Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / El presente trabajo tiene por objetivo configurar y desarrollar un sistema de medición del potencial eólico en tiempo real en el Campus Sur de la Universidad de Chile. El sistema de medición desarrollado utiliza los datos obtenidos a partir del anemómetro NRG 40C, registrando un promedio de la velocidad del viento (m s-1) cada 10 minutos utilizando una placa Arduino UNO®. Esta información es transmitida de forma inalámbrica mediante módulos Xbee y recibidos con PLX-DAQ para Microsoft Excel hacia un servidor. Los datos fueron organizados y analizados mediante macros programadas con Visual Basic Applications generando nuevos registros de velocidad de viento de forma operacional. Posteriormente se calculó la densidad de potencial eólico obteniendo en los parámetros de la función de distribución de Weibull. El proceso fue automatizado para adquisición de datos actualizando automáticamente los valores de velocidad del viento. Para analizar la factibilidad de generación eléctrica se seleccionaron dos modelos de aerogeneradores calculando para estos el potencial eólico y el factor de planta. Los resultados obtenidos para el factor de forma y escala son 0,44 y 0,75 m s-1 respectivamente, una velocidad promedio de 1,92 m s-1 y una densidad de potencial eólico de 872 Wm-2. La estimación de energía generada de los aerogeneradores seleccionados fue 310 kWh y 273 kWh y el factor de planta alcanzo valores de 6,4% y 5,2% respectivamente. Con los resultados obtenidos mediante el sistema de medición de potencial eólico existen importantes posibilidades de analizar la factibilidad de desarrollar e instalar una micro-red eléctrica en base a energía eólica en el Campus Sur.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-07-26T16:04:12Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 15528954 bytes, checksum: 8e9beea89de1b1d32049482037195fdc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-26T16:04:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 15528954 bytes, checksum: 8e9beea89de1b1d32049482037195fdc (MD5) Previous issue date: 1992-08-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dados diários do vento nos horários sinóticos de 12, 18 e 24 TMG de 52 localidades do Estado de Minas Gerais, fornecidos em fita magnética pelo Departamento Nacional de Meteorologia, foram analisados com o objetivo de caracterizar o vento predominante e avaliar o potencial eólico nessas estações climatológicas. Inicialmente, foram analisadas as distribuições de velocidade do vento, com base nos valores médios mensais, sazonais e anuais de velocidade nos três horários. Em seguida, foram determinados os potenciais eólicos médios mensais, sazonais e anuais, seguindo-se a identificação das microrregiões do Estado de Minas Gerais com potencial eólico para uso na agricultura. A caracterização predominante do vento foi realizada com base nos percentuais de ocorrência de direção em cinco intervalos de velocidade do vento, assim como nas distribuições percentuais sazonais e anuais de direções do vento. Os ventos predominantes no Estado de Minas Gerais são provenientes, principalmente, das direções Nordeste, Leste e Sudeste, com percentuais de ocorrência de 21, 20 e 18%, respectivamente. Apenas as localidades de Diamantina, Espinosa, Fazenda Monte Alegre, Formoso, Janaúba e Mocambinho apresentaram potencial eólico com viabilidade de utilização na agricultura.

Ingeniero Civil Mecánico / En la actualidad las energías de fuentes renovables son vistas por muchos como el futuro energético para nuestro país y el mundo. El viento es una de las fuentes más interesantes, pudiendo convertir su energía cinética en energía eléctrica mediante aerogeneradores. Entre los aerogeneradores está la turbina de eje vertical tipo Darrieus, de las cuales no se cuenta con mucha información tridimensionales acerca de la interacción entre sus álabes y el viento, que permitan determinar la magnitud y distribución de las cargas sobre el alabe y el torque aerodinámico que estos tienen cuando la turbina está girando bajo condiciones dadas. Estos parámetros son de vital importancia a la hora del diseño y construcción de una turbina tipo Darrieus, ya que ayudaran a conocer puntos de sujeción de alabes y los tipos de materiales que se deben utilizar para resistir la influencia del viento. El trabajo presentado a continuación tiene por objetivo determinar y cuantificar las cargas y momentos aerodinámico en los álabes simétricos de una turbina eólica tipo Darrieus, esto para posterior uso en la definición de criterios de diseño estructural mediante análisis teóricos y simulaciones computacionales bajo condiciones de operación dadas. Para conseguir el objetivo descrito, se estudia y analiza el funcionamiento de las turbinas Darrieus desde el punto de vista aerodinámico. Luego se lleva a cabo un análisis teórico de las fuerzas sobre el álabe girando, utilizando las ecuaciones gobernantes de un cuerpo sumergido en un fluido, en este caso aire en movimiento en interacción con un álabe. Luego se realizan simulaciones con el programa ANSYS CFX 14.5.0. Con el fin de reducir el uso de recursos computacionales, se simula el perfil alar variando su ángulo de ataque cada 5° en condiciones estacionarias y con velocidades incidentes iguales a las velocidades relativas que se forman como resultante del giro de la turbina y del viento propiamente tal. Finalmente se realiza una comparación entre los datos teóricos y los experimentales. Algunos alcances de las simulaciones son que no se consideraron interferencias entre los álabes, lo cual pudiera afectar al resultado y que el fluido incidente no posee perturbaciones, teniendo un perfil de velocidad uniforme y laminar. Los resultados de las simulaciones en este estudio se condicen mayoritariamente con los resultados teóricos. Se pueden observar como resultados que la distribución de las cargas es de forma parabólica, estando las máximas presiones en el centro del álabe y disminuyendo hacia los extremos de manera simétrica. Por otra parte, los máximos torques aerodinámicos se producen cuando la sustentación del perfil es máximo y viceversa.

Ingeniero Civil Mecanico / Actualmente la energía eólica ha tenido un creciente auge debido a los grandes avances tecnológicos presentes estos últimos años y al aumento en el desarrollo de energías limpias y sustentables. A partir de lo anterior es que se genera el concepto de las turbinas eólicas aumentadas por edificios, la cuales aprovechan el potencial eólico que se ve afectado por los ambientes urbanos. El estudio tiene como principal objetivo determinar criterios de emplazamiento de un generador eólico de pequeña escala en una vivienda urbana. Esto se realiza utilizando el método de volúmenes finitos mediante el software comercial ANSYS FLUENT 14.5, el cual simula un flujo de aire sobre una vivienda previamente definida. Se define un coeficiente concentración de la velocidad del aire que muestre las zonas donde existe un aumento del recurso energético por efecto de la presencia de la vivienda. A partir de los resultados obtenidos por la simulación realizada se aprecia que el flujo se separa, provocando zonas donde se aumenta la velocidad del aire debido a la presencia de la vivienda, además se realizan estudios en diferentes planos de la vivienda con el fin de analizar los efectos producidos para cada geometría, se concluye a partir de este análisis que las zonas de aumento de velocidad de flujo son mayores mientras más abrupto es el choque de la superficie con el viento. Además se presentan los resultados de los factores de concentración de velocidad del aire, donde existe un aumento del 5% de la velocidad del viento alrededor de la vivienda, por causa exclusiva de su geometría. Finalmente, este estudio concluye con la generación de los criterios de emplazamiento para turbinas eólicas sobre una vivienda urbana, dándole importancia a las zonas donde existe un mayor aprovechamiento del potencial eólico.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-25T17:36:15Z No. of bitstreams: 1 2016_BrunoBatistaSuehara.pdf: 6751035 bytes, checksum: 0dd1bcc9580dd606f254f041995047ec (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-04-25T17:37:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_BrunoBatistaSuehara.pdf: 6751035 bytes, checksum: 0dd1bcc9580dd606f254f041995047ec (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T17:37:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_BrunoBatistaSuehara.pdf: 6751035 bytes, checksum: 0dd1bcc9580dd606f254f041995047ec (MD5) Previous issue date: 2018-04-25 / A crescente utilização da energia proveniente dos ventos em todo o mundo vem trazendo desafios aos desenvolvedores de turbinas eólicas. Mais especificamente, o desenvolvimento de controladores capazes de aumentar a potência produzida pelos aerogeradores e otimizar a resposta gerada para as trajetórias nominais torna-se de suma importância para as indústrias do setor eólico, as quais buscam melhores resultados a cada dia. Um dos principais desafios enfrentados pelos fabricantes de turbinas eólicas é a complexa aerodinâmica envolvida no sistema eólico, que é particularmente não-linear, o que gera regiões de alta instabilidade para determinados pontos de operação em regime permanente. Neste contexto, o presente trabalho propõe um método de controle para velocidade angular de turbinas eólicas por meio de técnicas de planejamento de trajetória. Este método é denominado controle por planicidade diferencial, também conhecido apenas como Flatness, que juntamente com a utilização de um filtro de Kalman, irá produzir uma solução ótima para a resposta do sistema mesmo considerando-se a hipótese da presença de ruídos. Um controlador linear quadrático gaussiano será aplicado ao modelo do sistema com o intuito de comparar seus resultados com as saídas do controlador via planicidade diferencial. / The increasing use of energy from the winds around the world has brought challenges to developers of wind turbines. More specifically, the development of controllers able to increase the power produced by wind turbines and optimize the response generated for nominal trajectories becomes very important for the sector’s industries wind, which searches better results every day. One of the main challenges faced by wind turbine manufacturers is the complex aerodynamics involved in the wind power system, which is particularly non-linear, generating high instability regions for certain operating points on a steady state. In this context, this paper proposes a method to control the angular velocity of wind turbines through trajectory planning techniques. This method is named flatness based control, also known only as Flatness, with together the use of a Kalman filter, will produce an optimum solution to the system response even considering the possibility of the presence of noise. A linear quadratic gaussian controller will be applied to the model in order to compar its results to the outputs of the flatness based control.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:18:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3666_1.pdf: 1280481 bytes, checksum: 54881af425caa3195dbe96ff304c3067 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / A presente dissertação propõe analisar a viabilidade econômico financeira de um projeto eólico hipotético localizado em Itaparica. O estudo de caso proposto é bastante pertinente ao atual cenário do setor elétrico brasileiro. Diversificar a matriz energética, agregando novas fontes geradoras de energia, é uma necessidade urgente para garantir a oferta de energia elétrica diante da crescente demanda. Por isso, o destaque mundial acerca do tema das fontes alternativas e renováveis de energia, gerando energia de forma viável economicamente e sem agredir o meio ambiente. A energia eólica se destaca em relação às outras fontes alternativas, por apresentar vantagens tanto sob o prisma ambiental e econômico, por tratar-se de uma fonte inesgotável, limpa e renovável. O Brasil apresenta um enorme potencial eólico, especialmente na região Nordeste, onde diversos empreendimentos eólicos já foram implantados devido às condições de vento favoráveis da região. Entretanto, para fomentar a geração eólica é necessário que sejam feitos estudos de viabilidade técnica e principalmente de viabilidade econômico-financeira, porque os investidores precisam de subsídios confiáveis para a tomada de decisão. O problema dessa dissertação está em analisar a viabilidade de um empreendimento eólico num contexto em que a matriz energética brasileira ainda é predominantemente hidráulica. A análise econômico-financeira do projeto eólico hipotético de Itaparica envolveu diversas etapas, tais como: a previsão dos fluxos de caixa futuros esperados; a determinação da taxa de desconto (custo de oportunidade do capital) para descontar os fluxos de caixa futuros esperados; e finalmente o cálculo dos índices determinísticos, que em síntese seriam: VPL (Valor Presente Líquido) dos fluxos de caixa futuros esperado, TIR (Taxa Interna de Retorno), TEQ (Tarifa de Equilíbrio) e INVEQ (Investimento de Equilíbrio). No caso de um empreendimento eólico, dado o caráter sazonal do regime de ventos, se faz necessário lidar com as incertezas associadas ao projeto através da Simulação de Monte Carlo, que irá estimar valores esperados dos indicadores financeiros. Dessa forma, é incorporado na análise de viabilidade o caráter aleatório do regime dos ventos, sendo possível aferir até que ponto as oscilações das velocidades de vento irão influir nos fluxos de caixa futuros do projeto eólico, o denominado risco eólico. Os resultados calculados, no estudo de caso, indicaram a rejeição do projeto eólico hipotético de Itaparica. Vale ressaltar que o estudo de caso exposto nesse trabalho, pretende fomentar novos estudos para a melhoria das análises de viabilidade dos projetos de geração eólica

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Made available in DSpace on 2014-06-12T23:02:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8260_1.pdf: 7011388 bytes, checksum: b1cc30de0c491f819e9b1e705b2bdaa8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O sistema de modelos SisBaHiA foi utilizado para analisar a influência do cisalhamento eólico sobre a circulação da região costeira de Guamaré, estado do Rio Grande do Norte, Brasil. Para isso, foram obtidas as correntes residuais sazonais desta área, onde as componentes vetoriais médias da situação forçada exclusivamente pelas marés foram subtraídas dos resultados da situação real (marés + vento). A análise intrasazonal evidenciou uma maior dinâmica da maré de sizígia sobre a maré de quadratura, a qual apresentou maiores correntes residuais durante todo o ciclo de maré tanto no período chuvoso quanto no seco. A direção predominante em ambos os períodos e marés foi para noroeste (NO superfície) e para oeste (O outros dois níveis abaixo). Para tanto, há exceção para as correntes superficiais da maré de sizígia que se direcionaram para oeste (baixa-mar chuvoso; vazante seco) e para sudoeste (enchente chuvoso; baixa-mar e enchente seco). A análise sazonal apresentou correntes residuais mais intensas durante todo o ciclo de maré do período seco em ambas as marés, devido aos ventos serem mais fortes nesta época. Estas correntes tiveram direção predominante para oeste (O), no meio e próximo ao fundo da coluna d água. No entanto, os vetores das correntes superficiais se dirigiram para noroeste (NO), durante o período chuvoso, exceto na enchente da sizígia que se dirigiu para oeste-sudoeste (O-SO). Durante o período seco, as correntes superficiais se direcionaram com predominância para noroeste (NO), durante a quadratura, e para oeste (preamar e vazante) e oeste-sudoeste (baixa-mar e enchente), durante a sizígia. Tais resultados sugerem grande influência dos ventos na quadratura, principalmente durante o período seco. O papel da forçante eólica sobre a dispersão de efluentes foi simulado em dois locais distintos (emissários na Plataforma Continental interna e vazamento de óleo no estuário) a partir da baixa-mar da sizígia. Os efluentes lançados pelos emissários passaram 12 horas para atingir os limites do domínio modelado durante o período seco (ventos mais intensos). A pluma, transportada para oeste (O), chegou a 2,9 km da costa. Sem a ação dos ventos as partículas alcançaram a fronteira aberta a partir do 11º dia de simulação. O vazamento de óleo no Porto ficou contido completamente dentro do estuário durante o período seco. O óleo saiu do estuário nas outras duas simulações, tendo se distanciado mais da fonte (na direção noroeste) durante o período chuvoso. Este comportamento revela a importância dos ventos alíseos de nordeste (NE) na contenção do óleo dentro do estuário, do contrário o óleo chegaria a atingir a Plataforma Continental interna

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2007_1.pdf: 1330964 bytes, checksum: 40971956146c104cc706e524948db59d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Este trabalho propõe o desenvolvimento de um aplicativo e discute ambos os resultados econômicos e técnicos obtidos com um procedimento chamado PEL - perfil de energia local. Esta ferramenta é a elaboração de metodologia alternativa para a estimativa de energia elétrica obtida a partir de energia eólica disponível usando turbinas de pequeno eixo horizontal. Os dados necessários para este procedimento são registrados como série simultânea anual da temperatura de ar e velocidade do vento. A utilização do PEL, associado com o coeficiente de potência de turbinas, simplifica a tarefa de selecionar o equipamento adequado, pois PEL leva em conta a variação da massa específica do ar, altitude local e as velocidades de partida e corte do equipamento. O procedimento introduzido foi testado para o padrão anual de velocidade de vento e de temperatura medida no litoral cidade de Olinda/BR usando dados técnicos de pequenos aerogeradores comercialmente fornecidos por fabricantes nacionais e internacionais. Os resultados econômicos obtidos com simulações utilizando turbinas pequenas indicam um cenário positivo para o uso deste equipamento como um recurso de geração de renda. Diversas possibilidades de simulações de estudos de caso e análise de resultados indicam as potencialidades deste procedimento. O procedimento ajudará o usuário selecionando máquinas e desenvolver estudos de viabilidade técnica e econômica, com vista a uma melhor utilização da tecnologia de aerogeradores como um meio de fornecer uma fonte complementar de energia limpas e renováveis para a região.

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012