Estudo da aplicação de aeroelastic tailoring para controle passivo do ângulo de passo de pás de geradores eólicos

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Autor(es): dc.contributorSilva, Claudio Tavares da-
Autor(es): dc.contributorSilva, Claudio Tavares-
Autor(es): dc.contributorFerreira, Ana Paula Carvalho da Silva-
Autor(es): dc.contributorLuersen, Marco Antônio-
Autor(es): dc.creatorBorges, Bruna Kolczycki-
Autor(es): dc.creatorFofano, Luiz Guilherme Seleme-
Data de aceite: dc.date.accessioned2022-02-21T22:09:51Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2022-02-21T22:09:51Z-
Data de envio: dc.date.issued2020-11-11-
Data de envio: dc.date.issued2020-11-11-
Data de envio: dc.date.issued2016-11-23-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/10497-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/669093-
Descrição: dc.descriptionThe generation of wind energy is expanding worldwide by emitting less pollutants than traditional power sources and mainly for being renewable. Large generators with active pitch control can rotate their blades, modifying the pitch angle according to the wind speed. This allows the generator to operate close to its nominal power for wider velocity ranges, optimizing its energetic efficiency. However, for small generators the cost of such active pitch control system would penalize its utilization. Therefore, this research intends to investigate if the use of laminate composite materials is viable in providing a passive pitch control system. The flexibility matrices of the laminates were analyzed for different sheet orientations (aeroelastic tailoring) in a program coded in MATLAB, in order to obtain the best behavior in terms of twist and bending. These results were then validated through simulation of the wind turbine blade under a simplified load in the software HyperWorks. The twist angles magnitude obtained in this research is satisfactory for considering viable the application of aeroelastic tailoring for the pitch control of micro and mini generators, now remaining the study of the relation between pitch angle and energetic efficiency, in other words, the fit of correct angles for certain specific operational conditions. These results are expected to be able to provide better outputs in terms of efficiency and versatility for these generators, contributing for its diffusion as an autonomous source of power generation in small properties and regions isolated from electrical supply in Brazil.-
Descrição: dc.descriptionA geração de energia eólica está se expandindo no mundo por emitir menos poluentes do que formas tradicionais de geração e, principalmente, por ser renovável. Grandes geradores com controle de arfagem ativo rotacionam suas pás, modificando o ângulo de passo de acordo com a velocidade do vento. Isso permite que o gerador opere próximo da sua potência nominal para faixas maiores de velocidade, otimizando seu rendimento energético. Já para geradores de pequeno porte, os custos de um sistema ativo de arfagem penalizam a sua utilização. Sendo assim, deseja-se investigar se a utilização de materiais compósitos laminados é viável em proporcionar um sistema de controle passivo de arfagem. Neste trabalho, são analisadas as matrizes de flexibilidade dos laminados para diversas orientações de camadas (aeroelastic tailoring) em programa realizado em MATLAB, a fim de obter o máximo comportamento de torção em acoplamento com a deflexão. Posteriormente, os resultados são validados através da simulação de uma pá genérica sob carregamentos simplificados no software HyperWorks. A magnitude dos ângulos de torção obtidos neste trabalho é satisfatória para considerar viável a aplicação de aeroelastic tailoring para o controle de arfagem de micro e mini geradores, restando o estudo da relação entre o ângulo de passo e a otimização do rendimento energético, ou seja, o ajuste dos ângulos para condições operacionais específicas. Dessa forma, espera-se poder proporcionar um aumento na eficiência e versatilidade desses geradores, contribuindo à sua difusão como fonte de geração autônoma em pequenas propriedades ou em regiões isoladas de abastecimento elétrico no Brasil.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paraná-
Publicador: dc.publisherCuritiba-
Publicador: dc.publisherBrasil-
Publicador: dc.publisherGraduação em Engenharia Mecânica-
Publicador: dc.publisherUTFPR-
Direitos: dc.rightsopenAccess-
Palavras-chave: dc.subjectEnergia eólica-
Palavras-chave: dc.subjectEnergia elétrica - Produção-
Palavras-chave: dc.subjectAeroelasticidade-
Palavras-chave: dc.subjectLaminação (Metalurgia)-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia mecânica-
Palavras-chave: dc.subjectWind power-
Palavras-chave: dc.subjectElectric power production-
Palavras-chave: dc.subjectAeroelasticity-
Palavras-chave: dc.subjectRolling (Metal-work)-
Palavras-chave: dc.subjectMechanical engineering-
Palavras-chave: dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS::MECANICA DOS CORPOS SOLIDOS, ELASTICOS E PLASTICOS-
Título: dc.titleEstudo da aplicação de aeroelastic tailoring para controle passivo do ângulo de passo de pás de geradores eólicos-
Título: dc.titleStudy of the Application of Aeroelastic Tailoring for Passive Control of the Pitch Angle of Wind Turbine Blades-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT

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