Influência do controle estrutural na otimização de torres de sustentação de aerogeradores

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira, William Macedo
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UnB
Texto Completo: http://bdm.unb.br/handle/10483/11509
Resumo: Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Curso de Graduação em Engenharia de Energia, 2015.
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spelling Pereira, William MacedoAvila, Suzana MoreiraShzu, Maura Angélica MilfontPEREIRA, William Macedo. Influência do controle estrutural na otimização de torres de sustentação de aerogeradores. 2015. xiii, 79 f., il. Monografia (Bacharelado em Engenharia de Energia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.http://bdm.unb.br/handle/10483/11509Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, Curso de Graduação em Engenharia de Energia, 2015.A energia eólica é baseada no fluxo do ar na atmosfera, onde a energia cinética do vento é capturada pelas pás do aerogerador e posteriormente convertida em trabalho de eixo no rotor para se obter energia elétrica no aerogerador. A principal característica da energia eólica é que essa fonte de energia é limpa, renovável e causa poucos impactos ambientais. Os aerogeradores normalmente são dispositivos de eixo horizontal, onde as turbinas estão convencionalmente posicionadas na extremidade superior da torre de sustentação do aerogerador. As torres de sustentação dos aerogeradores são estruturas flexíveis, esbeltas e expostas a vibrações excessivas provenientes da interação entre o vento e a estrutura. Deste modo um projeto de torre eólica deve considerar a análise dos efeitos estáticos e dinâmicos. No presente trabalho será executada a análise de uma torre de sustentação de aerogerador com dimensões teóricas por meio do software ANSYS R13.0 e da mesma torre com a integração de um sistema de controle. Para os dois casos será feito um estudo de otimização em busca do menor volume a fim de avaliar a influência do sistema de controle sobre o resultado ótimo do projeto. O processo de otimização estrutural da torre foi realizado devido a notória importância da torre, no custo total do aerogerador, podendo alcançar até 30% do custo total do aerogerador. O modelo da torre proposto, foi modelado com elemento de viga sem as pás do rotor e a utilização de um elemento de massa concentrada na extremidade superior da torre para representar a nacele do aerogerador. Neste trabalho foram executadas análises estruturais estática, modal e transiente, assim como processos de otimização em cada um desses regimes. O dispositivo de controle estrutural utilizado neste trabalho será um pêndulo, que consiste essencialmente de um sistema massa-mola-amortecedor, que será conectado a estrutura da torre e sintonizado em uma frequência particular de interesse, com o objetivo de fazer o dispositivo vibrar fora de fase com o movimento causado pela interação vento-estrutura, e assim transferir a energia vibratória para o próprio pêndulo.Submitted by Ruthlea Nascimento (ruthlea.nascimento@gmail.com) on 2015-10-29T16:13:45Z No. of bitstreams: 1 2015_WilliamMacedoPereira.pdf: 2221831 bytes, checksum: 34d23af61e02e9cadb96b9d520567358 (MD5)Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2015-12-01T12:57:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_WilliamMacedoPereira.pdf: 2221831 bytes, checksum: 34d23af61e02e9cadb96b9d520567358 (MD5)Made available in DSpace on 2015-12-01T12:57:18Z (GMT). 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In this work will be carried out the analysis of optimization process of the wind turbine tower with theoretical dimensions on the software ANSYS R13.0, with beam elements and subsequently the analysis of the connection of a structural control system will be conducted to verify the effects of this system on the structural optimization process. The structural optimization process was done due to the importance of the tower in the total cost of the wind turbine system. Which may reach up to 30% of the wind turbine total cost. The model of wind turbine tower proposed in this work was done with a simplified model of the tower, without blades and with a mass element attached at the tower top to represent the nacelle and blades mass. In this work, were performed static, modal and transient structural analysis, and its respective optimization analysis. The structural device of vibration control proposed in this work is a pendulum. That consists, basically, of a mass, spring and a damper, which are connected to the structure of the tower, tuning the frequency of the pendulum to a particular frequency, with the objective of making it oscillate out of the phase with the movement caused by the wind-tower interaction, transferring the energy to itself.Energia eólicaAerogeradoresInfluência do controle estrutural na otimização de torres de sustentação de aerogeradoresinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis2015-12-01T12:57:18Z2015-12-01T12:57:18Z2015-12-01T12:57:18Z2015info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNBORIGINAL2015_WilliamMacedoPereira.pdf2015_WilliamMacedoPereira.pdfapplication/pdf2221831http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/11509/1/2015_WilliamMacedoPereira.pdf34d23af61e02e9cadb96b9d520567358MD51CC-LICENSElicense_urllicense_urltext/plain46http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/11509/2/license_url587cd8ffae15c8598ed3c46d248a3f38MD52license_textlicense_textapplication/octet-stream0http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/11509/3/license_textd41d8cd98f00b204e9800998ecf8427eMD53license_rdflicense_rdfapplication/octet-stream21267http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/11509/4/license_rdf73e23c2acaaf13389e092bd813e3223dMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1859http://bdm.unb.br/xmlui/bitstream/10483/11509/5/license.txtb377e9936e0a679d3aabe4e16dfe6352MD5510483/115092018-05-09 11:07:31.354oai:bdm.unb.br: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Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.unb.br/PUBhttp://bdm.unb.br/oai/requestbdm@bce.unb.br||patricia@bce.unb.bropendoar:115712018-05-09T14:07:31Biblioteca Digital de Monografias da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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