Otimização para o acionamento de sistemas yaw em turbinas eólicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Gonçalo Machado
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)
Texto Completo: https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/2040
https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/3034
Resumo: Monografia
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spelling Otimização para o acionamento de sistemas yaw em turbinas eólicasTurbinas eólicasSistema yawEnergia renovávelENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICAMonografiaReliability studies have shown that the yaw system is the second mechanical component in failure rate and most contributes to a general downtime of wind turbines. The impact of this reality is set in significant cost increases, which are confirmed by surveys that present a cost trend analysis in wind turbines, showing that the yaw system cost trend exponent is the second largest. In state-of-the-art wind turbines, the yaw system is now run with four gearboxes in standard operation - or in multiple numbers. This ensures uniform distribution of the load for each yaw reducer, avoiding undesired overloads on the individual units. However, today there are modern wind turbines, with expected long-term operations, which are not grouped into these new configurations. Typically, these yaw system structural models consist of a configuration of three motor reducers, a design typically characterized as inefficient to cope with high starting inertial loads. Due to structural characteristics, the addition of a fourth geared motor to these turbines is not possible. With this scenario, alternative solutions solve the impasse. Thus, the present work proposed an optimization for the activation of yaw systems: through the use of microprocessed static starters (soft-starter), achieving a marked reduction of the efforts on transmission devices (gearboxes, pins, gears) of the yaw system. At first the yaw system of study was defined, from its configuration to technical data essential for the project. With the analysis of these load data applied in simulation software, it was possible to define the appropriate soft-starter for use. The next step was to study the control and power system of the turbine, in order to elaborate a feasible electrical project the proposed changes, preserving the operational processes of the wind turbine.Estudos de confiabilidade mostraram que o sistema yaw é o segundo componente mecânico em taxa de falha e que mais contribui para um tempo de inatividade geral de turbinas eólicas. O impacto dessa realidade se configura em significativas elevações de custos, que se confirmam por pesquisas que apresentam uma análise de tendência de custos em turbinas eólicas, mostrando que o expoente de tendência de custo do sistema yaw é o segundo maior. Em turbinas eólicas de última geração, o sistema yaw passou a ser executado com quatro redutores em operação padrão - ou em número múltiplo. Sendo assim assegurada uma distribuição uniforme da carga para cada redutor do yaw, se evitando sobrecargas indesejadas nas unidades individuais. Porém, na atualidade há turbinas eólicas modernas, com previsão de operações longevas, que não se agrupam a essas novas configurações. Normalmente, esses modelos estruturais de sistema yaw, consistem em uma configuração de três motorredutores, sendo um design tipicamente caracterizado como ineficiente para arcar com as elevadas cargas inerciais de partida. Por questões de características estruturais, o acréscimo de uma quarta unidade motorredutora nessas turbinas, não é possível. Com este cenário, tornam-se propícias soluções alternativas que resolvam o impasse. Assim, o presente trabalho propôs uma otimização para o acionamento de sistemas yaw: por meio do uso de chaves de partida estática microprocessadas (soft-starter), alcançando redução acentuada dos esforços sobre dispositivos de transmissão (redutores, piões, engrenagens) do sistema yaw. A princípio definiu-se o sistema yaw de estudo, desde sua configuração a dados técnicos imprescindíveis para o projeto. Com a análise desses dados de carga aplicados em um software de simulação, pôde-se definir a chave estática (soft-starter) adequada para o uso. Em seguida estudou-se o sistema de controle e potência da turbina, para assim elaborar um projeto elétrico viável às alterações proposta, preservando os processos operacionais da turbina eólica.Trabalho não financiado por agência de fomento, ou autofinanciadoUniversidade Federal Rural do Semi-ÁridoBrasilCentro Multidisciplinar de CaraúbasUFERSAMaia, Hugo Michel Câmara de Azevedohttp://lattes.cnpq.br/Lima, Ana Tereza Abreuhttp://lattes.cnpq.br/Lima, Walber Medeiroshttp://lattes.cnpq.br/Guerra, Juan Rafael Filgueirahttp://lattes.cnpq.br/Ferreira, Gonçalo Machado2019-12-05T14:10:13Z2019-12-05T14:10:13Z2018-04-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfFerreira (2018) (FERREIRA, 2018)https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/2040https://repositorio.ufersa.edu.br/handle/prefix/3034porFERREIRA, Gonçalo Machado. Otimização para o acionamento de sistemas yaw em turbinas eólicas. 2018. 88 f. Monografia (Graduação em Engenharia Elétrica), Centro Multidisciplinar de Caraúbas, Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Caraúbas, 2018.CC-BY-SAinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU)instname:Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)instacron:UFERSA2024-02-08T21:42:13Zoai:repositorio.ufersa.edu.br:prefix/3034Repositório Institucionalhttps://repositorio.ufersa.edu.br/PUBhttps://repositorio.ufersa.edu.br/server/oai/requestrepositorio@ufersa.edu.br || admrepositorio@ufersa.edu.bropendoar:2024-02-08T21:42:13Repositório Digital da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (RDU) - Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA)false
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