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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
metadata.dc.title: Efeito da estratificação térmica na esteira de uma turbina utilizando LES por meio do modelo PALM
Autor(es): Silva, Guilherme Trodo Lima da
Primeiro Orientador: Maroneze, Rafael
Resumo: Este trabalho surge do crescente interesse e importância das usinas eólicas no Brasil, com destaque para projeto do Complexo Eólico Três Divisas, no Rio Grande do Sul, que contribuirá significativamente para a geração de energia renovável no estado. O estudo enfoca a utilização da dinâmica de fluidos computacional (CFD), especificamente a simulação de grandes turbilhões (LES), para analisar o comportamento da esteira gerada por turbinas eólicas. A pesquisa explora como fatores como estratificação térmica e velocidade do vento afetam a formação e dispersão da esteira e a eficiência da geração de energia eólica. O estudo revela que a estratificação térmica influencia diretamente a dispersão da esteira, com maior dispersão em condições convectivas e menor dispersão em condições estáveis. Além disso, observa-se que, para baixas velocidades de vento, o aumento da velocidade de entrada do escoamento leva ao aumento da esteira até certo ponto. A geração de energia também é afetada pela estratificação térmica, sendo três vezes maior nas condições mais convectivas em comparação com as condições mais estáveis. O estudo utiliza o modelo atmosférico PALM para simulações e propõe melhorias para futuras pesquisas, como aumentar a resolução da grade e expandir o domínio da simulação, além de incluir mais turbinas para analisar os efeitos na geração. O trabalho contribui para uma melhor compreensão dos fatores que impactam a geração de energia eólica e a eficácia dos projetos eólicos, sendo útil para a compreensão e aplicação de projetos de simulação eólica. Palavras-Chave: Energia eólica; LES; Estratificação térmica; CFD; Camada limite atmosférica; Turbulência.
Abstract: This work arises from the growing interest and importance of wind farms in Brazil, with a focus on the Três Divisas Wind Complex project in Rio Grande do Sul, which will significantly contribute to renewable energy generation in the state. The study focuses on the use of Computational Fluid Dynamics (CFD), specifically Large-Eddy Simulation (LES), to analyze the behavior of the wake generated by wind turbines. The research explores how factors such as thermal stratification and wind speed affect the formation and dispersion of the wake and the efficiency of wind energy generation. The study reveals that thermal stratification directly influences wake dispersion, with greater dispersion under convective conditions and less dispersion under stable conditions. Additionally, it is observed that, at low wind speeds, increasing the inflow velocity leads to an increase in the wake length up to a certain point. Energy generation is also affected by thermal stratification, being three times higher under more convective conditions compared to more stable conditions. The study uses the atmospheric model PALM for simulations and proposes improvements for future research, such as increasing grid resolution and expanding the simulation domain, as well as adding more turbines to analyze the effects on generation. This work contributes to a better understanding of the factors that impact wind energy generation and the effectiveness of wind projects, being useful for understanding and applying wind simulation projects. Keywords: Wind energy; LES; Thermal stratification; CFD; Atmospheric boundary layer; Turbulence.
metadata.dc.subject: Engenharia mecânica
Energia eólica
Camada limite planetária
Turbulência
Mechanical engineering
Wind energy
Planetary boundary layer
Turbulence
CNPQ: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
metadata.dc.publisher: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Alegrete
metadata.dc.identifier.citation: SILVA, Guilherme Trodo Lima da. Efeito da estratificação térmica na esteira de uma turbina utilizando LES por meio do modelo PALM. Orientador: Rafael Maroneze. 2024. 56p. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharel em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Pampa, Curso de Engenharia Mecânica, Alegrete, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.identifier.uri: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/9897
metadata.dc.date.issued: 13-Dec-2024
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