
Universidade Federal de Santa catarina (UFSC)
Programa de Pós-graduação em Engenharia, Gestão e Mídia do Conhecimento (PPGEGC)
Detalhes do Documento Analisado
Centro: Tecnológico
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Automação e Sistemas
Dimensão Institucional: Pós-Graduação
Dimensão ODS: Econômica
Tipo do Documento: Dissertação
Título: AEROFÓLIOS CABEADOS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
Ano: 2014
Orientador
- ALEXANDRE TROFINO NETO
Aluno
- RAMIRO SARAIVA DA SILVA
Conteúdo
Este trabalho trata da utilização de aerofólios cabeados (tethered airfoils) para geração de energia elétrica e apresenta uma visão detalhada sobre os conceitos de funcionamento e o cenário atual desta tecnologia. considerando questões aerodinâmicas e características do comportamento do vento na atmosfera, são enumerados os aspectos preponderantes que fundamentam o emprego de sistemas deste tipo como uma alternativa vantajosa no aproveitamento da energia eólica. suas principais alternativas de configuração para geração de energia elétrica são listadas, e elege-se a estrutura conhecida como yoyo ou pumping kite como objeto de estudo para o decorrer da dissertação. apresenta-se então o modelo dinâmico utilizado para representar o comportamento deste sistema. após um sucinto debate sobre as diferentes abordagens de controle encontradas na literatura, detalha-se a estrutura de controle desenvolvida neste trabalho. para auxiliar a tarefa de controle de voo é incluído um novo estado ao sistema, o qual é batizado de ângulo de giro. fundamentado no conhecimento empírico da dinâmica da pipa, propõe-se um modelo matemático para descrever a evolução deste estado ao longo do tempo, modelo que é identificado e validado através de ensaios realizados em ambiente de simulação. uma estratégia de controle constituída de dois laços é concebida. o laço interno é baseado na dinâmica do ângulo de giro e possibilita que a direção do deslocamento do aerofólio seja arbitrariamente imposta. este laço de controle é caracterizado por um sistema não-linear de uma entrada e uma saída (siso), e, a partir do modelo dinâmico do ângulo de giro, é projetada uma lei de controle baseada em realimentação linearizante. já o laço externo é responsável por definir a trajetória de voo da pipa. a lemniscata de bernoulli é sugerida como uma aproximação da trajetória que proporciona a máxima produção de energia elétrica. baseado na equação matemática desta figura, é elaborado um controlador cinemático que, a cada iteração, define a referência de ângulo de giro necessária para que o seguimento da trajetória desejada seja atingido. no intuito de alcançar a máxima geração de energia elétrica, é realizado um procedimento de otimização a fim de se definir o ponto de operação ideal do sistema. os resultados de simulação obtidos através do uso deste controle são discutidos e comparados com os de outros trabalhos.
Pós-processamento: Índice de Shannon: 3.98399
ODS 1 | ODS 2 | ODS 3 | ODS 4 | ODS 5 | ODS 6 | ODS 7 | ODS 8 | ODS 9 | ODS 10 | ODS 11 | ODS 12 | ODS 13 | ODS 14 | ODS 15 | ODS 16 |
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4,98% | 6,07% | 7,61% | 6,22% | 6,53% | 5,38% | 6,19% | 7,84% | 7,38% | 5,46% | 7,53% | 5,52% | 4,89% | 6,73% | 5,30% | 6,37% |
ODS Predominates


4,98%

6,07%

7,61%

6,22%

6,53%

5,38%

6,19%

7,84%

7,38%

5,46%

7,53%

5,52%

4,89%

6,73%

5,30%

6,37%