Priscilla Maiolino
Resumo
Este trabalho apresenta o pré-dimensionamento e a análise do comportamento dinâmico de uma turbina eólica offshore do tipo monocoluna. Inicialmente elaborou-se um modelo de pá compatível com as especificações técnicas de um rotor de 2,3 MW, com base nas poucas informações disponíveis na literatura acerca da geometria das pás. O pré-dimensionamento da torre em aço de suporte do aerogerador foi efetuado por meio de análise estática considerando as ações pertinentes segundo uma das várias combinações recomendadas por normas de projeto envolvendo vento com velocidade nominal do rotor e onda com altura associada a período de recorrência de 50 anos. As dimensões finais da torre foram revisadas tendo em conta a faixa de frequências requerida para os modos fundamentais de vibração de modo a evitar a ressonância com as frequências de excitação promovidas pela operação do rotor com rotação variável. Finalmente, elaborou-se uma análise dinâmica da turbina sob ações ambientais para efeito de comparação de esforços em duas seções da torre frente à critérios de segurança determinados por normas internacionais.
Abstract
This work presents a preliminary design and the analysis of the dynamic behavior of an offshore monopole wind turbine. A blade model compatible to the technical specifications of a 2.3MW rotor was conceived on the basis of the very few information on blade geometry available on the literature. The preliminary design of the steel support tower was performed through static analysis considering the appropriate actions according to one of the several combinations recommended by international design codes, envolving wind at rated velocity and 50 years return period wave height. The final dimensions of the tower were revised to comply with the dynamic requirements related to the frequency range of the fundamental vibration modes in order to avoid resonances with the rotor excitation frequencies. Finally a dynamic analysis of the turbine under environmental actions was performed and internal forces in two sections of the tower were compared to international codes requirements.
