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Estudo avalia técnica para aprimorar cálculos de produção eólica

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Estudo avalia técnica para aprimorar cálculos de produção eólica

26-10-2016

Para explorar o potencial eólico de uma determinada região é necessário assegurar que seu regime de ventos tenha uma qualidade satisfatória, o que é feito através de estudos detalhados com a utilização de metodologias comprovadas e dados de medição confiáveis.


Neste sentido, o artigo “Development of a Methodology to Make Improvements on a CFD-Based Model – Use of a Nesting in a Complex Terrain in an Inner Area of Ceará, Brazil” teve como objetivo avaliar quais melhorias a técnica Nesting poderia trazer aos cálculos de produção eólica realizados por um programa baseado na metodologia CFD (do inglês, Computational Fluid Dynamics), usada para estimar o campo de velocidades de um escoamento complexo.

 

“A técnica Nesting consiste em realizar o cálculo do regime dos ventos em mais de um ciclo de simulação, sempre refinando a malha e diminuindo a área processada”, explica o mestrando Daniel Agnese Ramos, do Departamento de Tecnologias Especiais (DTE) do Cepel, um dos autores do artigo. Segundo o especialista, o maior ganho dessa técnica é obter um resultado bem refinado na região de interesse, sem perda de representatividade em relação à área externa, e demandando muito menos esforço computacional para tal.

 

“Os resultados dos estudos comprovaram a eficiência da metodologia em questão. Sua aplicabilidade comercial é de alto interesse para projetos localizados em regiões montanhosas, isto é, sob condições complexas de terreno”, afirma Ramos.

 

O artigo teve coautoria da pesquisadora Vanessa Gonçalves Guedes, do DTE, e do especialista Angelo Mustto Cabrera, da PUC-Rio, e foi apresentado na 7ª edição do Brazil WindPower, entre os dias 30 de agosto e 1º de setembro, no Rio de Janeiro.

 

Metodologia do estudo

 

Os estudos foram realizados utilizando-se o programa WindSim, para simulação computacional de dinâmica dos fluidos em 3D, e eficiência comprovada no cálculo de produção de energia e otimização de usinas eólicas. Primeiramente, foram feitas simulações numa área maior, com resolução reduzida. Na etapa posterior, as simulações ocorreram numa área menor, a partir da técnica Nesting, utilizando as condições de fronteira previamente calculadas no estágio inicial e refinando a resolução da malha. Dados de rugosidade, topografia e vento do terreno foram usados como entrada para simulações do escoamento.

 

Para testar a metodologia foi escolhida uma região com topografia complexa, próxima à costa do estado do Ceará. “A qualidade do vento da região é adequada ao desenvolvimento de um projeto de geração eólica e como se trata de uma área montanhosa, a dificuldade de se estimar o campo de velocidades do vento aumenta consideravelmente”, elucida Ramos.

 

De acordo com os autores, quanto mais refinados forem os dados de vento, topografia e rugosidade do terreno, menores serão as incertezas nos cálculos, propiciando menores riscos para o financiamento e melhor retorno dos investimentos em usinas eólicas.