Metodologia de projeto de turbinas eólicas de pequeno porte.

O potencial eólico do Brasil, de vento firme e com viabilidade econômica de aproveitamento, é de 143 GW. Isso equivale ao dobro de toda a capacidade da geração já instalada no país. No Brasil, a energia eólica tem uma sazonalidade complementar à energia hidrelétrica, porque os períodos de melhor condição de vento coincidem com os de menor capacidade dos reservatórios. O projeto desenvolvido neste trabalho nasceu de uma chamada pública do FINEP, e sob os auspícios do recém criado CEPER. Ao projeto foi incorporado um caráter investigativo, de contribuição científica original, resultando em um produto de tecnologia inovadora para aerogeradores de baixa potência. Dentre os objetivos do projeto, destacamos a avaliação experimental de turbinas eólicas de 5000 W de potência. Mais especificamente, dentro do objetivo geral deste projeto estão incluídas análise estrutural, análise aerodinâmica e análise de viabilidade de novos materiais a serem empregados. Para cada uma das diferentes áreas de conhecimento que compõem o projeto, será adotada a metodologia mais adequada. Para a Análise aerodinâmica foi realizada uma simulação numérica preliminar seguida de ensaios experimentais em túnel de vento. A descrição dos procedimentos adotados é apresentada no Capítulo 3. O Capítulo 4 é dedicado aos testes elétricos. Nesta etapa, foi desenvolvido um banco de testes para obtenção das características específicas das máquinas-base, como curvas de potência, rendimento elétrico, análise e perdas mecânicas e elétricas, e aquecimento. Este capítulo termina com a análise crítica dos valores obtidos. Foram realizados testes de campo de todo o conjunto montado. Atualmente, o aerogerador de 5kW encontra-se em operação, instrumentado e equipado com sistema de aquisição de dados para consolidação dos testes de confiabilidade. Os testes de campo estão ocorrendo na cidade de Campos, RJ, e abrangeram as seguintes dimensões de análise; testes de eficiência para determinação da curva de potência, níveis de ruído e atuação de dispositivos de segurança. Os resultados esperados pelo projeto foram atingidos, consolidando o projeto de um aerogerador de 5000W.

Acordo Aeroespacial Teuto-Brasileiro (1969-1989; 1990-2001 e 2002-2011): uma cooperação complementar

Este projeto de dissertação se propõe a analisar a cooperação aeroespacial entre o Brasil e a Alemanha de 1969 a 2011 em três recortes temporais: 1969 a 1989, 1990 a 2001 e 2002 a 2011. Seguindo as bases teóricas de classificação da CID (Cooperação Internacional para o Desenvolvimento), e apoiada em pesquisa de campo conduzida em ambos os países, este trabalho apresenta um novo conceito de cooperação que, até onde a pesquisa bibliográfica aqui conduzida avaliou, constitui uma contribuição original deste trabalho: a Cooperação Complementar. A cooperação aeroespacial teuto-brasileira é pouco conhecida e divulgada, embora tenha completado vigorosas quatro décadas de exitosa existência. A conclusão de êxito desta cooperação encontrou lastro em pesquisa de campo conduzida pela autora no Brasil (IAE Instituto de Aeronáutica e Espaço) e na Alemanha (DLR Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt), consubstanciada por quatro entrevistas (SILVA, 2011a), (SILVA, 2011c), (SILVA, 2011d) e (SILVA, 2011e) realizadas junto a importantes representantes destes dois centros. Os conhecimentos extraídos por meio destas entrevistas agregaram, no entender desta autora, importantes informações à bibliografia específica e relativamente escassa disponível em ambos os países.O êxito defendido nesta dissertação fundamenta-se não apenas na longevidade advinda dos 40 anos de existência desta Cooperação, na sua capacidade de renovação e na complementaridade atingida, mas sobretudo pela consecução dos diversos objetivos técnico-científicos integrantes do escopo do referido Tratado, muitos dos quais responsáveis por importantes desdobramentos de tecnologias em outras áreas do saber, tais como o projeto DEBRA 25 (SCHUSTER, 2011), de energia eólica, e o projeto VLS (Veículo Lançador de Satélites), que utiliza como seus motores os foguetes desenvolvidos no escopo desta Cooperação.

Otimização de torre de aço para aerogerador eólico.

Diversas formas de geração de energia vêm sendo desenvolvidas com o objetivo de oferecer alternativas ecologicamente corretas. Neste contexto, a energia eólica vem se destacando na região Nordeste do Brasil, devido ao grande potencial dos ventos da região. As torres, que representam parcela significativa do custo total do sistema, tendem a crescer buscando ventos mais fortes e permitindo assim a utilização de aerogeradores com maior capacidade de geração de energia. Este trabalho tem como objetivo formular um modelo de otimização de torres tubulares de aço, para aerogeradores eólicos. Busca-se minimizar o volume total (custo, indiretamente), tendo como variáveis de projeto as espessuras da parede da torre. São impostas restrições relativas à frequência natural e ao comportamento estrutural (tensão e deslocamento máximo de acordo com recomendações da norma Europeia). A estrutura da torre é modelada com base no Método dos Elementos Finitos e o carregamento atuante na estrutura inclui os pesos da torre, do conjunto de equipamentos instalados no topo (aerogerador), e o efeito estático da ação do vento sobre a torre. Para verificação das tensões, deslocamentos e frequências naturais, foram utilizados elementos finitos de casca disponíveis na biblioteca do programa de análise ANSYS. Os modelos de otimização foram também implementados no modulo de otimização do programa ANSYS (design optimization), que utiliza técnicas matemáticas em um processo iterativo computadorizado até que um projeto considerado ótimo seja alcançado. Nas aplicações foram usados os métodos de aproximação por subproblemas e o método de primeira ordem. Os resultados obtidos revelam que torres para aerogeradores merecem atenção especial, em relação à concepção do projeto estrutural, sendo que seu desempenho deve ser verificado através de metodologias completas que englobem além das análises clássicas (estáticas e dinâmicas), incluam também as análises de otimização.