Otimização da posição de aerogeradores em parque eólico

Abstract

As turbinas em um parque eólico costumam estar dispostas tão próximas umas das outras que algumas podem ser afetadas pelo efeito esteira. Torna-se recomendável levar em consideração algumas consequências decorrentes desta interação tais como: redução na produção de energia nas turbinas eólica posteriores, decorrente da perda de velocidade do vento. Um parque eólico na atualidade possui perdas de ordem considerável devido ao efeito esteira. O posicionamento geométrico das turbinas, a rugosidade do terreno e a constante absoluta de cada modelo constituem os parâmetros mais significativos nas perdas do conjunto. Ao longo de toda vida útil do parque o efeito esteira constitui um ponto importante em sua produção, eficiência e funcionamento. A fase de projeto deve contemplar uma boa estimativa da forma como posicionar as turbinas eólicas para maximizar a produção e conseguir uma boa eficiência, neste contexto a modelagem do comportamento da esteira é utilizada para otimizar o desempenho da produção de energia através da disposição das turbinas no parque. No presente trabalho, através da modelagem do efeito esteira proposto por Werle, foi utilizado o algoritmo CPMW (Cálculo de Produção da Modelagem de Esteira de Werle) implementado no software MATLAB, para o cálculo de produção total e eficiência de um parque eólico. Com a finalidade de maximizar a produção de energia e a eficiência é necessário determinar um layout ótimo das posições de cada turbina. Buscando esse fim foi utilizada uma metodologia para a implementação de um algoritmo genético de otimização no software modeFRONTIER integrado com o software MATLAB, a otimização é realizada considerando a modelagem do efeito esteira proposto por Werle para o cálculo do comportamento do vento ao passar por um aerogerador, tendo como função objetivo a produção total do parque.