@PHDTHESIS{ 2023:1278247036, title = {Otimização de desempenho de turbina tipo hélice de eixo horizontal em função de uma modelagem integrada e de estratégia híbrida de MPPT}, year = {2023}, url = "https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/4822", abstract = "Este trabalho teve como objetivo de pesquisa o estudo de modelagens matemáticas aplicadas à otimização de pás e à análise de desempenho de Turbinas Tipo Hélice de Eixo Horizontal sem Difusor (TTHEH) e com Difusor (TTHEHD), em conjunto com Gerador Síncrono a Ímãs Permanentes (GSIP) e conversor eletrônico de potência, para uma integração (fluidodinâmica, mecânica e elétrica) otimizada do sistema de conversão de energia. As modelagens relacionadas aos rotores das turbinas foram fundamentadas na clássica Teoria do Momento do Elemento de Pá (Blade Element Moment Theory, BEMT). A modelagem proposta neste trabalho foi desenvolvida a partir do BEMT clássico com a introdução de correções complementares para perdas de ponta e raiz, para altos valores do fator de indução axial e para alto ângulo de ataque. Os métodos complementares de correção foram exaustivamente pesquisados na literatura e incluídos no BEMT a fim de melhor simular turbinas de pequeno, médio e grande porte. Essas correções contribuíram para representar melhor o desempenho dessas turbinas. Uma das abordagens do trabalho se baseou em utilizar o método proposto tanto para turbinas eólicas como para hidrocinéticas, uma vez que há similaridade entre os tipos de turbinas em estudo: tipo hélice de eixo horizontal. A principal diferença entre essas turbinas é a propriedade específica de cada tipo de fluido. A validação do método proposto foi realizada a partir do estudo de duas turbinas de pequeno porte, uma eólica e outra hidrocinética, e de quatro turbinas eólicas da série MOD-X da ordem de 100 kW a 7.3 MW da agência norte americana National Aeronautics and Space Administration. O estudo para o cálculo da geometria ótima da pá foi construído com base no BEMT. O conversor eletrônico de potência utilizado foi um tipo back-to-back, no qual o conversor modulado por largura de pulso (Pulse Width Modulation, PWM) do lado do gerador foi projetado com estratégia de realimentação do sinal de potência para rastreamento do ponto de máxima potência (Maximum Power Point Tracking, MPPT). As principais contribuições desta pesquisa obtidas a partir dos resultados discutidos são: i) garantir ampla aplicação para turbinas tipo hélice de eixo horizontal de pequeno, médio e grande porte, uma vez que os modelos encontrados na literatura são implementados e ajustados para uma turbina de faixa de potência específica, não podendo ser utilizados genericamente; ii) processamento rápido para análise de desempenho; iii) implementação simples quando comparada àquelas com modelagem numéricas computacionais, que demandam maior carga computacional e são mais complexas de simular; e iv) evita a necessidade de computadores de alto desempenho, os quais demandam investimento.", publisher = {Universidade Federal do Maranhão}, scholl = {PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE ELETRICIDADE/CCET}, note = {DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA DA ELETRICIDADE/CCET} }