ANÁLISE NUMÉRICA DA INFLUÊNCIA DAS CARACTERÍSTICAS DO VENTO DO INTERIOR DA BAHIA NO DESEMPENHO AERODINÂMICO E POTÊNCIA MÉDIA DE UM AEROGERADOR

Resumo

O objetivo deste trabalho é analisar o efeito de três diferentes características do recurso eólico, no interior da Bahia, no desempenho aerodinâmico e na potência média de um aerogerador de grande porte. Os efeitos são causados a partir da variação do perfil vertical, da intensidade de turbulência e estabilidade atmosférica do vento. Para tanto, foram utilizados dados reais de medição para a definição dos perfis verticais, bem como dos níveis de intensidade de turbulência. Os dados, em base horária, também foram agrupados de acordo com o tipo de regime eólico, quando possível. Para estimar o impacto dos efeitos, foi utilizado o aerogerador de referência NREL WindPACT de 1,5 MW de potência, 70 metros de diâmetro e 84 metros de altura do cubo do rotor. O estudo foi realizado por meio de simulações numéricas, implementadas com a utilização do software Ansys® Fluent®, utilizando o modelo RANS com o método dos volumes finitos para resolução das equações governantes e com modelo de turbulência k-ϵ de escoamentos atmosféricos para a resolução do problema de fechamento. A malha utilizada possui volumes tetraédricos não estruturados, com elementos prismáticos nas superfícies de maior interesse. Foram estudados cinco diferentes perfis verticais e três diferentes valores de intensidade turbulência e, a partir desses oito resultados, foi possível também estimar o impacto da estabilidade atmosférica em um dos locais do estudo. Identificou-se que, diferentes perfis verticais do vento, com iguais velocidades à altura do cubo e iguais intensidades de turbulência, apresentam grande variação de acordo com seu coeficiente de extrapolação vertical alfa, podendo apresentar até 15% de diferença na potência média do aerogerador. No caso da intensidade de turbulência, a cada incremento de 5% da mesma, uma variação de aproximadamente 3% se reflete na potência média do aerogerador. Por fim, analisou-se o impacto da estabili