Controle para Parques Eólicos Flutuantes por Reposicionamento de Turbinas

Abstract

Este projeto de iniciação científica propõe o desenvolvimento de um sistema de controle ativo para parques eólicos flutuantes (FOWFs) com o objetivo de otimizar a geração de energia. O principal desafio abordado são as perdas de potência decorrentes do efeito esteira, onde a turbulência gerada por uma turbina reduz a velocidade do vento e aumenta a turbulência para as turbinas localizadas a jusante.

A estratégia central do trabalho consistiu em utilizar a capacidade de mobilidade das plataformas flutuantes com dois graus de liberdade para o controle do parque. Diferente das turbinas fixas, as turbinas flutuantes podem ter suas posições ajustadas ativamente, através de sistemas de amarração dinâmicos.

Foi desenvolvido um algoritmo de controle que, com base em dados de entrada (como direção e velocidade do vento) e modelos de esteira, que calcula as coordenadas de posicionamento ótimas para cada turbina em tempo real. O objetivo do controlador é desviar ativamente a esteira de uma turbina para que ela não incida diretamente sobre as turbinas subsequentes, minimizando a interferência.

A metodologia envolveu a modelagem do parque eólico e a simulação do sistema de controle em Python. O sistema de controle foi projetado para reposicionar as turbinas de forma a maximizar a potência total extraída pelo parque.

Os resultados das simulações demonstraram a eficácia da estratégia. O sistema de controle por reposicionamento de turbinas conseguiu reduzir significativamente as perdas por efeito esteira, resultando em um aumento de 5% na eficiência global de geração de energia do parque eólico. O trabalho conclui que o controle ativo de posição é uma técnica viável e promissora para otimizar a operação de FOWFs.