Bancada de emulação de turbina eólica com torquímetro

Projeto com INEP

Descrição

Membro: Cristian Savoldi Righi
Orientação: Prof. PhD. Marcelo Lobo Heldwein
Data de Início: 08/2015
Data de Término: 12/2015

Nos últimos 5 anos foram construídos cerca de 285 parques eólicos somente no Brasil. Este possui algo próximo de 5% de toda sua produção energética proveniente da força dos ventos com uma capacidade de mais de 6.000MW no primeiro semestre de 2015, dados do Ministério de Minas e Energia no ano vigente. A confiabilidade em fontes renováveis, o avanço tecnológico relacionado a essa fonte de energia e o custo relativamente inferior a outras fontes, tal qual o carvão, tornam os aerogeradores cada vez mais atraentes ao contribuinte tanto no Brasil quanto no restante do mundo.
O Instituto de Eletrônica de Potência, INEP, desenvolveu em 2010 uma bancada para emulação de uma turbina eólica visando a praticidade em testes e simulações, já que qualquer tentativa para desenvolvimento capaz de testar até mesmo um pequeno aerogerador exige bastante espaço e condições ambientais bem específicas.

O emulador utiliza um motor de imãs permanentes com torque constante e um inversor que realizará seu acionamento. Todo o sistema de aquisição de dados, simulação da turbina e controle direto e indireto dos componentes da bancada é feito em software desenvolvido através da linguagem de programação gráfica LabVIEW, da Nationa Instruments.
O projeto é um componente de um projeto maior voltado ao desenvolvimento e implementação de microrredes inteligentes, o qual conta com a parceria da Fundação CERTI, Tractebel Energia e UFSC. Com a aquisição de um transdutor de torque, o qual busca trazer maior confiabilidade dos valores de torque do motor de imãs permanentes, o sistema de aquisição de dados agora pode se tornar mais confiável. Neste projeto, o membro Cristian Savoldi Righi, em parceria com o INEP e orientado pelo Prof. PhD. Marcelo Lobo Heldwein, implementou e otimizou o sistema de controle utilizado anteriormente no projeto.

Resultados

Inicialmente foi realizada a calibração em software do transdutor de torque, seguido de um modelo capaz de realizar a aquisição e tratamento de dados de torque e velocidade angular.
Em seguida, foi realizada a integração dos vários módulos do software capaz de emular uma turbina eólica, o que inclui:
-Equacionamento do sistema emulado;
-Aquisição de dados do inversor de frequência utilizando-se o protocolo MODBUS RTU, bem como seu controle realimentado;
-Controle da velocidade do vento via conexão Ethernet através do protocolo MODBUS TCP/IP;
-Obtenção dos valores de potência, bem como comparação de curvas de saída visando identificar fatores de rendimento do sistema.

Por fim, foi desenvolvida uma interface gráfica interativa e user friendly, visando facilitar o trabalho do usuário.

Andamento do Projeto

Progresso

100%