AEOLLICUS - SISTEMA DE GERENCIAMENTO E SIMULAÇÃO DE FAZENDAS EÓLICAS

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Jerónimo Fragoso Almada
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1 AEOLLICUS - SISTEMA DE GERENCIAMENTO E SIMULAÇÃO DE FAZENDAS EÓLICAS Anderson Nunes Coelho 1 Alex de Paula Pinheiro 1 Alaine Margarete Guimarães 2 Jorim Sousa das Virgens Filho 3 RESUMO: O sucesso dos projetos de fazendas eólicas está relacionado com o bom dimensionamento destes sistemas utilizando-se dados de vento confiáveis e ferramentas computacionais de qualidade. Por meio da técnica de simulação computacional, que por sua vez utiliza-se de métodos estatísticos e probabilísticos. É possível estimar o potencial energético eólico de uma região com base nos seus dados históricos de vento. O presente projeto teve por objetivo desenvolver uma ferramenta computacional para gerenciamento e estimativa do potencial energético de fazendas eólicas, servindo como um instrumento de apoio à decisão na implantação de sistemas eólicos. Palavras-chave: Simulação computacional. Energia Eólica. Distribuição de Probabilidade. INTRODUÇÃO O vento é o movimento do ar em relação à superfície terrestre. É gerado pela ação de gradientes de pressão atmosférica, sofrendo influências do movimento de rotação da Terra, da força centrífuga ao seu movimento e do atrito com a superfície terrestre [1]. Apesar de serem aparentemente nômades, os ventos numa região qualquer da terra possuem valores de velocidade médios mensais ou anuais bastante regulares não se desviando mais do que 10 ou 15% da média anual [2]. O comportamento dos ventos é variável em função da situação geográfica do local, da rugosidade da superfície, do relevo, da vegetação, do clima e da época do ano. 1 Engenharia de Computação, 5ª série Universidade Estadual de Ponta Grossa 2 Profa. Dra. do Departamento de Informática, Universidade Estadual de Ponta Grossa 3 Prof. Dr. do Departamento de Informática, Universidade Estadual de Ponta Grossa

2 Denomina-se energia eólica a energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento). Seu aproveitamento ocorre por meio da conversão da energia cinética de translação em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas eólicas, também denominadas aerogeradores, para a geração de eletricidade, ou cata-ventos (e moinhos), para trabalhos mecânicos como bombeamento de água. Existem duas vertentes para aplicações dos sistemas eólicos para geração de energia elétrica: os sistemas de grande porte interligados à rede elétrica, usualmente denominados "fazendas eólicas" e os sistemas isolados. As fazendas eólicas constituem sistemas de grande porte, com potência instalada na faixa de unidades a dezenas de MW. O sucesso dos projetos de fazendas eólicas está relacionado com o bom dimensionamento destes sistemas utilizando-se dados de vento confiáveis e ferramentas computacionais de qualidade. Os softwares comerciais disponíveis atualmente no mercado permitem resultados satisfatórios em nível de engenharia. Porém, além de serem importados e com custos elevados exigem usuários com elevado conhecimento técnico. Além disto, são ferramentas fechadas, nas quais não é possível ter acesso aos equacionamentos utilizados. Considerando que a partir de simulações pode-se identificar a viabilidade e motivação para o uso de fazendas eólicas tornou-se interessante o desenvolvimento de um sistema que, com características específicas, contribua para a atividade de simulação e ou gerenciamento de fazendas eólicas. Objetivos e características

3 O presente projeto teve por objetivo desenvolver uma ferramenta computacional para gerenciamento e estimativa do potencial energético de fazendas eólicas. O sistema possibilita ao usuário criar fazendas eólicas, cadastrando regiões com base nas características geográficas da localidade e determinando o número e as dimensões dos aerogeradores baseado em modelos existentes no mercado. Acompanhando o custo de implantação da(s) fazenda(s) eólica(s), o usuário tem a opção de realizar um empréstimo bancário para aquisição do equipamento. O módulo de gerenciamento da fazenda eólica permite o acompanhamento de todo o processo de geração de energia, a compra de novos equipamentos, a criação de novas fazendas e a manutenção necessária dos componentes. Utilizando dados históricos de vento, o usuário pode estimar, por meio de distribuições de probabilidade, o potencial energético da(s) fazenda(s) eólica(s). Essa simulação permite além da caracterização do vento nessa localidade, a determinação aproximada da energia produzida nesse período na(s) fazenda(s) eólica(s). O usuário do sistema pode também solicitar relatórios de infra-estrutura da(s) fazenda(s) eólica(s), de produtividade, de finanças e de simulação.

Figura 1-Tela Principal do Software Aeollicus MATERIAIS E MÉTODOS Para a implementação do software foi utilizada a linguagem de programação C# da IDE Visual Studio 2005 Standard em conjunto com o

4 Figura 1-Tela Principal do Software Aeollicus MATERIAIS E MÉTODOS Para a implementação do software foi utilizada a linguagem de programação C# da IDE Visual Studio 2005 Standard em conjunto com o Sistema Gerenciador de Bando de Dados FireBird 1.5. A escolha da linguagem foi baseada no fato de ser uma moderna linguagem orientada a objetos, que permite arquitetar uma gama de componentes - de objetos de negócio de alto nível a aplicações no nível do sistema [3]. Para a modelagem do software, orientada a objetos, foi utilizado o padrão de notação UML Unified Modeling Language. A regra de negócio da aplicação foi desenvolvida com base em estudos probabilísticos da direção e velocidade dos ventos, para a cidade de Ponta Grossa(PR), segundo uma base de dados de sete anos fornecida pelo SIMEPAR.

5 Modelagem Orientada a Objetos Notação UML A modelagem deste software foi realizada sob os conceitos da UML (Unified Modeling Language), uma linguagem para especificação, documentação, visualização e desenvolvimento de sistemas orientados a objetos. Com base nos casos de uso do sistema, toda dinâmica do sistema é levantada por meio de diagramas complementares, como os diagramas de seqüência e outros diagramas auxiliares presentes na UML. O produto final dessa fase de modelagem é o diagrama de classes, utilizado na codificação do software. A arquitetura da aplicação foi baseada do modelo de três camadas e fazendo uso de um arquivo xml como repositório de dados para configurações de usuários CONCLUSÕES Este projeto mostrou-se interessante por desenvolver uma ferramenta de apoio à tomada de decisão para a implantação de fazendas eólicas. Visto a carência de softwares de simulação e gerenciamento de fazendas eólicas voltados para as condições climatológicas do Brasil, espera-se que o software Aeollicus possa auxiliar na análise de viabilidade de implantação e na disseminação da energia eólica como uma fonte de energia limpa e renovável. REFERÊNCIAS [1] TUBELIS, A., NASCIMENTO, F.J.L. Meteorologia descritiva: Fundamentos e aplicações brasileiras. 1.ed. São Paulo : Nobel, p. [2] LEITE, A. P.. Modelagem de Fazendas Eólicas para Estudos de Confiabilidade. Rio de Janeiro, Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE. [3] C# Brasil. Introdução e Visão Geral. Artigo. Disponível em: < Acesso em: 19/04/2006.

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