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 (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-04-29T21:04:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333227.pdf: 10694718 bytes, checksum: a50bb83118004a0e641464675cf56413 (MD5) Previous issue date: 2014 / Esta tese propõe um novo sistema de controle baseado na Teoria da Potencia Instantânea para um aerogerador com um gerador síncrono de ímãs permanentes (GSIP). Este gerador possui uma força eletromotriz trapezoidal por esta razão o controle proposto traz vantagens em relação aos usuais baseados na transformação de Park. Uma bancada de ensaios foi montada para a validação dos resultados simulados. Utilizou-se um conversor de frequência comandado por um controlador lógico programável (CLP) e estes conectados a uma maquina síncrona de ímãs permanentes, como simulador da turbina eólica, com a finalidade de produzir energia, para acionar o GSIP de 3 kW. O GSIP converte a energia rotacional mecânica em energia elétrica. Dois conversores do tipo fonte de tensão, conectados em topologia back-to-back, são utilizados para conectar este gerador à rede elétrica, nos quais o disparo das chaves se da por modulação PWM vetorial (SV-PWM). A estratégia de controle do conversor do lado do gerador foi implementada com um dSPACE, enquanto que o conversor do lado da rede foi controlado por um DSP. Para garantir a estabilidade do controle da corrente do gerador em toda a sua faixa de potencia, determinou-se matematicamente, em função da posição do rotor, a força eletromotriz (FEM) do GSIP. O sistema se auto ajusta para transferir o máximo de potencia à rede em função da velocidade do vento. A tensão do barramento de corrente contínua (CC) tem seu controle pelo conversor do lado do gerador garantindo a estabilidade do sistema frente a afundamentos simétricos e assimétricos da tensão da rede elétrica. São apresentados resultados de simulação em ambiente Matlab/Simulink, e experimentais coletados na bancada. Com os resultados fica evidente a possibilidade de implantar este sistema com a finalidade de garantir a qualidade de energia de um sistema de geração acoplado à rede elétrica, bem como cumprir as exigências impostas pelas agencias regulamentadoras das concessionarias de energia elétrica.<br> / Abstract : This thesis proposes a new control system based on the Theory of Instantaneous Power for a wind turbine with a permanent magnet synchronous generator (PMSG). This generator has a trapezoidal electromotive force, for this reason the proposed control brings advantages over the usual one based on the Park transformation. A test bench was set to validate the simulated results. We used an electrical drive controlled by a programmable logic controller (PLC) and these are connected to a permanent magnet synchronous machine, as a wind turbine simulator, in order to produce power to drive the 3 kW PMSG. The PMSG converts mechanical rotational energy into electrical energy. Two voltage source converters connected in back-to-back topology, are used to connect the generator to the grid, in which the switching is space vector modulated (SV-PWM). The control strategy of the generator-side converter has been implemented with a DSpace, while the network side converter is controlled by a DSP. To ensure the generator current control stability in its entire power band, the PMSG electromotive force (FEM) was determined mathematically as a function of the rotor position. The system automatically adjusts itself to transfer the maximum power to the network as a function of the wind speed. The generatorside converter control of the DC bus voltage ensures the stability of the system when facing symmetrical and asymmetrical voltage sags at the grid terminals. Matlab/Simulink simulation results are presented as well as experimental ones collected on the test bench. With the results it is evident the effectiveness of implementing this system in order to ensure the quality of energy of a generation system coupled to the power grid, as well as meet the requirements imposed by regulatory agencies of electricity concessionaires.

CARDOSO, O. C. V. Análise particionada de turbinas eólicas Offshore utilizando o método de multiplicadores de lagrange localizados. 2014. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-13T14:42:15Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_ocvcardoso.pdf: 4801586 bytes, checksum: eef398e36bf5e86cf506701b92625eca (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-13T14:43:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_ocvcardoso.pdf: 4801586 bytes, checksum: eef398e36bf5e86cf506701b92625eca (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-13T14:43:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_ocvcardoso.pdf: 4801586 bytes, checksum: eef398e36bf5e86cf506701b92625eca (MD5) Previous issue date: 2014-06-06 / Among the new-found data about the availability of fossil fuels, which affirms that oil and natural gas sources will be almost depleted in the next century and the coal in the following two centuries. There is a global pursuit about new ways to produce energy. Another important fact that ratify this quest, lies at rise of the environment imbalance arouse from the burn of fossil fuels which, through the greenhouse effect, leads, for instance, to melting glaciers and increasing the temperature in the earth. The wind power, already used to move ships since antiquity is a relevant alternative way to produce energy, since it dispose of, at least, two great advantages, namely, it is endless and produce low negative consequences to environment. A place is considered to be good to receive the wind power engines called wind turbines, which convert the wind kinetic energy in electricity, if it is a ground plane with little amount of barriers. The sea, especially the regions far from the coast, satisfy the two latter requirement, and, furthermore, it is a place in which there are less obstructions about the noise pollution from the offshore wind turbines and there is not concern about deceases arouse in people who leave near of wind farms. In order to install the wind turbines in those spots away from the seashore, is required that its towers must be attached at the sea floor or must be develop a system that allow the turbine to float. Therefore the objective of the present work is to develop a structural modelling of the Monopile, TLP (Tension Leg Platform) and Spar type wind turbines subject using Finite Element Methods with the coupling method accomplished by Localized Lagrange Multipliers, jointly with the software SolidWorks and Autocad (drawing creation), ANSYS (mesh development) and Matlab (solver). The obtained results are relevant since such models are those which are most commonly used in offshore wind power plants. Lastly, due to the use of the latter coupling method, there is not the requisition to develop the study using meshes that agree each other. On the contrary, the analysis can be performed with non match meshes adjusting them with the Zero Moment Rule described in this present study. / Diante dos mais recentes dados com respeito a quantidade de combustíveis fósseis ainda disponíveis na natureza, os quais atestam que não há mais nem um século sequer para que o petróleo e o gás natural sejam praticamente extintos e que as reservas de carvão mineral suprirão somente mais 2 séculos de consumo, levando em conta o gasto atual. A preocupação quanto a novas formas de extração de energia se tornam necessárias e urgentes. Outro importante fator que ratifica o imediatismo de se buscar diferentes fontes de energia em detrimento de combustível fóssil, é o fato de que as emissões intrínsecas à sua queima estão gerando desequilíbrio no clima global pela intensificação do efeito estufa, apontado como um dos principais contribuidores do derretimento de geleiras e aquecimento da temperatura da terra. A energia eólica, já utilizada desde a antiguidade para auxílio de locomoção de embarcações e em moinhos de vento, se mostra uma alternativa de extrema relevância, já que, ela não é portadora dos dois problemas críticos citados anteriormente. A saber, ela é infindável e tem baixa consequência negativa ao meio ambiente. Quanto aos locais que oferecem maior rendimento e produção para instalação dos aerogeradores, responsáveis pela conversão da energia cinética do vento em energia elétrica, são os que dispõem de terreno mais plano e ausente de barreiras que impeçam a continuidade do fluxo de vento. O mar, sobretudo as regiões mais distantes da costa, satisfazem às duas necessidades citadas anteriormente, e, ainda se tratam de um local no qual não há a preocupação quanto a poluição sonora gerada pelos aerogeradores e nem com distúrbios e doenças que possam ser desencadeadas em pessoas que residam pertos de grandes parques éolicos. A utilização de aerogeradores no mar (offshore) distantes da costa, e por conseguinte, em grandes profundidades, requer torres de sustentação fixadas ao solo ou um sistema que proporcione que a turbina flutue. Diante do exposto, o trabalho em questão tem por objetivo realizar a modelagem estrutural do aerogerador flutuante (Spar), do portador de torre de tripé e do modelo monopile, sujeitos a carregamentos decorrentes de situações normais e extremas, utilizando os métodos dos Elementos Finitos juntamente com o Método de Acoplamento por Multiplicadores de Lagrange Localizados, atrelados aos softwares SolidWorks e Autocad (criação do desenho), ANSYS (malha) e Matlab (solver). E, em decorrência do fato da utilização do método de acoplamento, não há necessidade de que as malhas dos subdomínios envolvidos sejam coincidentes. Pelo contrário, pode-se utilizar malhas não encaixantes para discretizar o sistema e, nas regiões onde há contato entre malhas que não coicidem, aplica-se a Regra do Momento Zero, descrita no presente trabalho. Nesse tipo de abordagem, pode haver uma separação dos códigos computacionais utilizados para o fluido e para a estrutura, os quais são inicialmente tratados como entidades individuais e só após terem sido discretizados é que a informação sobre suas malhas é recebida pela parte do código responsável por realizar o acoplamento dos subdomínios. Problemas de malhas que não se encaixam podem surgir por diversos motivos, dentre eles, o fato de um subdomínio requerer uma malha mais refinada do que outros para que dele resultem resultados acurados. Pesquisadores de diferentes áreas podem gerar malhas separadas de distintos subdomínios e desejarem uní-los pelo método abordado nesse trabalho em uma simulação, ou a conformidade das malhas pode requerer muito tempo dispendido devido ao grande esforço computacional para a geração de malhas conformes. Por fim, a aplicação do método produz resultados de grande relevância, visto que, os modelos a que dizem respeito são os mais comumente utilizados em projetos de aproveitamento de energia eólica offshore.

LINARD, F. J. A. Projeto de um gerador com ímãs permanentes e fluxo axial de 50 KW para aplicação em geração eólica distribuída. 2014. 84 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T16:33:49Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_fjalinard.pdf: 2791736 bytes, checksum: 32e0c1a27583547cd603bb95ac58f47c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-19T17:15:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_fjalinard.pdf: 2791736 bytes, checksum: 32e0c1a27583547cd603bb95ac58f47c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-19T17:15:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_fjalinard.pdf: 2791736 bytes, checksum: 32e0c1a27583547cd603bb95ac58f47c (MD5) Previous issue date: 2014-04-29 / Today, there is a worldwide trend in the search for new sources of energy with the lowest possible environmental pollution and the minimum hazard for the human health, mainly due to the generation of electricity. In Brazil, according to the information database for electricity generation from Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL, the energy production through wind power totalizes about 2.788 MW of power in operation now. Additionally, 163 wind farms are under construction and 127 more were allowed by the government for all the Brazilian states. This scenery, favorable to the development of wind energy, leads to several works of research in the area, related to both wind forecast and the new electric machines for wind turbines. Considering such tendency, this dissertation aims to project an electric generator with the power of 50kW, using Neodymium-Iron-Boron permanent magnets, to be exploited in generating electricity from wind energy. The chosen topology for the generator is that of the Torus machine, characterized by being simple and compact as well as by having a high efficiency. The electromagnetic modeling for analysis of the electric field generator is made by employing the commercial software COMSOL Multiphysics®, which uses the Finite Element Method (FEM) to discretize the studied domain. / Atualmente, existe uma tendência mundial para a busca de novas fontes de energia com a menor agressão possível ao meio ambiente e ao homem, principalmente com vistas à geração de eletricidade. No Brasil, de acordo com o banco de informação de geração da Agência Nacional de Energia Elétrica - ANEEL, a geração por fonte eólica já totaliza cerca de 2.788 MW de potência em operação. Além dos já instalados, 163 parques eólicos estão em construção e mais 127 foram outorgados pelo governo, nos diversos estados brasileiros. Este cenário, favorável ao desenvolvimento de energia eólica, leva a diversos trabalhos na área, relacionados tanto à previsão de vento, como a novas máquinas elétricas para aerogeradores. Considerando esta tendência, a presente dissertação visa o projeto de um gerador elétrico, com potência de 50 kW, utilizando-se ímãs permanentes de Neodímio-Ferro-Boro, para aplicação na geração de eletricidade a partir da energia eólica. A topologia escolhida para o gerador é a da máquina de Torus, caracterizada por ser simples, compacta e de alta eficiência. A modelagem 3d eletromagnética para análises dos campos no gerador elétrico é feita através do software comercial COMSOL Multiphysics®, que utiliza o Método de Elementos Finitos (MEF) para discretizar o domínio estudado.

AZEVEDO, D. C. R. Métodos heurísticos aplicados no ajuste de curvas de Weibull em energia eólica. 2015. 126 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-07-14T17:38:06Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_dcrazevedo.pdf: 1610744 bytes, checksum: 79a8b3051e53551a9c5b4d3c1fde9c2b (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-07-22T16:50:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_dcrazevedo.pdf: 1610744 bytes, checksum: 79a8b3051e53551a9c5b4d3c1fde9c2b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-22T16:50:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_dcrazevedo.pdf: 1610744 bytes, checksum: 79a8b3051e53551a9c5b4d3c1fde9c2b (MD5) Previous issue date: 2015-07-08 / The application of heuristics optimization has proven quite effective when compared to traditional optimization methods by differentiation. It is known that in some cases, directly minimizing the functions involved in the process can be complicated or even impossible. This work aims to develop a Weibull curve fitting methodology, using Ant Colony Optimization method and the Particle Swarm Optimization method as far as the hybridization of these. The tipical stochastic characteristic should provide good results for any wind distribution, concentrated or dispersed, which would make it valid to use in coastal conditions, flat or complex terrain or even urban. The result obtained by the heuristic approach of two SONDA wind samples, referring to Petrolina, Pernambuco, Brazil and Sao Martinho da Serra, Rio Grande do Sul, Brazil was compared with eight other known methods and commercially applied: the least squares method, the moment method, empirical method, the maximum likelihood method, the modified maximum likelihood method, energy pattern method, equivalent energy method and the chi-squared method and the goodness of fit will be evaluated by RMSE tests, MAPE, R2, and the deviation in the forecast power density. Heuristic methods have proven competitive, with power forecast error values around 10−14% / A aplicação de métodos heurísticos em otimização tem se mostrado bastante eficaz quando comparado aos tradicionais métodos de otimização por diferenciação. É sabido que, em alguns casos, minimizar de forma direta as funções envolvidas no processo pode ser complicado ou mesmo impossível. Buscou-se com esse trabalho desenvolver uma metodologia para ajuste de curvas de Weibull para a caracterização do regime de ventos, utilizando a otimização pelo método do Formigueiro e pelo método do Enxame de Partículas (do inglês Ant Colony Optimization (ACO) e Particle Swarm Optimization (PSO), respectivamente) bem como a hibridização destes dois métodos. Acredita-se que a característica estocástica dos métodos pode proporcionar resultados refinados para qualquer tipo de distribuição de vento, seja concentrada ou dispersa, o que tornaria válido utilizar o método nas condições de litoral, relevo plano, acidentado ou mesmo urbano, com obstáculos na direção dos aerogeradores. O resultado obtido pela aproximação heurística de duas amostras de vento do projeto SONDA, referentes a Petrolina-PE e São Martinho da Serra-RS foi comparado com outros oito métodos já conhecidos e comercialmente aplicados: método dos mínimos quadrados, método do momento, método empírico, método da máxima verossimilhança, método da máxima semelhança, método da energia padrão, método da energia equivalente e método do chi-quadrado e a qualidade do ajuste será avaliada pelos testes de RMSE, MAPE, R2 e pelo desvio na previsão de densidade de potência. Os métodos heurísticos se mostraram competitivos, com valores de erro em previsão de potência da ordem de 10−14%

PINTO, W. F.Controladores robustos LQG/LTR com ação integral aplicados ao controle de geradores eólicos interligados ao sistema de distribuição de energia elétrica baseados em máquina de indução duplamente alimentada. 2012. 149 f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-04-17T18:55:24Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_vppinto.pdf: 4748816 bytes, checksum: 5ed094d97b04c5a274f84f921d09abf5 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-04-17T18:56:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_vppinto.pdf: 4748816 bytes, checksum: 5ed094d97b04c5a274f84f921d09abf5 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-17T18:56:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_vppinto.pdf: 4748816 bytes, checksum: 5ed094d97b04c5a274f84f921d09abf5 (MD5) Previous issue date: 2012-01 / It is proposed in this thesis a LQG/LTR robust controller (Linear Quadratic Gaussian with Loop Transfer Recovery) with integral action (LQG/LTRI) in a new application for gain tuning for the rotor side converter and grid side converter in a wind energy conversion system (WECS) with Doubly-Fed Induction Generator(DFIG). The proposed control method assures the robustness with respect to the tracking error rejection, insensitivity to parameter variations and permits that measurement and modeling errors are incorporated in the project. Robustness and performance tests were performed for variations of machine internal parameters and speed. Simulation and experimental results, obtained from a laboratory prototype that uses a 2 kW machine are presented to validate and demonstrate the robustness and performance of the proposed controller through the comparison with the proportional and integral (PI) controller employed in a wind energy conversion system with DFIG. / Na presente tese, propõe-se um controlador robusto LQG/LTR (Linear Quadratic Gaussian with Loop Transfer Recovery) com ação integral (LQG/LTRI) em uma nova aplicação para o ajuste dos controladores do conversor do lado da máquina e do conversor do lado rede elétrica em um sistema de conversão eólica utilizando um gerador de indução duplamente alimentado (Doubly-Fed Induction Generator - DFIG). A metodologia de controle proposta assegura a robustez em relação à rejeição do erro de rastreamento, insensibilidade a variações paramétricas, além de permitir que erros de medida e modelagem sejam incorporados no projeto. Testes de robustez e desempenho foram realizados para variações dos parâmetros internos da máquina e variações de referência de velocidade. Resultados de simulação e experimentais, obtidos em um protótipo de laboratório com uma máquina de 2kW são apresentados para validar e demonstrar o bom desempenho e robustez do controlador proposto comparado com os controladores clássicos Proporcional- Integral (PI) em um sistema de geração eólica com máquinas DFIG.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-02-09T03:04:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337529.pdf: 45606384 bytes, checksum: 997153361cdc34b57601437e663e72a1 (MD5) Previous issue date: 2015 / A capacidade instalada da energia eólica, no Brasil e no mundo, vem aumentando a cada ano e, com isso, são necessários procedimentos de verificação da produção de energia de parques eólicos, com o intuito de quantificar se o que foi proposto está sendo entregue e como está o rendimento do parque. Por causa do alto custo de investimento, nem sempre é possível se ter uma torre anemométrica nos parques e, por isso, realizar a medição de acordo com a norma IEC 61400-12-1. Como alternativa para esta situação e pelo fato do parque eólico de Beberibe possuir apenas uma torre para 32 aerogeradores, o presente trabalho avalia a aplicação da função de transferência da velocidade do vento da nacele no cálculo da produção anual de energia e do fator de capacidade do parque. Também foram investigados quais os fatores, como velocidade e direção do vento, que mais influenciam na geração do parque. Os dados reais de velocidade e produção foram comparados com os calculados por meio do software WAsP. Por meio dos dados reais e das simulações, observou-se que alguns aerogeradores do parque possuíam produção abaixo da média deste, devido ao fato de trabalharem na esteira de aerogeradores vizinhos. Então, foram estudados e simulados alguns novos layouts e novos aerogradores para o parque de Beberibe, com o objetivo de se obter uma produção anual igual ou superior à atual com menor número de aerogeradores, através de uma melhora na disposição dos mesmos. Comisso, conseguiu-se reduzir o percentual de perdas por esteiras simuladas de 7,1% para 1,8% com uma das sugestões de layout. <br> / Abstract : The installed capacity of wind power in Brazil and in the world is increasingevery year and, procedures are necessary for verifying the energy production of wind farms. Because of the high cost of investment, is not always possible to have a meteorological mast in the wind farm and, therefore, to measure according to IEC 61400-12-1 standards. Beberibewind farm has only one mast for 32 wind turbines, so this work evaluatesthe application of a nacelle wind speed transfer function in thecalculation of annual energy production and the capacity factor of windfarm. The influence of wind speed and direction in power productionwas explored. Wind speed and power production data were comparedwith WAsP software outputs. Some wind turbines had low productionwhen compared with others, because of the wakes of neighboring windturbines. New layouts were explored to obtain the same or higher annualenergy production a lower number of turbines. The percentage of wake effects was reduced from 7.1% to 1.8% using new layout.

Orientador : Prof. Drª. Thelma Solange Piazza Fernandes / Coorientador : Prof. Dr. Marcelo Bessa / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 18/03/2016 / Inclui referências : f. 111-114 / Área de concentração: Sistemas energia / Resumo: O uso da fonte de geração de energia eólica tem sido incentivado pelos agentes dosetor elétrico e se disseminando no Brasil, pois os grandes potenciais hidrelétricos estãodiminuindo levando à diversificação da matriz energética, através da formação de umconjunto diversificado de geração com forte predominância hidrelétrica, térmicas e renováveiscomo eólica, solar, biomassa e etc. Assim, é preciso incorporar nos estudos de planejamentoda operação hidrotérmica também o planejamento da operação de fonte de geração eólica afim de bem utilizar as vantagens de cada tipo de geração. Tendo em vista esta tendência, estetrabalho objetiva analisar a influência de se incorporar a geração eólica, levando emconsideração sua sazonalidade, a um problema de despacho de energia elétrica via AlgoritmosGenéticos onde as restrições elétricas são incluídas através de um Fluxo de Potência Ótimolinear que é resolvido mês a mês ao longo do período de 1 ano de planejamento. O métodoproposto foi testado em um sistema de 34 barras. Foram propostas diversas formas parainserir a geração eólica ao longo de patamares de carga. A representação que modela períodosde carga pesada, média e leve com ou sem geração eólica, operando a plena carga, é arepresentação que se mostrou mais adequada para esse sistema teste, pois é a que identificoulinhas de transmissão com capacidade de transmissão máxima atingidas, mostrou também overtimento de unidades hidráulicos sendo influenciados pela inserção da geração de fonteeólica, sendo portanto, a mais representativa.Palavras-chave: Planejamento da operação. Despacho eólio hidrotérmico.Algoritmos Genéticos. / Abstract: The use of wind power generation source has been encouraged by the agents of the electricity sector and is spreading in Brazil, as the great hydroelectric potential is decreasing leading to the diversification of energy sources, creating a diverse set of generation with strong hydroelectric presence, thermal and renewable predominance such as wind, solar, biomass, etc. Thus, it is necessary to incorporate the studies of hydrothermal operational plan to the wind power source operational plan, in order to take advantage of each type of generation. Aiming to contribute to this field, this paper seeks to analyze the influence of incorporating wind generation, taking into account its seasonality, to a dispatch problem of electricity via Genetic Algorithms where electrical restrictions are included through an linear Optimal Power Flow that it is solved by month over the period of 1 year plan. The proposed method was tested on a 34-bar system. It was proposed several ways to introduce the wind power over load steps. The heavy, medium and light load representation of periods are modeled, with or without wind power, and operating at full capacity; this representation was more appropriate for this test system. This was the only representation that identified transmission lines with maximum transmission capacity and also showed spillage of hydraulic units being influenced by insertion of wind power generation, and thus being the most representative model. Keywords: Operation Power Planning. Hydro thermal wind dispatch. Genetic Algorithm.

Resumo : O objetivo deste trabalho é desenvolver um estudo técnico e econômico de alternativas de suprimento energético por autoprodução em condomínios residenciais horizontais a partir do desenvolvimento de um modelo de otimização. O estudo de caso foi realizado em um condomínio residencial de São José dos Campos, cidade do estado de São Paulo. O modelo proposto analisa formas alternativas de produção de energia, compatíveis com este tipo de "empresa", a saber: eólica, fotovoltaica e geração de energia elétrica com motor de combustão interna; desta forma, busca estabelecer as bases técnicas das alternativas energéticas, considerando os aspectos técnicos e econômicos. Foram identificadas as necessidades elétricas das áreas comuns do condomínio em base temporal, nas quais o consumo e os custos são compartilhados entre os moradores. O modelo de otimização é baseado na concepção inicial de uma superestrutura que considera equipamentos comerciais para produção de energia de origem fotovoltaica, eólica e a partir de motor de combustão interna. O software LINGO foi utilizado para simulação de diferentes situações e obtenção da rota tecnológica ótima correspondente. Foram simulados cenários com diferentes condições de preços de energia e custos dos equipamentos de modo a se obter as condições nas quais as tecnologias renováveis conseguem se habilitar a compor a configuração final do sistema de autoprodução de energia elétrica / Abstract: The main purpose of this work is to develop a technical and economic study of energy supply alternatives by self-production in horizontal condominiums. The case study was developed in a neighborhood of São José dos Campos city, state of São Paulo. The proposed model analyzes alternative forms of energy production, compatible with this type of "business", namely: wind, solar and electric power generation with an internal combustion engine, thus, seeks to establish the technical basis of alternatives energy, considering the technical and economic aspects.It was identified the electrical needs of the common areas of the condominium in time basis, in which the consumption and costs are shared among the residents. The optimization model is based on the initial design of a superstructure where it is considered commercial equipment for generating energy from photovoltaic and wind sources and from internal combustion engine. The software LINGO was used to simulate different situations and obtain the corresponding optimal technological route. Were considered the simulation scenarios with different conditions of energy prices and equipment costs in order to obtain the conditions under which renewable technologies are able to be qualified to compose the final configuration of the system of electricity self-generation / Orientador: José Antonio Perrella Balestieri / Coorientadora: Diovana A. dos S. Napoleão / Banca: Teofilo Miguel de Souza / Banca: Eliane Ap. Faria Amaral Fadigas / Mestre

Orientador : Prof. Dr. Alexandre K. Guetter / Coorientador : Prof. Dr. Saulo R. Freitas / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 31/08/2016 / Inclui referências : f. 189-197 / Area de Concentração: Engenharia de rercursos hídricos / Resumo: O presente trabalho propõe um método para a previsão da geração de energia eólica, no horizonte de curtíssimo e curto prazo, até 72 h à frente, a cada 10 minutos. O método consiste em uma combinação da previsão determinística do vento, realizada por um modelo numérico de previsão de tempo, com modelos estocásticos, para reduzir do erro da previsão. Após a correção, o vento é convertido em potência elétrica. O modelo numérico de previsão de tempo selecionado é o BRAMS (Brazilian Developments on the Regional Atmospheric Modelling System), mantido e desenvolvido pelo INPE/CPTEC (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais/Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos). O modelo estocástico de atualização de estado, o filtro de Kalman, empregado com o objetivo de se assimilar as observações em tempo real para redução da magnitude dos erros na previsão de vento e geração eólica. A assimilação do vento e geração observados atualiza os estados de um modelo dinâmico produzido pelas previsões de vento do modelo BRAMS. O modelo dinâmico foi formulado com funções polinomiais, cujos coeficientes foram estimados pelas análises de regressão aplicadas às previsões de vento do BRAMS. A energia eólica é calculada de duas formas distintas: interpolação da curva de potência do aerogerador e equações de regressão. O modelo estocástico é complementado com uma segunda implementação do filtro de Kalman para previsão da energia eólica. O modelo meteorológico-estocástico é validado com medições de vento e geração da usina eólio-elétrica (UEE) de Palmas (PR) e de vento de uma torre anemométrica localizada no município de São Bento do Norte (RN). A aplicação de um modelo de previsão da geração eólica para um país de dimensões continentais como o Brasil requer a sua avaliação de desempenho para regiões com diferentes características de variabilidade diurna e sazonal do regime de ventos. Finalmente, o método proposto poderá ser empregado para qualquer parque eólico localizado no Brasil. Palavras-chave: Energia eólica, Modelos de previsão de tempo, Filtro de Kalman, Aerogerador, Curva de potência. / Abstract: This work proposes a method for wind power forecasting, for very short and short-term, up to 72 hours ahead, at each 10 minutes. The method consists of a combination of deterministic wind forecasting, performed by a numerical weather prediction model, with stochastic models, to reduce the forecast error. After this correction, wind is converted in electric power. The numerical weather prediction model selected is BRAMS (Brazilian Developments on the Regional Atmospheric Modeling on System), maintained and developed by INPE/CPTEC (National Institute for Space Research/Center for Weather Forecasting and Climate Studies). The stochastic model for state update is the Kalman filter, applied to assimilate the observations in real-time to reduce wind prediction errors magnitude and, consequently, wind generation. Wind assimilation and observed generation updates the states of a dynamic model produced by wind forecasts of BRAMS. The dynamic model was formulated with polynomial functions, whose coefficients were estimated by regression analysis applied to BRAMS wind forecasts. Wind power and energy are calculated in two ways: interpolation of the wind turbine power curve and regression equations. The stochastic model is complemented with a second implementation of the Kalman filter to wind power forecast. The weather-stochastic model is validated with wind and generation measurements of Palmas wind farm (PR) and wind measurements of mast located in São Bento do Norte (RN). Applying a wind power forecasting method for a country of continental dimensions like Brazil requires its performance evaluation in regions of different characteristics of diurnal and seasonal variability of the wind regime. Finally, the proposed method can be used for any wind farm located in Brazil. Keywords: Wind power, Numerical atmospheric models, Kalman filter, Wind turbine, Power curve.