Estudo e desenvolvimento de um aplicativo em ambiente Simulink/Matlab para simulação de uma turbina eólica
This work studies regarding the process of energy conversion systems for wind power generation. Initially, we present an analysis of how today takes the use of wind energy in Brazil and worldwide, considering that the use of electricity from the wind is growing every day. Next, a modeling of the win...
| Autor principal: | Martinello, Diana |
|---|---|
| Formato: | Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) |
| Idioma: | Português |
| Publicado em: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
2020
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14962 |
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riut-1-149622020-11-18T17:35:33Z Estudo e desenvolvimento de um aplicativo em ambiente Simulink/Matlab para simulação de uma turbina eólica Martinello, Diana Carati, Emerson Giovani Energia eólica Energia - Fontes alternativas Energia elétrica - Produção Wind power Renewable energy sources Electric power production Engenharia Elétrica This work studies regarding the process of energy conversion systems for wind power generation. Initially, we present an analysis of how today takes the use of wind energy in Brazil and worldwide, considering that the use of electricity from the wind is growing every day. Next, a modeling of the wind system is presented, from the aerodynamics of the turbine to the electric generator, the generator including mechanical analysis. This modeling is performed in order to develop a simulation tool for these systems using the Matlab/Simulink®. The purpose of this tool is to simulate the electrical variables developed in the stator of a permanent magnet synchronous generator from the different conditions of wind speed. In this case, the generator employed is a differential of this work, since in most studies induction machines are used. It is still displayed, a controller which has the purpose of securing the system to extract the maximum power of the wind, being employed according to the system characteristics. Also, included is a proposed system for simulating the wind from an induction motor driven by a PWM inverter connected to the shaft of the electric generator in order to develop any torque and speed compatible with the speed of the wind turbine wind. Performed the implementation of computational tool, results were obtained for different wind speeds and it was found that the power coefficient remained almost constant around 45%. This result shows that the control system used is able to convert the maximum wind energy in electrical energy, with different wind conditions. Still, the tool allows that various magnitudes are analyzed under these conditions, and can be used for the design of a real wind system. Este trabalho aborda estudos referentes ao processo de conversão de energia em sistemas eólicos para geração de energia elétrica. Inicialmente, é apresentada uma análise de como na atualidade se dá o uso da energia eólica, no Brasil e no mundo, considerando que o uso da energia elétrica proveniente dos ventos vem crescendo a cada vez mais. A seguir, uma modelagem do sistema eólico é apresentada, desde a aerodinâmica da turbina ao gerador elétrico, incluindo análise mecânica do gerador. Tal modelagem é realizada com a finalidade de se desenvolver uma ferramenta de simulação para estes sistemas, utilizando o software Matlab/Simulink®. O objetivo desta ferramenta é simular as variáveis elétricas desenvolvidas no estator de um gerador síncrono a imã permanente a partir de diferentes condições de velocidade de vento. Neste caso, o gerador empregado é um dos diferenciais deste trabalho, uma vez que em grande parte dos estudos se utilizam máquinas de indução. É apresentado ainda, um controlador que possui a finalidade de garantir ao sistema a extração da máxima potência do vento, sendo empregado de acordo com as características do sistema. Ainda, é incluído uma proposta de sistema de simulação do vento a partir de um motor de indução com acionamento por um inversor PWM, conectado ao eixo do gerador elétrico, de forma a desenvolver o torque e velocidade compatível com a velocidade do vento sobre uma turbina eólica. Realizada a implementação da ferramenta computacional, foram obtidos resultados para diferentes velocidades de vento e verificou-se que o coeficiente potência permaneceu praticamente constante, em torno de 45%. Este resultado mostra que o sistema de controle utilizado é capaz de converter o máximo de energia eólica em energia elétrica, em diferentes condições de vento. Ainda, a ferramenta permite que diversas grandezas sejam analisadas nestas condições, e podem ser utilizadas para o projeto de um sistema eólico real. 2020-11-18T17:35:33Z 2020-11-18T17:35:33Z 2013-03-01 bachelorThesis MARTINELLO, Diana. Estudo e desenvolvimento de um aplicativo em ambiente Simulink/Matlab para simulação de uma turbina eólica. 2012. 65 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2012. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/14962 por application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Pato Branco |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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Português |
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Energia eólica Energia - Fontes alternativas Energia elétrica - Produção Wind power Renewable energy sources Electric power production Engenharia Elétrica |
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Energia eólica Energia - Fontes alternativas Energia elétrica - Produção Wind power Renewable energy sources Electric power production Engenharia Elétrica Martinello, Diana Estudo e desenvolvimento de um aplicativo em ambiente Simulink/Matlab para simulação de uma turbina eólica |
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This work studies regarding the process of energy conversion systems for wind power generation. Initially, we present an analysis of how today takes the use of wind energy in Brazil and worldwide, considering that the use of electricity from the wind is growing every day. Next, a modeling of the wind system is presented, from the aerodynamics of the turbine to the electric generator, the generator including mechanical analysis. This modeling is performed in order to develop a simulation tool for these systems using the Matlab/Simulink®. The purpose of this tool is to simulate the electrical variables developed in the stator of a permanent magnet synchronous generator from the different conditions of wind speed. In this case, the generator employed is a differential of this work, since in most studies induction machines are used. It is still displayed, a controller which has the purpose of securing the system to extract the maximum power of the wind, being employed according to the system characteristics. Also, included is a proposed system for simulating the wind from an induction motor driven by a PWM inverter connected to the shaft of the electric generator in order to develop any torque and speed compatible with the speed of the wind turbine wind. Performed the implementation of computational tool, results were obtained for different wind speeds and it was found that the power coefficient remained almost constant around 45%. This result shows that the control system used is able to convert the maximum wind energy in electrical energy, with different wind conditions. Still, the tool allows that various magnitudes are analyzed under these conditions, and can be used for the design of a real wind system. |
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Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
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2020 |
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MARTINELLO, Diana. Estudo e desenvolvimento de um aplicativo em ambiente Simulink/Matlab para simulação de uma turbina eólica. 2012. 65 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Pato Branco, 2012. |
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