Submitted by Daniella Sodre (daniella.sodre@ufpe.br) on 2015-04-13T12:36:19Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Vladimir Reis Pontes.pdf: 2356553 bytes, checksum: 992e848916affb0a79ff7460ac00f665 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-13T12:36:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Vladimir Reis Pontes.pdf: 2356553 bytes, checksum: 992e848916affb0a79ff7460ac00f665 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-12-19 / Este trabalho apresenta a aplicação da metodologia FMEA a partir de um método proposto para priorização dos modos de falha aplicados a um processo de montagem de uma empresa fabricante de aerogeradores com base em um estudo de caso. Devido a competitividade neste mercado, é crucial que os fabricantes de equipamentos eólicos atendam ou superem os padrões de qualidade e performance requeridos pelo mercado como também os requisitos de tempo, preço e custos envolvidos. Uma maneira de se obter estes requisitos é através de um processo produtivo capaz de possuir credibilidade em suas operações de maneira que não incorpore falhas ao produto final, garantindo assim a qualidade e performance desejada pelo cliente. Diante do fato, é proposta a aplicação de uma metodologia que busque eliminar ou minimizar por meio da análise do modo e efeitos da falha (FMEA) e das ações de melhorias, ocorrências de falhas no processo de montagem do aerogerador, com o objetivo de melhorar a credibilidade de seu funcionamento nos parques eólicos. A importância da aplicação da metodologia FMEA pode ser verificada através da eficácia dos resultados obtidos neste trabalho.

O setor eólico está em processo de consolidação no Brasil desde o início dos anos 2000, e oportunidades de pesquisas e desenvolvimento estão presentes em todas as etapas do processo. Este trabalho apresenta uma relação entre os parâmetros de velocidade do vento, energia, efeito de esteira e intensidade de turbulência com diferentes alturas de turbinas existentes no mercado brasileiro, em três regiões distintas, Triunfo/PE, São João do Cariri/PB e São Martinho da Serra/RS. A finalidade do trabalho é auxiliar os desenvolvedores e os investidores de parques eólicos na tomada de decisão sobre as alturas de aerogeradores a serem consideradas em seus projetos eólicos, antecipando a avaliação criteriosa do recurso eólico local. Para tal, primeiramente são citadas referências de trabalhos similares disponíveis na literatura bem como é realizada a fundamentação teórica do estudo com as principais equações e modelos utilizados na área. A metodologia do cálculo é teórica e aplicada às ferramentas computacionais do WAsP para a modelagem do vento e do WindFarmer para avaliar a produção de energia elétrica, com adaptações específicas para cada projeto. Procedimentos estatísticos são efetuados a fim de se garantir que as análises contenham o menor nível possível de incerteza na identificação do recurso eólico de cada região. Os resultados do trabalho são apresentados comparativamente entre os sete modelos de aerogerador testados e também entre as três áreas estudadas. O comportamento das turbinas é consideravelmente diferente em todas as opções estudadas. Os modelos de aerogerador A e D são os que apresentam o maior ganho energético percentual com o incremento da altura da turbina com valores médios de 0,42% e 0,44% a cada metro. Já os modelos C e D apresentam as melhorias mais consideráveis em termos de redução de intensidade de turbulência e diminuição de perdas por efeito de esteira, conforme se aumenta a altura das turbinas. As áreas apresentam, também, recursos eólicos distintos entre elas. O projeto eólico de Triunfo é o que apresenta a maior geração de energia dentre os estudados, sendo 24,2% maior que em São Martinho da Serra e 45,0% maior que em São João do Cariri. Verifica-se, também, que caso a velocidade média do vento de longo prazo fosse dobrada em Triunfo, a energia líquida teria um acréscimo de 88%. Já em São Martinho da Serra este valor chegaria em 170% e em São João do Cariri em 220%. / The wind energy sector has been under consolidation in Brazil since the early 2000s. Opportunities for researches and developments are present at all stages of the process. This paper presents a link among wind speed, energy, wake effect and turbulence intensity parameters and the height of existing wind turbine models in Brazil, considering three distinct regions as Triunfo/PE, São João do Cariri/PB and São Martinho da Serra/RS. This paper also aims to support developers and investors in the decision making process in the wind turbines height that should be considered in its wind farms. To this end, the references of similar studies as well as the theoretical basis for the study, including the main equations and models, are presented. The calculation methodology is theoretical and it has been applied to the computational tools WAsP (wind modeling) and WindFarmer (evaluate the energy production), considering specific adaptations for each project. Statistical procedures are performed in order to ensure that the analyses contain the lowest possible level of uncertainty in the characterization of the wind resources in each region. The results are presented comparatively among the seven tested turbine models and also among the three studied areas. The turbine models behavior is considerably different for all options. The wind turbine models A and D are those with the highest percentage energy increase with increasing the turbine height. Their average values are 0.42% and 0.44% per meter height. The models C and D present the most considerable improvements in terms of turbulence intensity and wake effect reductions with increasing the turbine height. The different locations also present distinguished wind resources among them. Triunfo wind farm is the one with the highest energy generation, 24.2% higher than in São Martinho da Serra and 45.0% higher than in São João do Cariri. It is also noted that if the long term mean wind speed was doubled in the project locations, the energy would have an increase of 88% in Triunfo, 170% in São Martinho da Serra and 220% in São João do Cariri.

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia do Ambiente. Ramo de Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2011

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia. 2011

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Energia). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. 2006. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto

Submitted by Rafaela Lima (rafaelacostal@gmail.com) on 2018-07-03T14:15:21Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Versão Final - Rafaela Costa Lima.pdf: 3045469 bytes, checksum: 3a5109960407fe48fbc24ce64867716f (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2018-07-04T16:55:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Versão Final - Rafaela Costa Lima.pdf: 3045469 bytes, checksum: 3a5109960407fe48fbc24ce64867716f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-04T16:55:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Versão Final - Rafaela Costa Lima.pdf: 3045469 bytes, checksum: 3a5109960407fe48fbc24ce64867716f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A Bahia é considerada atualmente o principal polo industrial eólico do Brasil, concentrando em sua área geográfica os maiores fabricantes desse setor. No entanto, apesar desse estado possuir diversas vantagens para se consolidar nesse mercado, nota-se que existem entraves que necessitam ser previamente resolvidos como, por exemplo, aqueles associados ao encadeamento produtivo, infraestrutura, recursos humanos e questões tecnológicas. Nesse cenário, este trabalho apresenta uma leitura crítica buscando identificar lacunas e propor incrementos ou relações construtivas acerca das perspectivas da indústria de aerogeradores na Bahia. O trabalho se desenvolveu por meio de um método exploratório e qualitativo, no qual foram descritos, analisados e avaliados os tópicos mais relevantes sobre o tema proposto, a exemplo do mercado e da atuação governamental. Com base nos argumentos e resultados obtidos, infere-se que a indústria eólica no Brasil está em uma fase de instabilidade devido, principalmente, aos efeitos da crise econômica. À luz disso, é possível afirmar que o atual mercado brasileiro de projetos de energia eólica é insuficiente para atender às necessidades das indústrias de aerogeradores instaladas devido à alta capacidade produtiva e à baixa demanda dos leilões. Sendo assim, conclui-se que para haver boas perspectivas para o desenvolvimento deste setor na Bahia é necessário que, além do estado aprimorar suas competências para solucionar os entraves existentes, haja crescimento econômico e demanda por energia elétrica no país, aumentando assim a participação da energia eólica na composição da matriz energética brasileira. / The state of Bahia is currently considered the main wind power industrial pole in Brazil, concentrating the largest manufacturers in this sector. However, although this state has several advantages to consolidate in this market, there are obstacles that need to be previously suppressed, such as those associated with the productive chain, infrastructure, human resources, and technological issues. Starting from this scenario, this dissertation presents a critical reading aiming to identify gaps and propose constructive inferences about the perspectives of the wind turbine industry in Bahia. The study was developed through an exploratory and qualitative research, in which the most relevant topics for the proposed subject were described, analyzed and evaluated, such as the market and government role. Based on the arguments and results obtained, we noted that the Brazilian wind industry is in a phase of instability, mainly, due to the effects of the financial crisis. In light of this, it is consistent to state that the Brazilian market for current wind energy projects is insufficient to meet the needs of installed wind turbine industries due to their high production capacity and the low demand of the auctions. Therefore, we concluded that in order to have good prospects for the development of this sector in Bahia it is necessary that besides this state improves its competences to solve the existing obstacles, economic growth and demand for electric energy in the country also increase, increasing the share of energy in the Brazilian energy matrix.

AGUIAR, A. L. P. Análise tridimensional da interação fluido estrutura de uma turbina eólica off-shore através do método de multiplicadores de Langrage localizados. 2016. 57 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-07-12T18:50:38Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_alpaguiar.pdf: 12724815 bytes, checksum: c633f50433ccb684b6759368a453ab38 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-07-20T16:48:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_alpaguiar.pdf: 12724815 bytes, checksum: c633f50433ccb684b6759368a453ab38 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-20T16:48:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_alpaguiar.pdf: 12724815 bytes, checksum: c633f50433ccb684b6759368a453ab38 (MD5) Previous issue date: 2016-09-30 / In the context of energy production from alternative sources, Wind Energy is a renewable energy source since it stands out for using the kinetic energy of the wind originated from the temperature difference on the planet due to sunlight. The equipment used to capture wind energy is called wind turbine. This work had as main objective to perform a structural analysis in an offshore wind turbine model of the monopile type with focus on the interaction between fluid and structure by ensuring kinematic continuity between different domains through the Lagrange Multipliers Method, in which each multiplier becomes an internal force. Intermediate domains called frames were interposed between the different under analysis. The points where the frame nodes were put are determined through the Zero Moment Rule and implemented in Matlab, with meshes generated in ANSYS. A frequency response analysis was also performed to analyze the influence of the fluid on the wind turbine frequencies. The frames were obtained for the three-dimensional meshes for different ones, ensuring the kinematic continuity and the influence of the fluid in the frequencies was demonstrated through the Body diagrams for different heights of fluid. / Dentro do contexto da produção de energia através de fontes alternativas, a Energia Eólica se destaca por utilizar a energia cinética dos ventos, originada da diferença de temperatura no planeta devido a incidência da luz solar, sendo, portanto uma fonte de energia renovável. Os equipamentos utilizados para captação de Energia Eólica são chamados de aerogeradores ou turbinas eólicas. Este trabalho teve como objetivo principal realizar uma análise estrutural em um modelo de aerogeradore off-shore do tipo monopile com foco na interação entre fluido e estrutura, assegurando a continuidade cinemática entre domínios distintos através do Método dos Multiplicadores de Lagrange, onde cada multiplicador torna-se uma força interna. Domínios intermediários denominados de película foram intepostas entre os domínios distintos em análise. Os pontos onde os nós da película foram postos são determinados através da Regra do Momento Zero e implementado no software Matlab, com malhas geradas no software ANSYS. Uma análise de resposta em frequência também foi realizada, para analizar a influência do fluido nas frequências do aerogerador. Foram obtidas as películas para as malhas tridimensionais para diferentes malhas, assegurando a continuidade cinemática e a influência do fluido nas frequências foi demonstrada através dos diagramas de Bode para diferentes alturas de fluido.

A otimização de processos tem como objetivo a maximização, ou minimização, de uma função objetivo que descreve o problema a ser resolvido. Para tanto, dependendo do problema e visando a obtenção da melhor resposta no menor tempo, podem ser utilizadas técnicas estocásticas ou determinísticas. Atualmente, o emprego de otimizadores não mais se restringe às aplicações da indústria de processos e manufaturas, mas também em outras áreas, como, por exemplo, a de energias renováveis. Esse fato se deve à conscientização acerca das consequências da utilização combustíveis fósseis e da busca pelo maior custo-benefício em projetos da área. Este trabalho tem como objetivo estudas o posicionamento de aerogeradores em um parque eólico utilizando otimização de processos. Para tal, foi desenvolvido um modelo baseado em Katic et al. (1986) para a descrição do déficit de velocidade do vento, aplicando o conceito de blending functions para combinar as perdas pelo efeito de esteira em todas as direções de vento incidente. O resultado é um modelo de rápida execução e qualitativamente correto. Comparou-se, então, soluções de otimizadores de busca direta global do tipo estocástico (PSO) e determinístico (DIRECT), escolhidos em função da não-regularidade da função objetivo. Considerou-se, também, o valor de 15% de perda de energia em relação à geração ideal como sendo o máximo aceitável para as respostas. O DIRECT alcançou soluções viáveis para até 8 turbinas, enquanto o PSO solucionou o problema para até 13 aerogeradores. Os resultados do PSO com 80 partículas e 100 iterações, para posicionamento de 13 aerogeradores, foi comparado com os resultados mostrados por Mosetti et al. (1994), mostrando uma necessidade de área de terreno cerca de cinco vezes menor para cada turbina. Avaliou-se, então, a influência os parâmetros algoritmo PSO, tanto os internos quantos os externos (número de partículas e iterações), em cenários de média e alta complexibilidade para a mesma quantidade de avaliações da função objetivo, respectivamente. As soluções encontradas mostraram que tais parâmetros tem grande efeito nas respostas dos otimizadores. / The aim of process optimization is maximize, or minimize, an objective function that describes a problem to be solved. To do that, depending on the problem and aiming the best solution in a shortest time, stochastic or deterministic techniques can be used. Currently, the use of optimizers no longer is restricted to process and manufacturing industrial problems, but in many others fields, like, for example, the renewable energy. This is due to the awareness about the consequences of using fossils fuels and looking for the best cost-effective in the projects of this area. The objective of this work is study the set of wind turbines in a wind park using process optimization. To do that, it was developed a model based on Katic et al. (1986) to describe the wind speed decay, using the knowledge of blending functions to add the wake losses in all wind directions. The result is a fast performance and qualitatively correct model. Then, global direct search optimizers solutions, a stochastic (PSO) and a deterministic (DIRECT), were compared. Those were chosen due the non-regular objective function. It was considerer 15% as the maximum acceptable energy losses, compared to the ideal, of the positioning answeres. The DIRECT reached viable solutions up to 8 turbines while the PSO solved the problem up to 13 turbines. The results of the PSO with 80 particles and 100 iteractions to positioning 13 turbines, was compared with the results shown by Mosetti et al. (1994) resulting in about 5 times less land required to each turbine. Then, it was evaluated the effect os the PSO parameters, inner and outer (number of particles and iteractions), in medium and high complexity scenarios to the same amount of objective functions evaluations. The solutions reached shown that those parameters have large influence in the optimizers solutions.