Otimização de Arranjos de Turbinas Hidrocinéticas para Extração de Energia Utilizando Aprendizado de Máquina

• Processo: 25/05501-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2026
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2029
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Aerodinâmica
• Pesquisador responsável: Bernardo Luiz Rocha Ribeiro
• Beneficiário: Bernardo Luiz Rocha Ribeiro
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia Mecânica (FEM). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Campinas
• Pesquisadores associados: Brener d'Lélis Oliveira Ramos ; Tarcísio Costa Déda Oliveira
• Assunto(s): Aprendizado computacional Energia renovável
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aprendizado de Máquina | Controle de escoamento | energia renovável | estol dinâmico | Interações fluido-estrutura | Extração de energia através de turbinas

Resumo

O estudo das interações entre fluido e turbina é um tópico abrangente, sendo frequentemente abordado na literatura em termos de controle de escoamento. Uma crescente linha de pesquisa dentro deste campo é a análise de tais interações em sistemas de geração de energia renovável, como a hidráulica e a eólica. Portanto, em um contexto de transição energética e aumento da participação das fontes renováveis nas matrizes elétricas dos países, tornam-se essenciais abordagens alternativas que propiciem ganhos de eficiência ou aumento da capacidade instalada de tais fontes. No caso do Brasil, de acordo com o último Balanço Energético Nacional, a fonte hidráulica participa de 58% com relação à capacidade instalada nacional, demonstrando que alternativas podem ser buscadas para o aumento dessa participação. Dentre essas alternativas, o uso de turbinas hidrocinéticas, que convertem a energia cinética das marés e rios para energia elétrica, podem ser utilizadas. O principal desafio nessa pesquisa com relação à extração de energia renovável se deve às complexas interações entre o escoamento e as turbinas a jusante do escoamento. Embora o desempenho de uma única turbina é frequentemente analisado na literatura, faltam estudos acerca de turbinas em configuração de arranjo. A configuração de arranjo propicia um aumento da eficiência do sistema dependendo da cinemática e disposição das turbinas. Nesse sentido, esse projeto propõe empregar métodos de otimização de arranjos de turbinas hidrocinéticas para obter a configuração ideal para uma máxima extração de energia. Dentro desses métodos, técnicas de controle de escoamento e aprendizado de máquina, como o de aprendizagem por reforço, serão investigados a fim de otimizar o sistema. (AU)