OTIMIZAÇÃO GEOMÉTRICA DAS PÁS DE UMA TURBINA EÓLICA DE EIXO HORIZONTAL
Uma das etapas em busca da melhor eficiência energética da turbina é a análise do escoamento em torno de suas pás, onde a mínima variação na geometria das mesmas ocasiona uma mudança na potência gerada. Este trabalho apresenta a otimização de uma turbina eólica de eixo horizontal, utilizando modelo integral através da Teoria do Elemento de Pá e Teoria do Balanço da Quantidade de Movimento, abordando o problema em um volume de controle no qual a turbina eólica está imersa, fazendo sobre este volume um balanço global da energia, calculando a potência gerada a partir de dados como a velocidade do vento, velocidade angular e o perfil da pá do rotor. As técnicas de otimização utilizadas foram o Algoritmo Genético o método da Evolução Diferencial, ambos métodos heurísticos. Foi realizada a comparação dos resultados utilizando os dois métodos, e o método da Evolução diferencial apresentou melhor eficiência, atingindo uma melhor solução para a função objetivo, ou seja, uma turbina eólica com maior eficiência energética.
OTIMIZAÇÃO GEOMÉTRICA DAS PÁS DE UMA TURBINA EÓLICA DE EIXO HORIZONTAL
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DOI: 10.22533/at.ed.4552116045
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Palavras-chave: Otimização, Turbinas Eólicas, Evolução Diferencial, Algoritmo Genético, Formulação Integral.
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Keywords: Optimization, Wind Turbines, Differential Evolution, Genetic Algorithm, Integral Formulation.
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Abstract:
One of the steps in search of the turbine's best energy efficiency is the analysis of the flow around its blades, where the minimum variation in their geometry causes a change in the power generated. This work presents a horizontal axis wind turbine optimization, using an integral formulation through the Blade Element Theory and the Balance of Linear Momentum, solving mathematically the problem in a control volume in which the wind turbine is immersed, doing a global energy balance, calculating the power generated from data such as wind speed, angular speed, and the rotor blade profile. The optimization techniques used were the Genetic Algorithm and the Differential Evolution, both heuristic methods. The results were compared using the two methods, and the Differential Evolution method showed better efficiency, achieving a better solution for the objective function, that is, a wind turbine with greater energy efficiency.
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Número de páginas: 15
- Rafael Romão da Silva Melo
