Energia eólica Programa: Mestrado em Energia

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Bruno Caetano Paranhos
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1 Energia eólica Programa: Mestrado em Energia

2 O desenvolvimento e estudo do recurso e tecnologia eólica têm maturado rapidamente nos últimos anos, estabelecendo-se como uma das fontes de energia limpa mais eficientes e viáveis economicamente em termos de corto prazo geralmente aplicados a projetos de grande escala que fornecem eletricidade diretamente aos sistemas interligados.

3 Apresentar e discutir o modelo para estudos de confiabilidade e viabilidade de uma usina eólica a partir das caraterísticas do vento medidas durante um ano e às de uma turbina eólica, com uma representação probabilística para a geração da usina.

4 O potencial eólico e a potencia a ser extraída por uma turbina eólica depende principalmente da velocidade do vento As velocidade do vento pode variar de acordo as características do local: Orografia, presença de árvores, edificações, e outras além das condições climáticas como regime do vento, monções, variações de temperatura etc, A potencia P com velocidade v contida no vento que flui perpendicularmente através de uma área A, de interceptação das hélices de uma turbina eólica se expressa como :

5 A metodologia para o estudo de confiabilidade inclui conceitos como a taxas de falha, reparo e intermitência da geração da turbina com as caraterísticas aleatórias do vento que representa a usina por um processo de Markov.

6 Adotando-se uma técnica de agrupamento das velocidades em diferentes números de estados, com a alocação de elementos que representam caraterísticas em comum. objetivo da metodologia do cálculo é encontrar a probabilidades estacionarias dos estados de geração da usina eólica, que representam um valor de geração, definido a través das condições operativas da turbina e do estado da velocidade do vento, assim através da curva de potencia é determinada a geração de cada estado da usina.

7 Cadeia de Markov para representação do vento

9 A curva de potencia da turbina, apresenta grande variação na geração para velocidades menores à 10 m/s que segundo as distribuições de Weilbull nas diferentes regiões estudadas, acontecem com maior frequência sendo importante levar em conta a variação do vento e suas caraterísticas no analises de confiabilidade da usina.

10 IWP (Installed Wind Power) Potência eólica instalada. É a soma das potencia nominais de todas as turbinas da usina eólica. Unidade [MW] IWE (Installed Wind Energy) Potência eólica instalada multiplicada pelo numero de horas em um ano. Ela representa a energia máxima que pode ser extraída num ano. Unidade: [MWh] IWE= IWP x 8760 EAWE ( Expected Avaliable Wind Energy) Expectativa de energia eólica disponível no vento. Quantidade de energia que pode ser gerada num ano sem considerar saidas de turbinas eólicas. Unidade: [MWh]

11 EGWE (Expected Generated Wind Energy): expectativa de energia eólica gerada. Quantidade de energia que pode ser gerada em um ano, considerando-se as saídas forçadas das turbinas. Unidade: [MWh] WGAF (Wind generation availability factor): fator de disponibilidade de geração eólica. Equivale ao fator de carga de usinas convencionais, mas considera-se também o efeito de operação das turbinas. Adimensional. WGAF=EGWE/IWE Obtendo-se os resultados apresentados nas tabelas para diferentes tipos de agrupamento do vento.

12 Índices de desempenho de vários agrupamentos Probabilidades de geração para vários agrupamentos

15 Ao fazer planejamentos para empreendimentos eólicos, se tem visto que é de grade importância avaliar, todo o sistema como fornecedor de energia, tanto o que tem a ver com a quantidade de potencia disponível no vento e que pode ser extraída pela turbina, como as diferentes variáveis que podem definir a operação da turbina e de uma usina eólica no momento que este fornecendo energia elétrica ao sistema interligado. As estimativas também devem ser feitas com diferentes tipos de turbinas que sejam ou presentem melhor desempenho respeito às caraterísticas do vento presentes na região onde o projeto eólico vai ser implantado.

16 DÍAZ, F.G et al. A review of energy storage technologies for wind power applications, Renewable and Sustainable. Energy Reviews 16(2012) GABRIEL FILHO.et al. Caracterização analítica e geométrica da metodologia geral de determinação de distribuições de Weibull para o regime eólico e suas aplicações. Eng. Agríc., Jaboticabal, v.31, n. 1, Feb Available em < em 25 Nov LEARY, J. et al. Locally manufactured wind power technology for sustainable rural electrification. Energy Policy 43(2012) Leary, J. et al. The wind energy technology locally manufactured for sustainable rural electrification. Energy Policy 43 (2012) , LEITE, A.P. et al. Modelagem de usinas eólicas para estudos de confiabilidade. Sba Controle & Automação [online] 17 (2006) LORA, E.S. et al. Geração distribuída: aspectos tecnológicos, ambientais e institucionais. Rio de Janeiro, RJ: Interciência, xv, 240. MARTINS, FR; GUARNIERI, RA; PEREIRA, EB. O aproveitamento da energia eólica.rev. Bras. Ensino Fís., São Paulo, v 30, n. 1, Disponivel em < Acceso: 28 de novembro de OLIVEIRA, J.L, COSTA, A.A. Estudo de variabilidade do vento em escala sazonal sobre o Nordeste brasileiro utilizando o RAM: os casos de e Bras. Meteorologia. [online]. 26 (2011) RAMOS, F.M. et al. Information for solar and wind energy technology deployment in Brazil. Energy Policy 39 (2009) SILVA, N. F. Fontes de Energia Renováveis complementares na Expansão do Setor Elétrico Brasileiro: O Caso da Energia Eólica. Rio de Janeiro, p. Tese (Doutorado em Planejamento Energético) COPPE - Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2006.

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