Avaliação dos efeitos de interferência aerodinâmica e hidrodinâmica entre turbinas eólicas flutuantes no desempenho de um parque offshore

• Processo: 21/06310-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2022
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Fenômenos de Transportes
• Pesquisador responsável: Bruno Souza Carmo
• Beneficiário: Luccas Portiolli Ribeiro
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Energia eólica Hidrodinâmica Estruturas offshore Camada limite atmosférica Aerogerador Fenômenos de transporte Simulação numérica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Desempenho de parque offshore | Efeito de esteira | Esforços de onda e correnteza | Simulação Numérica | Turbina eólica flutuante | Energia Eólica

Resumo

Em 2020, a indústria eólica instalou 93 GW e tem uma capacidade total de 743 GW, atualmente. Apenas 4,8% desse valor corresponde às instalações offshore (35 GW). Desta capacidade, uma parcela ainda menor corresponde às instalações offshore flutuantes. O mercado offshore para turbinas flutuantes, portanto, é incipiente, porém muito promissor. As características de vento mais uniformes e uma velocidade média de vento acima daquelas encontradas offnshore propiciam melhores condições para uma produtividade energética mais elevada. À medida que as turbinas offshore caminham para águas mais profundas (acima de 50~60 m de profundidade) de modo a acessar recursos eólicos elevados, turbinas em plataformas flutuantes se tornam mais econômicas que turbinas fixas. Visando colaborar com os avanços tecnológicos da área offshore flutuante, será investigado, por meio de modelagem e simulação numéricas, o efeito de interferência aerodinâmica e hidrodinâmica entre turbinas de um parque eólico offshore flutuante na produção de energia e nos esforços sobre as estruturas. Neste trabalho, as simulações serão feitas no Open FAST, acoplado ao solver do WInc3D para resolver a parte aerodinâmica entre turbinas e ao solver inter Foam, do Open FOAM para resolver a parte hidrodinâmica de superfície livre. A turbina com a qual serão realizadas as análises é a IEA 15 MW montada em plataforma flutuante do tipo Spar. Ela estará sujeita a condições ambientais e de simulação estabelecidas, com a turbulência advinda das simulações de grandes escalas (LES) da camada limite atmosférica neutra. (AU)