eólicas: modelagem, otimização e controle

Descrição: A energia eólica é a fonte de geração de energia elétrica que mais cresce no Brasil. Os cerca de 6.7 GW de potência nova já contratada a ser instalada garantem negócios da ordem de USD15 bi nos próximos anos. As torres que elevam os rotores a altura desejada, estão sujeitas à inúmeros esforços. Primeiramente forças horizontais devem ser levadas em conta: resistência do rotor ( "drag" ) e da própria torre à força do vento. Em seguida, forças torsionais, impostas pelo mecanismo de controle de rotação da gávea giratória e esforços verticais (peso do próprio equipamento), não devem ser desprezados. Um aerogerador moderno constitui uma estrutura esbelta, com a massa das pás em rotação sobre uma torre, excitando cargas cíclicas sobre todo o sistema. Um problema básico do projeto é determinar todos os modos e frequências naturais de vibração dos componentes, em especial pás e torre, para evitar ressonância com as frequências de excitação do rotor em operação. A ressonância causa aumento das amplitudes de carregamento cíclico no sistema, comprometendo a resistência à fadiga e reduzindo a vida útil prevista para o aerogerador, que é de aproximadamente 20 anos. Neste contexto, o controle de vibrações é uma tecnologia que visa reduzir níveis excessivos de vibração através da instalação de dispositivos externos ou ação de forças externas que promovam alterações nas propriedades de rigidez e amortecimento do sistema.

Alunos Envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (2).