Implantação de Laboratório para Determinação da Característica de Saída de Aerogeradores Segundo a Norma IEC

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Lídia Castelhano Borja
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2 BWP 2016 Implantação de Laboratório para Determinação da Característica de Saída de Aerogeradores Segundo a Norma IEC PROF. DR. CLAITON MORO FRANCHI - UFSM

3 Objetivos Auxílio a indústria nacional de aerogeradores por meio de ensaios em laboratório situado em um local com condições de vento similares a aplicações reais. Determinação da característica de saída de aerogeradores e demais ensaios relativos a normativa ABNT NBR IEC Apresentação de ensaio para emissão de etiqueta para aerogerador de 3 kw de forma a atender a portaria INMETRO Nº 168/2015.

4 Localização do Laboratório Rio Grande - RS

5 Descrição do Laboratório Situado no Campus da Universidade Federal de Rio Grande - FURG Laboratório de Ensaios

6 Descrição do Laboratório Previsão de vento a 50 m Fonte: Base de dados dos ventos: CRESESB - Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio Brito / CEPEL - Centro de Pesquisas de Energia Elétrica

7 Média de Vento no Local a 30 m (15/10/2015 a 18/08/2016)

8 Média de Vento no Local a 12 m (15/10/2015 a 18/08/2016)

9 Avaliação de Obstáculos

10 Avaliação de Obstáculos

11 Avaliação do Terreno

12 Sistema de Medição e Comunicação

13 Sistema de Medição e Comunicação Na torre meteorológica: Sensores do clima Aquisição e armazenamento (via Datalogger) Aquisição com frequência de 1 Hz (médias a cada minuto) Medidas de valor máximo, médio, mínimo e desvio-padrão No aerogerador: Medidor de energia Transformador de corrente

14 Sistema de Medição e Comunicação Equipamentos utilizados ANEMÔMETROS EM 30, 28 E 12 M Thies First Class Advanced - resolução de 0.05 m/s, faixa de medição de 0.3 m/s a 75 m/s, velocidade de sobrevivência de 80 m/s.

15 Sistema de Medição e Comunicação Equipamentos utilizados BIRUTA Thies Wind Vane Compact TMR - faixa de medição de 0º a 360º, resolução de 0.35º, velocidade de sobrevivência de 80 m/s por 30 minutos e precisão de 1º

16 Sistema de Medição e Comunicação Equipamentos utilizados BARÔMETRO NRG BP20 Barometric Pressure Sensor - faixa de medição de 15 kpa a 115 kpa e precisão de 0.3 kpa

17 Sistema de Medição e Comunicação Equipamentos utilizados TERMÔMETRO NRG110S - faixa de medição de -40 ºC a 52.5 ºC e precisão de 0.43 ºC.

Sistema de Medição e Comunicação Equipamentos utilizados PLUVIÔMETRO Young S73100 - faixa de operação é de

18 Sistema de Medição e Comunicação Equipamentos utilizados PLUVIÔMETRO Young S faixa de operação é de 11 mm/min máximo, resolução de 0.1 mm, precisão 2 % para 25 mm/h e temperatura de operação de -20 ºC a +50 ºC.

Sistema de Medição e Comunicação Equipamentos utilizados MEDIDOR DE ENERGIA ABB IDM 144 - Possui

19 Sistema de Medição e Comunicação Equipamentos utilizados MEDIDOR DE ENERGIA ABB IDM Possui classe de exatidão 0.5, Comunicação Modbus RTU (via RS-485) e atende os requisitos da IEC

20 Sistema de Medição e Comunicação Equipamentos utilizados DATALOGGER Ammonit Meteo-40 - com 8 canais de entrada de 16 bits, comunicação GSM, TCP/IP, Modbus RTU (via RS-485).

Aerogerador ZM Bombas sob ensaio (02/06/16 a 15/08/16) Modelo Gerador Altura Peso (sem a torre) Peso da torre Potência nominal Produção anual de energia (vento médio de 6 m/s) Velocidade do vento a

21 Aerogerador ZM Bombas sob ensaio (02/06/16 a 15/08/16) Modelo Gerador Altura Peso (sem a torre) Peso da torre Potência nominal Produção anual de energia (vento médio de 6 m/s) Velocidade do vento a potência nominal Velocidade de vento para início da geração Velocidade do vento de sobrevivência 3 kw Trifásico de imãs permanentes; acoplamento direto; brushless; 12 m 128,15 kg 510,73 kg 3 kw 6252 kwh 12,5 m/s 3 m/s 52,5 m/s Diâmetro do rotor 3,4 m Número de pás 3 Material das pás Fibra de vidro reforçada Controle de Yaw Passivo

22 Características do Ensaio do Aerogerador de 3 kw Segundo IEC Os intervalos de velocidade do vento devem ser de 1 m/s a 14 m/s e cada intervalo deve conter no mínimo 10 minutos de dados registrados. As médias das aquisições de dados devem ter duração de 1 minuto. O banco de dados deve conter pelo menos 60 horas dentro da faixa de velocidade do aerogerador.

23 Dispersão da Curva de Potência

24 Aerogerador ZM Bombas sob ensaio (02/06/16 a 15/08/16)

25 Curva de Potência

26 Produção Anual de Energia

27 Resultados Experimentais C p = 0,38 (7,5 m/s)

28 Etiqueta Programa Brasileiro de Etiquetagem (PBE) Classificação de eficiência energética dos aerogeradores horizontais de até 100 kw (Portaria INMETRO 168/2015) Coeficiente de Potência (Cp) Classificação PBE Cp 0,35 A 0,35 >Cp 0,31 B 0,31 >Cp 0,27 C 0,27 >Cp 0,23 D Cp < 0,23 E

29 Conclusões Realização de ensaios de uma forma automática e com monitoração remota. Análise de performance de aerogeradores em campo auxiliando implementação de projetos e o desenvolvimento da indústria nacional. Testes realizados segundo a Norma Internacional IEC Obtenção da etiqueta de eficiência energética de acordo com Portaria do INMETRO 168/2015.

30 OBRIGADO PELA ATENÇÃO! contato:

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