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.

Analysis of the Electrical Characteristics of an Alternative Solution for the Brazilian-Amazon Transmission System

This article analyzes the electrical parameters of a 3-phase transmission line using a 280-m-high steel tower that has been proposed for the Amazon transmission system in Brazil. The height of the line conductors and the distance between them are intrinsically related to the longitudinal and transverse parameters of the line. Hence, an accurate study is carried out in order to show the electrical variations between a transmission line using the new technology and a conventional 3-phase 440-kV line, considering a wide range of frequencies and variable soil resistivity. First, a brief review of the fundamental theory of line parameters is presented. In addition, by using a digital line model, simulations are carried out in the time domain to analyze possible and critical over-voltage transients on the proposed line representation.

Introduction of a non-conventional solution for Amazon transmission system: Analysis of the electric aspects

This article shows an analysis of the longitudinal electric parameters of a three-phase transmission line/section using a 280-meter high steel tower. This characteristic, the height of the line conductors and distance between them, are intrinsic related to the longitudinal and transversal parameters of the line. By this means, an accurate study was carried out in order to show the electric variations between a transmission line using the new technology and a three-phase conventional 440 kV line for a wide range of frequencies and a variable soil resistivity. In addition, by using a digital line model, simulations are carried out in time domain to analyze critical overvoltage transients on the studied line. © 2011 IEEE.