Ricardo Nunes de Souza
Título
MODELAGEM E ANÁLISE DE UMA TURBINA EÓLICA OFFSHORE DO TIPO SPAR-BUOY
Resumo
Impulsionado pelo aumento constante da demanda de energia elétrica e pela busca de uma matriz energética limpa e eficaz, a utilização do potencial das energias renováveis, dentre elas a energia eólica, vêm apresentando uma evolução crescente nas últimas décadas. A indústria eólica está seguindo um novo rumo e iniciando a exploração do potencial eólico no mar. Devido ao grande potencial estimado para a geração de energia através dos ventos marinhos, a transição das turbinas eólicas onshore para offshore virou motivo de pesquisa no mundo todo. Com base nisto, o presente estudo se dedica à modelagem e a realização de análises dinâmicas de um sistema offshore acoplado, constituído por uma unidade flutuante do tipo spar-buoy, uma turbina eólica com potencial instalado de 5MW e três linhas de ancoragem dispostas em catenária em lâmina d’água de 320 metros. O estudo de fadiga foi realizado apenas paras as linhas de ancoragem considerando onze diferentes estados de mar unidirecionais. A modelagem e análises dinâmicas foram realizadas através da interface SIMA-SESAM e dos softwares RIFLEX e SIMO. Os resultados obtidos englobam diferentes condições ambientais e atestam que a turbina, perante a velocidade de vento nominal, opera normalmente. As frequências naturais, importantes para a calibração do modelo, foram obtidas por diferentes métodos.
Abstract
Driven by the constant increase in the demand for electric energy and the search for a clean and efficient energy matrix, the use of the potential of renewable energies, among them wind energy, has been increasing in the last decades. The wind industry is taking a new turn and starting exploration of offshore wind potential. Due to the great potential for wind power generation, the transition from onshore to offshore wind turbines has become a worldwide focus. Based on this, the present study is dedicated to the modeling and dynamic analysis of a coupled offshore system, consisting of a spar-buoy floating unit, a 5MW installed potential wind turbine and three catenary anchor lines in water depth of 320 meters. The fatigue study was performed only for the anchor lines considering eleven different unidirectional sea states. Dynamic modeling and analysis were performed through the SIMA-SESAM interface and the RIFLEX and SIMO softwares. The results obtained encompass different environmental conditions, and attest that the turbine, before the nominal wind speed, operates normally. The natural frequencies, important for the calibration of the model, were obtained by different methods.
