Estudo da influência da distribuição espacial de aerogeradores em parques eólicos sobre a resposta vibracional individual das torres de sustentação/Vinícius Veloso ; orientador: Jánes Landre Junior

Tese (doutorado) - Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Bibliografia: f. 138-142 Resumo: Neste estudo é analisado o comportamento dinâmico de torres de sustentação de aerogeradores inseridas em um parque eólico. A partir do levantamento de um conjunto de características dinâmicas operacionais, por meio do uso de técnicas de análise vibracional, foi possível a obtenção de assinatura vibracional, resultante das características físicas e operacionais do equipamento aliadas ao seu posicionamento em relação ás unidades vizinhas presentes no parque. A partir do levantamento desta assinatura, e do uso de ferramentas propostas para avaliação das amplitudes de vibração presentes devidas ao caráter impulsivo das cargas de vento, foi proposta metodologia dedicada a fornecer ao projetista informações acerca da estabilidade dinâmica dos possíveis padrões de distribuição de torres em um parque eólico. Estas informações são destinadas à definição da melhor configuração possível para a construção e disposição das torres, de forma a minimizar sua amplitude de vibração durante a operação, reduzindo esforços transmitidos a componentes móveis do aerogerador, evitando sobrecargas desnecessárias dos sistemas de controle em função da variação da posição do conjunto rotor e nacele, resultante da vibração da torre durante seu funcionamento e ainda reduzindo os esforços dinâmicos aplicados sobre as fundações. Os resultados obtidos em um experimento em escala reduzida proporcionaram a avaliação da resposta em frequência de uma torre simplificada e a obtenção de uma classificação das possíveis configurações a serem adotadas em função do grau de estabilidade dinâmica de cada torre. Palavras-chave: Torre. Energia. Eólica. Estrutura. Vibrações. Vento. Aerogerador. Abstract: In this study the dynamic behavior of wind turbine support towers installed in a wind farm is analyzed. Based in a set of operational dynamic characteristics, through the use of vibrational analysis techniques, it was possible to obtain a "vibrational signature", as a result of the physical and operational characteristics of the equipment combined with its positioning in relation to the neighboring units present in the wind farm. From the survey of this signature, and the use of proposed tools to evaluate the vibration amplitudes present due to the impulsive character of the wind loads, a methodology was proposed, aimed to provide to the designer information about the dynamic stability of the possible distribution patterns of towers in a wind farm. This information is intended to define the best possible configuration for the construction and arrangement of the towers in order to minimize their amplitude of vibration during the operation, reducing loads transmitted to internal components of the wind turbine, avoiding overloads in the control systems as a function of the variation of the position of the rotor and nacelle assembly, resulting from the vibration of the tower during its operation and still reducing the dynamic forces applied to the foundations. The results obtained in a reduced scale experiment leaded to the evaluation of the frequency response of a simplified tower and the obtaining of a classification of the possible configurations to be adopted as a function of the degree of dynamic stability of each tower. Keywords: Tower. Wind Energy. Structural. Vibration. Wind Turbine.