AVALIAÇÃO DO POTENCIAL EÓLICO DE UMA REGIÃO COM TOPOGRAFIA COMPLEXA UTILIZANDO DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL
O presente trabalho avalia o potencial
eólico de uma região com topografia complexa
utilizando Dinâmica dos Fluidos Computacional
(CFD). A serra na região de Pinheiro Machado,
microrregião de interesse, foi selecionada
tendo-se como base critérios que caracterizam
uma fazenda eólica promissora, como o acesso
a rodovias, proximidade de subestação do
Sistema Interligado Nacional (SIN) e intensos
ventos anuais utilizando-se mapas do Atlas
Eólico do Rio Grande do Sul de 2014. Os
mapas do Atlas e os dados topográficos do
terreno foram georreferenciados no software
de Sistema de Informação Geográfica Global
Mapper para a definição das condições de
contorno da simulação. Modelos de turbulência
recomendados na literatura, qualidade de
malha e sensibilidade às dimensões do domínio
computacional foram avaliados sob a luz das
boas práticas de CFD atualmente sugeridas pela
comunidade científica. Os estudos de micrositing
e estimação da Energia Anual Gerada foram
realizados após a determinação do campo de
velocidades em microescala. A serra na região
de Pinheiro Machado mostrou-se bastante
promissora para o aproveitamento do recurso
eólico, atingindo uma capacidade instalada de
92 MW com quarenta aerogeradores Enercon
E-70 E4. O efeito da velocidade incremental
foi identificado nos cumes de elevações,
alavancando a potência gerada em até 88%.
Estima-se que Pinheiro Machado produza 298
GWh anuais, com um fator de capacidade de
40%, suficiente para o abastecimento de uma
cidade com mais de cem mil habitantes.
AVALIAÇÃO DO POTENCIAL EÓLICO DE UMA REGIÃO COM TOPOGRAFIA COMPLEXA UTILIZANDO DINÂMICA DOS FLUIDOS COMPUTACIONAL
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DOI: 10.22533/at.ed.66719220127
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Palavras-chave: CFD, Potencial Eólico, Topografia Complexa.
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Keywords: CFD, Wind Resource Assessment, Complex Topography
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Abstract:
This research carries a wind
resource assessment in a region with complex
topography using Computational Fluid
Dynamics (CFD). The micro-region of Pinheiro
Machado was chosen based on a number of
criteria which characterize a promising Wind
farm, as the access to highways, a power
substation connected to the Brazilian’s National
Interconnected System (SIN) and all-yearlong
strong winds, in which was used the Wind Resource Atlas of Rio Grande do Sul of 2014. The Atlas maps and the terrain
topographic data were georeferenced in Geographic Information System software
Global Mapper to define the boundary conditions of the simulation. Turbulence models
recommended in literature, mesh quality and domain sensitivity were evaluated upon
light of the best CFD practices suggested by the scientific community. Micrositing and
the estimation of the Annual Energy Production were carried after the determination
of the micro-scale velocity field. The chain of hills appeared to be highly promising for
wind energy exploration, reaching a 92 MW installed capacity with forty Enercon E-70
E4 wind turbines. The orographic speed-up effect was identified at the top of the hills,
leveraging power output up to 88%. Pinheiro Machado is expected to yield yearly 298
GWh with a 40% capacity factor, which would be enough to supply a city with more
than one-hundred-thousand inhabitants.
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Número de páginas: 15
- William Corrêa Radünz
