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Projeto de simulador de uma turbina eólica instalada numa plataforma flutuante offshore

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Abstract(s)

Neste trabalho de projeto desenvolveu-se um simulador de impulso aerodinâmico de turbina eólica, a ser instalado num modelo experimental de uma plataforma flutuante offshore. O projeto envolveu o desenvolvimento das peças e conjuntos que compõem o sistema da torre e Nacelle do simulador, através da modelação e anÔlise numérica em software Solidworks. O simulador à escala de 1:70 incluiu um motor acoplado a uma hélice, para exercer uma força aerodinâmica equivalente à de uma turbina real e um segundo motor para direcionar esse impulso. As forças de reação na base da torre foram também medidas através de um sistema desenvolvido neste projeto. Foi realizada a instrumentação dos dois motores através de sensores de proximidade e de deslocamento angular (Encoder). O controlo, monitorização e aquisição de dados foram concretizados através da integração de hardware (controlador CompactRio) e software (software Labview). Todo o trabalho realizado neste projeto teve como objetivo final a obtenção de um sistema Hardware-in-the-Loop para simulações e testes à escala no modelo experimental. Uma vez fabricadas as peças e concluída a montagem, foram realizados ensaios para verificação funcional dos sistemas, tendo-se obtido alguns resultados do controlo em malha aberta e malha fechada. Após os ensaios realizados, foram efetuadas algumas melhorias e correções no projeto.
Abstract This project developed a wind turbine aerodynamic thrust simulator to be installed on an experimental model of a floating offshore platform. The project involved the development of the parts and assemblies that make up the simulator’s tower and nacelle system, through modeling and numerical analysis in Solidworks software. The simulator included an electrical motor coupled to a propeller, to exert an aerodynamic force equivalent to that of a real turbine at a scale of 1:70, and a second one to direct this thrust. The reaction forces at the base of the tower were also measured using a system developed in this project. The two motors were instrumented using proximity and angular displacement sensors (Encoder). Control, monitoring and data acquisition were achieved through the integration of hardware (CompactRio controller) and Labview software. The main goal of the work carried out was to obtain a Hardware-in-the-Loop system ready for simulations and testing on a scaled experimental model. Once the parts had been manufactured and the assembly completed, tests were carried out to check the systems’ functionality, the response of the control loops and the improvement of the simulator.

Description

Trabalho de Projeto para obtenção do grau de mestre em Engenharia Mecânica, na Área de Especialização de Energia, Refrigeração e Climatização

Keywords

Hardware-in-the-Loop Turbina eólica offshore Simulador de impulso Controlo Hardware-in-the-loop Offshore wind turbine Thrust simulator Control

Citation

AGOSTINHO, Daniel Vicente Lopes – Projeto de simulador de uma turbina eólica instalada numa plataforma flutuante offshore. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa. 2024. Dissertação de Mestrado.

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