Estudo e desenvolvimento de um aplicativo em ambiente Simulink/Matlab para simulação de uma turbina eólica

• Autor(a) principal: Martinello, Diana
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14962
• topic: Engenharia Elétrica; Energia eólica; Energia - Fontes alternativas; Energia elétrica - Produção; Wind power; Renewable energy sources; Electric power production

Este trabalho aborda estudos referentes ao processo de conversão de energia em sistemas eólicos para geração de energia elétrica. Inicialmente, é apresentada uma análise de como na atualidade se dá o uso da energia eólica, no Brasil e no mundo, considerando que o uso da energia elétrica proveniente dos ventos vem crescendo a cada vez mais. A seguir, uma modelagem do sistema eólico é apresentada, desde a aerodinâmica da turbina ao gerador elétrico, incluindo análise mecânica do gerador. Tal modelagem é realizada com a finalidade de se desenvolver uma ferramenta de simulação para estes sistemas, utilizando o software Matlab/Simulink®. O objetivo desta ferramenta é simular as variáveis elétricas desenvolvidas no estator de um gerador síncrono a imã permanente a partir de diferentes condições de velocidade de vento. Neste caso, o gerador empregado é um dos diferenciais deste trabalho, uma vez que em grande parte dos estudos se utilizam máquinas de indução. É apresentado ainda, um controlador que possui a finalidade de garantir ao sistema a extração da máxima potência do vento, sendo empregado de acordo com as características do sistema. Ainda, é incluído uma proposta de sistema de simulação do vento a partir de um motor de indução com acionamento por um inversor PWM, conectado ao eixo do gerador elétrico, de forma a desenvolver o torque e velocidade compatível com a velocidade do vento sobre uma turbina eólica. Realizada a implementação da ferramenta computacional, foram obtidos resultados para diferentes velocidades de vento e verificou-se que o coeficiente potência permaneceu praticamente constante, em torno de 45%. Este resultado mostra que o sistema de controle utilizado é capaz de converter o máximo de energia eólica em energia elétrica, em diferentes condições de vento. Ainda, a ferramenta permite que diversas grandezas sejam analisadas nestas condições, e podem ser utilizadas para o projeto de um sistema eólico real.