Rodolfo de Lima Paula
Resumo
O território brasileiro dispõe de um significativo potencial eólico e a participação da energia eólica na geração de energia elétrica, embora seja ainda
pequena, vem crescendo de forma promissora. Um dos problemas a serem enfrentados no projeto de aerogeradores é o da vibração excessiva das pás e da torre podendo levar à
fadiga precoce dos materiais. Para abordar este tema apresenta-se neste trabalho um modelo analítico do comportamento dinâmico do sistema acoplado torre-aerogerador de
eixo horizontal cujos resultados são comparados a medições experimentais efetuadas em um aerogerador de pequeno porte. O modelo consideradois graus de liberdade de cada
pá e um modo de vibração de flexão da torre. As equações de movimento foram desenvolvidas a partir do Princípio de Hamilton e asua integração no domínio do tempo
foi efetuada numericamente. Para a faixa de frequência em que foi identificada proximidade entre frequências naturais da torre e das pás, os resultados teóricos
apresentaram boa correlação com os resultados experimentais.
Abstract
Brazil’s territory displays a significant potentialwind turbine power and the contribution of wind energy to power generation, although small, is growing fast. One
of the problems to be faced in a wind turbine design is the blades and tower large amplitude vibration which may lead to early fatigue. To deal with this issue this paper
presents an analytical discrete model of the dynamic behavior of the coupled system tower-horizontal axis wind turbine whose results are compared to experimental
measurements performed to a small wind turbine. Thecoupled model considers two degree of freedom for each blade and a tower bending vibration mode. The equations of
motion were developed from Hamilton's Principle andits integration in the time domain was performed numerically. Within the frequency range in which close natural
frequencies of the blade and the tower were indentified near resonant theoretical results showed good correlation with experimental measurements.
