Responsive image
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
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
ODS 8
ODS 1

4,98%

ODS 2

6,07%

ODS 3

7,61%

ODS 4

6,22%

ODS 5

6,53%

ODS 6

5,38%

ODS 7

6,19%

ODS 8

7,84%

ODS 9

7,38%

ODS 10

5,46%

ODS 11

7,53%

ODS 12

5,52%

ODS 13

4,89%

ODS 14

6,73%

ODS 15

5,30%

ODS 16

6,37%