DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE ......velocidades de vento. A partir da rotação constante da turbina eólica, por meio do controle de passo, a geração de energia se torna

1

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO GRANDE DO SUL

FACULDADE DE ENGENHARIA

DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE DE

ROTAÇÃO DE UMA TURBINA EÓLICA EM ESCALA

Porto Alegre, 11 de dezembro de 2017.

Autor: Carlos Alberto Hambsch Bublitz

Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul

Curso de Engenharia de Controle e Automação

Av. Ipiranga 6681, - Prédio 30 - CEP: 90619-900 - Porto Alegre - RS - Brasil

Email: [email protected]

Orientador: Prof. Rubem da Cunha Reis

Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul

Av. Ipiranga 6681, - Prédio 30 - CEP: 90619-900 - Porto Alegre - RS- Brasil

Email: [email protected]

RESUMO

A grande demanda por energia no mundo expande a busca por energia provindas de

fontes renováveis como a energia eólica. Em busca de um melhor rendimento na produção de

energia elétrica, diferentes estratégias de controle vêm sendo utilizados em turbinas eólicas a

fim de otimizar esta geração. Neste contexto, o presente trabalho apresenta a aplicação de um

controlador de rotação de uma turbina eólica em escala. O controlador do tipo proporcional-

integral (PI) aplicado neste sistema, mantém constante a rotação da turbina em diferentes

velocidades de vento. A partir da rotação constante da turbina eólica, por meio do controle de

passo, a geração de energia se torna constante e mais eficiente. Para esta aplicação, foi

construído um protótipo de turbina eólica, utilizando pás de um aerogerador comercial. O

protótipo apresenta um mecanismo que atua por meio de um servo motor para realizar o

controle proposto pela mudança do ângulo das pás em relação ao vento. Os objetivos de

construir um protótipo e realizar o controle de rotação foram atingidos com sucesso apesar do

protótipo em escala não ser de uma turbina real.

Palavras-chave: energia eólica, controladores PI, turbina eólica em escala,

controle do ângulo de passo

2

ABSTRACT

The great demand for energy in the world expands the search for energy from

renewable sources such as wind energy. Searching for a better efficiency in energy

generation, controls have been used in wind turbines in order to optimize this generation. In

this context, this work presents the application of a rotation controller of a wind turbine in

scale. The proportional-integral (PI) controller applied in this system keeps turbine rotation

constant at different wind speeds. Based on constant rotation of the wind turbine, by the step

control, the power generation becomes constant and more efficient. For this application, a

wind turbine prototype was built using blades from a commercial wind turbine. The prototype

presents a mechanism that acts by with a servo motor to develop the proposed control through

the change of the pitch angle of the blades. The purpose of building a prototype and

performing the rotation control were successfully achieved despite the scale prototype won´t

be a real turbine, as planned.

Key-words: wind energy, PI controller, scale wind turbine, pitch control

1 INTRODUÇÃO

A busca por fontes renováveis na produção de energia vem se tornando uma tendência

mundial e, dentre essas energias, a eólica tem se provado uma grande opção. A energia eólica,

provinda de uma fonte renovável e limpa, o vento, é considerada uma das soluções para o

conflito entre a geração de energia e a preservação do meio ambiente, devido ao seu bom

rendimento e baixo impacto ambiental [1].

Com o passar dos anos esta tecnologia vem sendo aprimorada, se tornando mais viável

e eficiente. Hoje, este tipo de energia está presente em diversos países do mundo e a tendência

é que sua utilização aumente nos próximos anos. Aqui no Brasil, o Programa de Incentivo às

Fontes Alternativas (PROINFA) prevê que até 2022, pelo menos 10% da energia gerada no

país provenha das fontes renováveis [2]. Este tipo de programa surge devido ao fato de que o

Brasil possui um grande potencial eólico na região litorânea que ainda deve ser explorado.

Esse potencial eólico brasileiro pode ser analisado na Figura 1 que apresenta o fluxo de

potência eólica anual de vento para 50 metros de altura [3]. Dessa forma, pode-se perceber

que, em um futuro breve, a energia eólica será, responsável por grande parte da produção

energética de muitos países, como o Brasil.

3

Figura 1 – Potencial eólico brasileiro

Fonte: Atlas do potencial eólico brasileiro [2001]

1.1 Tema de Pesquisa

O desenvolvimento dessa forma de conversão de energia necessita de conhecimento

em diferentes áreas, como meteorologia e engenharias. Na construção de aerogeradores, por

exemplo, são utilizados conhecimentos de engenharia civil e estrutural para a construção da

torre; da engenharia mecânica, para o desenvolvimento dos mecanismos de transmissão e a

aerodinâmica das pás; da engenharia elétrica, para a elaboração do gerador elétrico e o

sistema de distribuição de energia e da engenharia de controle e automação, para o controle da

turbina [4].

O controle da turbina é de extrema importância em um aerogerador de grande porte.

Existem diferentes tipos de controle que são empregados, tanto para a proteção como para o

posicionamento do rotor e das pás visando a otimização da produção de energia. Para a

produção ótima de energia em turbinas eólicas de grande porte é aplicado um controle de

velocidade do rotor, através da rotação das pás, chamado de controle do ângulo de passo. Um

dos principais objetivos deste controle é comandar a quantidade de energia que a turbina está

produzindo para determinada velocidade do vento [5].

4

1.2 Justificativa do Tema

Compreendendo a importância da energia eólica na produção energética mundial e seu

papel para a preservação ambiental, são necessárias pesquisas para aprimorar essa tecnologia.

Dessa forma, é de extrema importância o estudo de métodos de controle afim de produzir

aerogeradores mais eficientes.

Buscando adquirir conhecimento nas técnicas de controle de turbinas eólicas este

trabalho foi realizado com o intuito de testar o controle da rotação de um aerogerador em

pequena escala.

1.3 Objetivo do Trabalho

O objetivo deste trabalho é aplicar um controle de passo em uma turbina eólica

construída a partir de um aerogerador comercial em escala reduzida. O presente trabalho irá

desenvolver esse controle a fim de manter fixa a velocidade rotacional do aerogerador

independente da oscilação do vento incidente. Com a estabilização desta rotação, o torque e a

potência do aerogerador também se tornam estáveis, já que os mesmos dependem da rotação

da turbina [6].

Com a elaboração do protótipo de aerogerador, o mesmo será testado em túnel de

vento, a fim de obter os parâmetros do sistema para a realização de um modelo em software

de simulação. A partir disso, o controle de passo será projetado e implementado no protótipo

com o intuito de posicionar as pás do aerogerador no melhor ângulo possível para atingir a

rotação ideal do sistema.

1.4 Delimitações do Trabalho

Com a busca pelo conhecimento das técnicas de controle aplicadas em energia eólica,

estratégias de controle de rotação de aerogeradores foram pesquisadas. A partir de referenciais

teóricos foram observados controles que atuam de diferentes formas a fim de controlar a

velocidade de rotação ou produção de energia de turbinas eólicas. Existem controles que

atuam no gerador elétrico, no rotor inteiro ou no posicionamento das pás, sendo esse último, a

principal ideia para a realização do trabalho.

Dessa forma, o trabalho deverá se ater à construção do protótipo do aerogerador em

escala reduzida, ensaio em túnel de vento, elaboração e implementação do controle no

protótipo. A respeito da construção do protótipo de aerogerador serão levadas em

consideração apenas as pás de um aerogerador já existente. Os demais componentes do corpo

do protótipo serão desenvolvidos buscando o funcionamento do mecanismo de controle de

5

passo das pás. Conhecendo-se os parâmetros da pá real, não será apresentado nesse trabalho o

estudo da aerodinâmica da mesma.

O controle aplicado no presente trabalho será elaborado para manter a rotação

constante do aerogerador. Dessa forma, não serão utilizadas nem consideradas as caixas de

transmissão e gerador elétrico. Assim, o controle utilizará sensores apenas para a leitura da

rotação, sem controlar a geração de energia deste aerogerador.

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 A energia eólica

A energia eólica é a energia fornecida pela força dos ventos, uma fonte renovável. Os

ventos são resultado do aquecimento do ar, por meio do sol, produzindo massas de ar com

diferentes níveis de pressão. A diferença de pressão causa a movimentação destas massas de

ar, produzindo energia cinética que é convertida em energia mecânica ou elétrica com o uso

de máquinas eólicas [4].

Os benefícios obtidos pela utilização de energia eólica são, por exemplo, a fonte

renovável, considerada limpa e que produz baixos impactos ambientais; a eficiência, que está

sendo obtida com os avanços tecnológicos; e o tamanho necessário para sua instalação. As

turbinas ocupam pouco espaço se comparadas com outros métodos de geração, possibilitando

a utilização do solo próximo à sua torre e permitindo a geração em locais remotos. As

desvantagens que podem ser observadas são a grande variação de produção, dependendo da

ocorrência de vento, além da poluição sonora e visual que as turbinas podem provocar [6].

2.2 As turbinas eólicas

As turbinas eólicas, também chamadas de aerogeradores ou sistema de geração eólica,

são máquinas construídas para a conversão da energia cinética do vento em energia elétrica

[7]. Atualmente, existem diversos tipos de máquinas eólicas, de diferentes tamanhos, números

de pás e com eixos horizontais ou verticais, que produzem diferentes quantidades de energia.

Sendo, o aerogerador mais comum, o modelo de eixo horizontal composto por três pás já que,

nesta configuração, permite uma maior eficiência na produção de energia [4]. Isso ocorre

devido à possibilidade de construir torres elevadas e com grandes diâmetros de rotor, obtendo

mais vento, já que a quantidade do vento aumenta com a altura [6]. Alguns exemplos dos

principais tipos de turbinas eólicas podem ser observados na Figura 2.

6

Figura 2 – Exemplos de turbinas eólicas

Fonte: Wind turbine types.Disponível em:<http://www.build.com.au/wind-turbine-types>

As turbinas eólicas podem ser classificar pela sua produção de energia em turbina de

pequeno, médio e grande porte [8]. Os aerogeradores de pequeno porte produzem até 10 kW

e, geralmente, são utilizadas para residências e locais remotos. As turbinas de médio porte,

por sua vez, produzem de 10 a 250 kW e são utilizadas pequenas redes ou sistemas híbridos

de energia. Já as turbinas de grande porte produzem energias acima de 250 kW e são as mais

conhecidas, utilizadas em parques eólicos [8].

2.3 Componentes das turbinas eólicas

Os principais componentes dessas máquinas são [4]:

Torre: é o componente estrutural que sustenta o rotor e a nacele do

aerogerador;

Nacele ou nacela: é o corpo que envolve todos os equipamentos de

transmissão, gerador, freios e controlador do aerogerador;

Rotor: é o componente em que são posicionadas as pás, sendo responsável pela

rotação do eixo do gerador;

Caixa de transmissão: é o componente que atua em conjunto com o eixo do

rotor para a transmissão do movimento para o rotor do gerador;

Pás: são responsáveis pelo contato com vento para a transformação da energia

cinética do vento em energia mecânica;

Gerador: é o componente que converte a energia mecânica em energia elétrica;

7

Controlador: é responsável pela busca da potência ideal que será gerada pelo

aerogerador;

Anemômetro: é o equipamento responsável pela medição da velocidade do

vento incidente no aerogerador;

Dentre os principais componentes dos aerogerador pode-se citar as pás como um dos

mais importantes para o funcionamento da máquina. Ao entrar em contato com o vento, as pás

convertem a energia cinética em rotação no eixo do rotor. A rotação deste eixo é transmitida

por meio da caixa de transmissão ou caixa de velocidades, que aumenta a rotação para o

gerador elétrico. Este gerador utiliza os campos magnéticos gerados pela rotação e quando

acionado produz eletricidade [9]. As pás possuem perfis aerodinâmicos desenvolvidos

especialmente para esta finalidade, tirando o maior proveito possível do vento incidente [4].

Os principais componentes das turbinas eólicas convencionais podem ser observados na

Figura 3.

Figura 3 – Componentes de uma turbina eólica

Fonte: COSTA, Nailson. Saiba como funciona o aerogerador, que transforma vento em

eletricidade. Disponível em: <https://pt.linkedin.com/pulse/saiba-como-funciona-o-

aerogerador-que-transforma-vento-nailson-costa>.

2.4 Operação da turbina eólica

A produção de energia elétrica depende tanto da velocidade do vento incidente, quanto

das características do aerogerador, como o diâmetro do rotor e o rendimento do sistema.

8

Dessa forma, podemos identificar as regiões de operação das turbinas eólicas de acordo com a

velocidade do vento incidente, apresentadas na Figura 4 [4].

Figura 4 – Modos de operação

Fonte: MANWELL, J. F.; MCGOWAN, J. G.; ROGERS, A. L. Wind energy

explained: theory, design and application. [S.l.]: John Wiley & Sons, 2010.

Quando a velocidade do vento é muito pequena, o vento consegue vencer a inércia das

pás, não conseguindo rotacionar o rotor. Após atingir uma velocidade mínima, o rotor começa

a girar. Em seguida, se alcança a velocidade denominada Cut-in, onde a produção de energia

começa, geralmente entre 2,5 m/s e 4,0 m/s em média. A partir desta velocidade mínima, a

potência aumenta até atingir uma potência nominal, que ocorre entre 9,5 m/s e 15 m/s,

geralmente [4]. A velocidade dita nominal, onde a potência é nominal, é o ponto de operação

dos controles que buscam a produção ideal de energia. Ao atingir velocidades acima da

nominal, geralmente, existem mecanismos de proteção que impedem a operação da máquina a

fim de evitar acidentes ou danos. Esta última velocidade é conhecida como cut-out, que

representa a velocidade onde a turbina é desligada e um freio atua [6].

2.5 Controle das turbinas eólicas

Os controles implementados nas turbinas eólicas são responsáveis pela limitação da

potência produzida pela máquina. Esses controles devem controlar a rotação das pás da

turbina eólica a fim de manter a potência desejada. Atualmente, existem dois métodos de

controle conhecidos, o controle de estol ou stall e controle de passo ou controle de ângulo

pitch [6].

O controle de estol é um controle do tipo passivo, onde as pás são fixas e projetadas a

fim de não movimentar-se em altas velocidades. Isso ocorre, através do deslocamento do

escoamento de ar sobre a superfície da pá, aumentando as forças de arrasto e reduzindo as

9

forças de sustentação, o que gera turbulências em torno da pá, freando a mesma. Este

fenômeno de descolamento do ar é conhecido como estol [6]. A vantagem deste método de

controle é a simplicidade do sistema. Por outro lado, a produção de energia só ocorre com

velocidades de vento acima da nominal e a aerodinâmica das pás deve ser cuidadosamente

projetada [9].

O controle de passo das pás, também conhecido como controle de ângulo pitch, atua

na zona de velocidade de vento nominal visando à otimização do sistema. O controle de passo

é um método ativo que consiste em alterar o ângulo das pás, buscando a melhor incidência

com o vento a fim de obter uma rotação ideal, gerando a potência nominal da turbina [6]. As

pás do rotor giram em torno de seu eixo longitudinal a fim de controlar as forças

aerodinâmicas que atuam na pá. Quando as velocidades do vento são elevadas, o ângulo das

pás é alterado para manter a produção da potência nominal. Este método tem como vantagem

a produção de energia em diferentes velocidades de vento. Como desvantagem, pode-se

identificar o elevado custo, já que as pás necessitam de atuadores para fazer a regulagem do

ângulo de passo [9].

2.6 Controladores Proporcional-Integral-Derivativos (PID)

O controlador PID é o controlador mais empregado no mundo, cerca de 90 a 95% das

implementações de controle são realizadas com este tipo de controlador. Este tipo de controle

atua com a ação de três componentes somados, a ação proporcional, a parte integral e a

componente derivativa [9]. Assim, a lei de controle PID é descrita pela Equação (1):

(1)

Onde é a saída do controlador que será aplicada no sistema.

são as componentes proporcional, integral e derivativa,

respectivamente. O controle proporcional (P) representa um ganho ajustável que é aplicado ao

erro de regime do sistema. Ele representa uma relação entre a saída e a entrada do

compensador e ajusta o ganho original do sistema. Este ganho se for elevado pode tornar o

sistema instável, porém torna o sistema mais rápido, diminuindo o tempo de acomodação.

Esta parte proporcional pode ser descrita pela Equação (2):

(2)

Onde o e(t) é considerado o erro de controle e K é um ganho aplicado ao sistema. Este

erro é definido como a diferença entre os valores de referência e da saída do sistema. A ação

do componente integral (I) atua na resposta em regime permanente, a fim de eliminar o erro

do sistema. Esta ação integral representa uma taxa de variação entre o sinal de saída com o de

10

entrada. Este controle acrescenta um polo na origem do sistema, podendo instabilizar o

sistema e aumentar o tempo de acomodação. A componente integral pode ser definida pela

Equação (3):

(3)

Da união da ação proporcional com a ação integral, surge o controlador PI que pode

atuar no sistema tanto na resposta transitória como eliminando o erro no regime permanente.

Por outro lado, a ação derivativa, acrescenta um zero ao sistema, melhorando o regime

transitório, reduzindo o tempo de acomodação. Entretanto, a ação derivativa aumenta o tempo

de subida e amplifica ruídos, podendo saturar os atuadores do sistema [10]. A parte derivativa

pode ser definida da seguinte forma:

(4)

Por fim, o controlador PID une as componentes proporcional, integral e derivativa

atuando tanto no regime transitório como no regime permanente. Este controlador adiciona

um polo na origem e dois zeros no sistema. A equação que define este controlador pode ser

observada na Equação (1).

3 METODOLOGIA

O trabalho, como já citado, teve como objetivo a elaboração de um controle de

velocidade de uma turbina eólica em escala. Para isso, o trabalho possui diversas etapas nas

quais foi projetado um aerogerador, foram realizados ensaios e foi implementado o controle

projetado, a fim de atingir o objetivo proposto. As etapas do trabalho podem ser observadas

no fluxograma apresentado na Figura 5.

Figura 5 – Fluxograma do trabalho

Fonte: Autoria própria

Projeto e montagem do aerogerador

Ensaio em malha aberta

Elaboração do modelo

computacional

Elaboração e Implementação

do controle

Resultados e discussões

11

3.1 Projeto e montagem do aerogerador

O trabalho começou com a etapa de criação de um protótipo de aerogerador. O

aerogerador foi elaborado com a ajuda da equipe do Laboratório de Energia Eólica já que

havia limitações referentes ao túnel de vento que seria utilizado nas etapas de ensaios. Outro

fator que foi muito importante para o desenvolvimento da turbina eólica foi a ideia do

mecanismo que utiliza um servo motor para movimentar as três pás da turbina eólica. Com as

dimensões do túnel de vento e do mecanismo que seria projetado para movimentação das pás,

algumas ideias de aerogeradores foram desenhadas em ambiente 3D.

Primeiramente, um modelo foi construído em impressora 3D, mas foi descoberta uma

grande dificuldade para imprimir os pequenos detalhes da pá já que a impressora não tinha

resolução suficiente. Dessa forma, o projeto sofreu um redesenho do protótipo a fim de

utilizar segmentos de pás de um aerogerador comercial que já existia no laboratório. O

modelo do protótipo criado pode ser observado na Figura 6, onde é apresentada a vista frontal

(a) e a vista lateral (b).

Figura 6 – Modelo do protótipo


As pás utilizadas foram do aerogerador Air 403 Marine Industrial 12V da empresa

Southwest WindPower. Essas pás são feitas de compósitos reforçados com fibra de carbono e

projetadas com ângulos que permitem atingir os valores de tensão e potência esperados. Esse

12

efeito de torção na pá permite o controle de estol, já citado anteriormente, limitando a

velocidade de rotação da turbina e evitando danos em rajadas fortes de vento [11].

A turbina eólica Air 403 Marine Industrial 12V possui as seguintes características

[11]:

Diâmetro total do rotor = 1,14 metros;

Velocidade de início de produção (Cut-in) = 3 m/s;

Velocidade nominal = 12,5 m/s;

Potência nominal = 400 Watts;

A Figura 7 apresenta uma foto da turbina eólica Air 403 Marine Industrial 12V

instalada e em operação.

Figura 7 – Air 403 Marine Industrial 12V

Fonte: [11] ECODIRECT. Southwest WindPower Air 403 Marine Industrial 12V

Wind Turbine. Disponível em: <http://www.ecodirect.com/SWWP-Air-403-Marine-12V-

p/swwp-air-403-marine-12v.htm>

Na ideia inicial do trabalho foi projetada uma torre que seguisse o padrão cônico de

uma torre convencional, porém essa ideia acabou sendo descartada devido à instalação no

túnel de vento do laboratório. Foi então utilizada uma torre fixada ao solo, que posicionava a

turbina eólica no centro da saída do túnel de modo que o vento incidisse de maneira

homogênea em todas as partes do rotor.

A criação da nacele do protótipo foi realizada visando à utilização dos componentes

responsáveis pela fixação do rotor e da movimentação das pás. Dessa forma, a nacele foi

13

Servo motor

Encoder

Eixos de transmissão

construída em forma de caixa para facilitar o posicionamento do servo motor, eixos, sensor de

rotação e do mecanismo de movimentação das pás. O modelo criado para nacele contendo os

componentes pode ser observado na Figura 8.

Figura 8 – Modelo da nacele


Visando um motor que pudesse realizar o movimento sem dificuldades, foi escolhido

o servo motor HS-805BB+ da marca Hitec. Pesando apenas 152 gramas, possui um torque de

19,8 kgf /cm, operando com 4,8 V e 24,7 kgf/cm, operando com 6 V. Esse servo motor possui

conexão digital e é comandado por modulação por largura de pulso (PWM) [12].

Figura 9 – Servo motor HS-805BB+

Fonte: EuroRC. Hitec HS 805 MG servo. Disponível em:

<https://www.eurorc.com/product/13114/hitec-hs-805-mg-servo?change_country=br>

O micro controlador escolhido para este trabalho foi o Arduino Uno, uma plataforma

open source desenvolvido pela empresa italiana Arduino. O Uno é uma placa com

microcontrolador baseado no microprocessador ATmega328, alimentada com 5 Volts e

velocidade (clock) de 16 MHz. Com conexão via USB, possui 14 entradas/saídas digitais e 6

14

entradas analógicas [13]. Esta placa foi utilizada com a finalidade de alimentar e ler o sensor

de rotação utilizado para monitorar a rotação do aerogerador. Outra finalidade da placa é a

comandar o servo motor por meio das portas digitais. A placa do microcontrolador Arduino

Uno pode ser observada na Figura 10.

Figura 10 – Arduino Uno

Fonte: Arduino Store. ARDUINO UNO REV3. Disponível em:

<https://store.arduino.cc/arduino-uno-rev3>

O sensor escolhido para monitorar a rotação da turbina eólica foi o interruptor óptico

TCST 2103 da marca Vishay Semiconductors. Este sensor possui um emissor infravermelho e

um foto-transistor localizados frente a frente, separados por 3 milímetros, sendo assim, um

sensor compacto que pode ser implementado e configurado de forma simples para ser

utilizado como um encoder. Encoders, também chamados de transdutores de posição angular,

são dispositivos que tem como função a contagem de pulsos elétricos [14]. A Figura 11

apresenta o interruptor óptico TCST 2103 utilizado como sensor para monitorar a rotação do

aerogerador.

Figura 11 – Interruptor óptico TCST 2103

Fonte: Conrad. Vishay TCST 2103. Disponível em:

<http://www.conrad.com/ce/en/product/184250/Vishay-TCST-2103-CNY-37-Photoelectric-

Fork-Sensor>

Dessa forma, o TCST 2103 foi acoplado à um disco de acrílico preto fixado no eixo.

Esse disco possui 12 divisões que possibilitam a passagem da luz provinda do emissor do

sensor apenas nas divisões com cortes do disco. A medida que o eixo rotaciona, o disco passa

15

na frente do sensor hora bloqueando o emissor, hora possibilitando a passagem da luz do

emissor. A cada vez que o receptor do sensor recebe a luz proveniente do emissor, um valor

de tensão é enviado para a saída do sensor, de modo que seja possível monitorar as mudanças

de estado do sensor por este pino. A mudança de estado foi observada pelo microcontrolador

Arduino por meio de uma porta digital. A Figura 12 apresenta o disco utilizado no encoder (a)

e a montagem proposta do disco no sensor (b).

Figura 12 – Disco e montagem do encoder e montagem

(a) (b)


Para realizar a movimentação das pás foi desenhado um mecanismo composto por

braços e eixos, com base no trabalho desenvolvido por [15]. A ideia principal do mecanismo é

a realização do movimento de rotação das pás em torno de seu próprio eixo longitudinal,

criando um ângulo de pitch de até 90º. A fim de realizar esse movimento, um eixo menor foi

fixado no rotor e realiza rotação e translação, o outro eixo maior só realiza movimento de

rotação. O eixo menor atravessa o eixo maior, em uma das extremidade é fixado no rotor e na

outra é fixado em um rolamento ligado ao braço do servo motor. Este eixo menor é o

responsável pela transmissão do movimento do servo motor para a movimentação das pás. O

eixo maior é fixado junto ao disco e sensor de encoder e, na outra extremidade deste eixo, são

posicionados os braços que movimentam as pás.

O mecanismo de movimentação das pás da turbina eólica pode ser observado na

Figura 13 (a). Na Figura 13 (b) é apresentado o mecanismo na posição inicial de 0º, onde a pá

permanece em maior contato com o vento, permitindo a maior rotação da turbina eólica. Já a

Figura 13 (c), apresenta o mecanismo retraído, com ângulo pitch de 90º, onde a menor área da

pá entra em contato com o vento e a rotação diminui drasticamente.

16

Figura 13 – Mecanismo de movimentação das pás

(a)

(b)

(c)


3.2 Ensaio em malha aberta

O ensaio foi realizado em um túnel de vento no Laboratório de Energia Eólica da

PUCRS. Este laboratório, localizado no bloco F do prédio da Faculdade de Engenharia, é um

laboratório para pesquisa e desenvolvimento de projetos voltados para a área de energia

eólica. O túnel já possuía um sistema calibrado de aquisição de dados que permitia a obtenção

em tempo real dos dados de velocidade do vento, temperatura, umidade e pressão.

Dessa forma, o ensaio em malha aberta para identificação do sistema foi realizado por

meio de um degrau no posicionando das pás em relação ao vento incidente. O túnel foi

configurado para uma velocidade constante e as pás foram posicionadas com um ângulo de

pitch em que a velocidade angular se mantivesse baixa e constante. Enquanto eram

monitoradas a velocidade do vento e a resposta de rotação do aerogerador, um degrau na

posição do motor foi aplicado de modo que o ângulo de passo das pás fosse alterado

17

drasticamente. Esse degrau resulta em uma variação na rotação da turbina eólica,

representando a dinâmica desse sistema.

A velocidade do vento foi obtida por meio do software do Laboratório de Energia

Eólica enquanto que a rotação da turbina foi monitorada por um programa desenvolvido no

software próprio do microcontrolador Arduino. A movimentação do eixo do servo motor foi

programada a partir do microcontrolador de modo que respeitasse os limites estruturais do

sistema. Dessa forma, o degrau não desrespeitou as condições de saturação do sistema.

3.3 Elaboração do modelo computacional

Com estes dados obtidos a partir do ensaio em malha aberta, foi elaborado um modelo

do sistema no software MATLAB a fim de facilitar a simulação e projeto do controle da

turbina. O modelo computacional foi elaborado com a identificação do sistema e,

posteriormente, foi possível desenvolver um ambiente de simulação onde o modelo poderia

ser testado e validado de acordo com o sistema real.

A identificação de um sistema é realizada a partir das variáveis da planta, resultando

em uma função que representa o sistema de forma bem aproximada ao sistema real. Para

realizar essa identificação foi considerada a velocidade angular como a variável de entrada do

sistema, enquanto que para a variável de saída foi adotado o ângulo das pás.

Existem diversos métodos de identificação de sistemas que podem ser implementados

para buscar uma função de transferência do sistema. A identificação por mínimos quadrados

(MQ) é um exemplo e consiste em realizar cálculos matriciais a partir dos valores de entrada e

saída do sistema. Neste tipo de identificação devemos conhecer ou supor a ordem do sistema

a fim de construir a matriz de regressores e identificar os parâmetros do sistema. Se o sistema

for de terceira ordem, por exemplo, pode ser utilizada uma função de transferência candidata

do tipo apresentado na Equação (5):

(5)

Esta função descreve uma equação de recorrência da forma discreta apresentada na

Equação (6),

(6)

Onde representa a saída do sistema e representa a entrada. Descrevendo esta

função na forma matricial por meio da Equação (7):

18

(7)

Para uma série de N medidas, a equação deve ser representada na forma da Equação

(8):

(8)

Simplificando temos a Equação (9):

(9)

Para encontrar os valores desejados, basta isolar resultando na Equação (10):

(10)

Com os valores de encontrados é possível identificar a função de transferência da

forma apresentada na Equação (5) que representa o sistema real. Esta função de transferência

representa o modelo criado e pode ser utilizada para o desenvolvimento do controle do

sistema. A partir deste modelo, diversas simulações podem ser realizas no ambiente de

simulação criado no software MATLAB [16].

3.4 Elaboração e implementação do controle

A partir do modelo computacional obtido por meio da identificação do sistema, um

controle pode ser projetado a fim de comandar a planta. Para realizar o controle do sistema

foram utilizadas, além do modelo criado, algumas informações sobre a intensidade do vento e

o ângulo atual das pás vindas do controlador Arduino. Dessa forma, foi proposta uma malha

de controle que possa representar o sistema com o controlador e realimentação com o sensor

que mede a velocidade angular. A malha proposta pode ser observada na Figura 15.

Figura 15 – Malha de controle proposta


19

A partir do modelo do sistema e da malha de controle proposta, é possível projetar um

controle que atue na turbina eólica a fim de regular a posição das pás. Um controle é

desenvolvido a fim de modificar a dinâmica natural de um sistema por meio das variáveis

deste sistema [17]. O controle que pode ser implementado a fim de manter uma velocidade

angular constante da turbina para diferentes velocidades do vento, é o controle do tipo PI

(proporcional-integral), um submodelo do controlador proporcional-integral-derivativo (PID).

Dessa forma, o controle do tipo PI pode ser implementado para o projeto da turbina

eólica em questão, já que o controle visado necessita buscar uma referência de rotação

independente do vento incidente. O controle do tipo PI pode ser projetado para buscar a

referência e tornar o sistema mais rápido, estabilizando mais rapidamente que o sistema

original.

A partir da função de transferência do controle projetado é possível chegar em uma

equação de recorrência que relaciona o erro medido entre o sensor e referência, com o valor

sinal de entrada no motor. O controle então atua no motor movimentando o eixo de acordo

com o valor calculado pela equação de controle. O movimento do eixo é transmitido para as

pás através do mecanismo projetado, transformando o movimento rotacional do eixo em

translação do eixo do rotor e posteriormente em movimento rotacional das pás. Dessa forma,

o controle não leva em consideração o ângulo pitch das pás, pois atua no eixo do motor de

forma com que esse ângulo seja alterado para atingir a velocidade angular de referência.

4 RESULTADOS

A aplicação do trabalho seguiu a sequência do organograma projetado para o mesmo,

como já foi descrito na metodologia. Com o desenvolvimento do trabalho foram adquiridos

resultados referentes a cada uma das etapas do projeto.

4.1 Projeto e montagem do aerogerador

Como já descrito anteriormente o projeto inicial baseava-se na elaboração de um

protótipo de turbina eólica em escala porém, devido às dificuldades encontradas, diversas

partes do protótipo foram alteradas a fim de obter os resultados esperados do projeto. A

construção da torre de sustentação da turbina foi substituída pela estrutura disponibilizada

pelo Laboratório de Energia Eólica e as pás projetadas para impressão em 3D tiveram de ser

substituídas pelas pás da turbina Air 403 Marine. Além disso, com a realização dos testes

também foi notada a necessidade de alteração do servo motor utilizado para movimentação do

mecanismo das pás.

20

A partir destas modificações a montagem do aerogerador foi realizada de modo que

pudesse desenvolver os objetivos do trabalho. A nacele foi construída com a utilização da

impressora 3D disponível no Laboratório de Ensino de Eletrônica (LEE) da PUCRS. O

desenho da nacele foi todo construído visando armazenar o sensor de encoder e os

mecanismos para movimentação das pás. As pás disponibilizadas pelo Laboratório de Energia

Eólica foram posicionadas no hub do rotor junto com os braços que realizam a movimentação

das mesmas. Os eixos que realizam a transmissão do movimento das pás e servem de apoio

para o disco do encoder, foram usinados em aço e latão nos Laboratórios de Usinagem da

PUCRS. Os braços do mecanismo das pás, disco do encoder e demais componentes de

fixação foram construídos em acrílicos ou MDF, cortados à laser, também do Laboratório de

Usinagem.

O protótipo de turbina eólica em escala concluído pode ser observado na Figura 16. A

Figura 16 (a) apresenta uma vista frontal do protótipo, a Figura 16 (b) exibe o detalhe do

mecanismo utilizado para a movimentação das pás, a Figura 16 (c) mostra a lateral do

protótipo enquanto a Figura 16 (d) apresenta uma vista superior com o mecanismo que

transmite o movimento do motor para as pás.

Figura 16 – Protótipo de turbina eólica em escala

(a) (b)

21

(c) (d)


Após a montagem do protótipo deu-se início à implementação do encoder elaborado

para a leitura da velocidade angular da turbina eólica. O disco projetado possui 12 divisões e o

sensor utilizado é o foto-interruptor TCST 2103. O esquema elétrico utilizado para a

instalação do sensor segue diversos exemplos de utilização deste sensor e pode ser analisado

na Figura 17. O sensor é alimentado com 5 V pela porta do microcontrolador Arduino, são

utilizados resistores para limitar a corrente no sensor e o sinal out foi lido por uma porta

analógica do microcontrolador. O valor medido depende da incidência da luz do emissor

recebida no receptor. Caso o sensor esteja desobstruído, sem qualquer objeto entre o emissor e

o coletor, o valor medido é um sinal baixo. Por outro lado, se algo obstruir a passagem de luz

entre o sensor, o valor medido é um sinal alto.

Figura 17 – Esquema elétrico TCST 2103

Fonte: Heliosoph. Photointerrupter basics. Disponível em: http://heliosoph.mit-

links.info/photointerrupter-basics/

Após alguns testes de leitura do sinal obtido pelo foto-interruptor, foi elaborado uma

programação em Arduino para a leitura e conversão em RPM. A programação foi

desenvolvida com base nos exemplos de uso de tacômetros no site do Arduino, disponível em

22

[18]. O código utiliza uma taxa de amostragem de 500 ms, faz a leitura do sensor no pino

analógico A0 do microcontrolador e faz o cálculo da rotação em RPM. O cálculo é realizado

com base na contagem de bordas de subida ou descida, ou seja, a diferença entre os sinal

baixo e alto que são observadas entre cada revolução do disco do encoder. Conhecendo-se

este número de bordas, o número de divisões do disco e o tempo de amostragem o código

envia o valor de rotação para a porta serial que é monitorada por meio do software do Arduino

no computador.

O código para monitor a velocidade angular da turbina eólica foi validado a partir da

comparação com um tacômetro externo modelo DT2236 da marca Lutron. Esse tacômetro

tem precisão de 0,05% com faixa de operação de 0,5 até 100.000 RPM. Para realizar a

validação as pás foram travadas em uma determinada posição e a velocidade do vento no

túnel foi fixada 5 m/s. Nestas configurações o sensor de encoder calculou uma velocidade

angular do protótipo de aproximadamente 125 RPM, enquanto que a medida lida com o

tacômetro externo foi próximo de 378 RPM para as três pás. Se esse valor medido no

tacômetro for divido por três temos que a rotação é de 126 RPM. Entretanto, como o disco

utilizado possuía apenas 12 divisões, a escala era de 5 RPM, ou seja, para essa faixa de

operação as medidas poderiam ser 120, 125 ou 130 RPM. Apesar disto, podemos determinar

que a velocidade angular medida com o sensor projetado atende bem os parâmetros do

projeto, apresentando um erro pequeno. A Figura 18 mostra a medida de rotação adquirida

com o sensor em comparação com o tacômetro externo para efeitos de validação dos dados

obtidos.

Figura 18 – Validação dos dados do sensor


23

4.2 Ensaio em malha aberta e identificação do sistema

Após a instalação do sensor de rotação deu-se início a etapa ensaio em malha aberta

para realizar a identificação do sistema. Para isso, primeiramente o servo motor foi instalado

no protótipo. O servo motor escolhido na etapa de projeto do sistema foi o servo HS-805BB+,

Este servo foi alimentado com 5 V por meio de uma fonte e o comando PWM para

movimentação do eixo foi enviado através de uma porta digital do microcontrolador Arduino.

Utilizando a biblioteca “Servo.h” disponível dentro do próprio software computacional

do Arduino, foi elaborado um código de programação para aplicar um degrau no servo. Para

isso, foram primeiramente testados os limites de movimentação do motor, limitando um

trecho de atuação do servo. O programa projetado operava dentro desses limites de modo o

degrau fosse dado da posição mínima para a posição máxima.

Para aplicar o degrau no sistema foi aplicada uma velocidade de vento constante de

modo que a rotação se mantivesse fixa para determinada posição da pá. O código enviava a

posição inicial do motor para que as pás tivessem um elevado ângulo de passo, mantendo uma

rotação baixa, e então outra posição era enviada para o motor de modo que o ângulo

diminuísse, aumentando a rotação da turbina.

Dessa forma, a dinâmica do sistema foi adquirida levando em consideração a rotação

como variável de saída e a posição do servo motor como variável de entrada. A partir disso,

foi realizada a coleta dos dados para o ensaio de degrau em malha aberta. Para atenuar as

variações que ocorriam devido à escala das medidas de rotação foi elaborado no software

MATLAB um filtro Butterworth. A Figura 19 mostra os dados obtidos no ensaio em malha

aberta e os dados filtrados.

Figura 19 – Ensaio em malha aberta


24

A partir dos dados obtidos no ensaio em malha aberta foi desenvolvido um modelo

computacional por meio do software MATLAB para que representasse o sistema real. Esse

modelo foi posteriormente aplicado um ambiente de simulação onde foi testado e validado de

acordo com o sistema real.

Para realizar o modelo deste sistema foram utilizadas duas técnicas de identificação de

sistemas. A primeira é a ferramenta IDENT, própria do MATLAB para realizar esta tarefa de

identificação. Nesta ferramenta deve-se inserir os valores de entrada e saída obtidos do

sistema, além da taxa de amostragem utilizada no ensaio. A partir disso é possível escolher os

números de polos e zeros que nosso sistema possui para obter uma função de transferência

que represente aproximadamente o sistema real.

A segunda técnica utilizada para identificação do sistema é o método de mínimos

quadrados. Nesta técnica utilizamos os mesmos dados de entrada e saída do sistema em forma

de vetores e matrizes para obter os parâmetros da função de transferência do sistema.

Entretanto, para a identificação por mínimos quadrados aplica-se o sinal de saída filtrado já

que desta forma são obtidos parâmetros mais fiel ao sistema real. A diferença entre os dois

métodos de identificação utilizados pode ser observada na Figura 20.

Figura 20 – Modelos computacionais do sistema


25

A partir da análise do gráfico entre os dois métodos de identificação de sistemas, foi

escolhido o modelo identificado por mínimos quadrados para representar o sistema real. Esse

método se aproxima muito bem do sistema real, como pode ser observado na Figura 21 que

compara os dados reais com o modelo por mínimos quadrados.

Figura 21 – Sistema real x Modelo


A partir do método dos mínimos quadrados foi obtida a função de transferência que

representa o sistema real. Esta função de transferência representa a dinâmica do protótipo em

forma de uma equação que pode ser observada na Equação (11). Por meio desta função foi

possível projetar o controlador que implementava a dinâmica desejada para o sistema.

(11)

4.3 Implementação de controle e validação

Com o modelo computacional obtido por meio da identificação por mínimos quadrados,

um controle foi projetado a fim de comandar o sistema real. O controle deveria atuar nas pás

por meio do mecanismo ligado ao motor de modo que uma rotação de referência fosse

buscada e mantida, independente da velocidade do vento incidente. A partir disto, o controle

projetado para o sistema foi um controlador proporcional-integral já que este controle serve

para este propositivo de buscar uma referência.

26

Para projetar o controlador foi utilizada a ferramenta RLTOOL do software MATLAB.

Nesta ferramenta insere-se a equação de transferência discreta do modelo e através da

inserção e posicionamento de polos e zeros no sistema podemos projetar uma saída para o

sistema controlado. O controlador PI possui a ação integral que representa um polo real na

origem do sistema. Dessa forma, foi obtida uma função de transferência do controlador, que

pode ser observada na Equação (12):

(12)

Utilizando a ferramenta Simulink do MATLAB foi possível simular a implementação

desse controle no sistema. Utilizando a função do modelo computacional, a função do

controlador, uma entrada de referência e um limitador foi possível analisar a simulação da

utilização do controle no sistema. O limitador foi utilizado para saturar a atuação do controle

já que os motores possuíam limites de movimentação para não danificar a estrutura do

protótipo. O ambiente de simulação projetado para ensaiar o controle pode ser observado na

Figura 22.

Figura 21 – Ambiente de simulação


Onde o step representa a nossa medida de referencia e o scope apresenta o gráfico de

resposta do sistema. A partir de uma simulação com rotação de referência de 250 RPM foi

ensaiado o controle do sistema. Nas Figuras 22 e 23 pode-se analisar a simulação do sinal do

controlador, que era entrada do sistema, e da saída do sistema já com o controlador atuando

para manter a velocidade angular na referência.

27

Figura 22 – Simulação da entrada do sistema


Figura 23 – Simulação da saída do sistema com controlador


28

Estes gráficos representam como é a atuação do sistema projetado via simulação. É

possível notar que a posição do motor varia de 15 que representa o limite mínimo para

movimentação, até 85 que representa o limite máximo de movimentação. Na posição 85 a

saturação do movimento impede que as pás rotacionem mais do que o sistema físico permite,

já que no controle existe um sobressinal. Este sobressinal pode ser analisado na Figura 23,

próximo ao instante de 20 amostras e foi implementado para aumentar a velocidade do

sistema, diminuindo o tempo de acomodação. O tempo de acomodação foi de

aproximadamente 40 amostras que representam aproximadamente 20 segundos. Após este

momento, a rotação se torna estável em 250 RPM e a posição do motor não sofre alteração.

Dessa forma, foi possível simular o que deveria ser obtido com a implementação deste

controlador no sistema real.

A partir da simulação realizada no software MATLAB deu-se início a etapa de

implementação do controle no servo motor. Para implementar o controle foi adicionado ao

programa que realiza a leitura da velocidade do vento e da rotação, um código para realizar a

movimentação do motor de acordo com o controle. A velocidade do vento foi monitorada por

meio de uma porta analógica que estava ligada à uma saída de um CLP utilizado pelo

Laboratório de Energia Eólica para controlar a velocidade do túnel de vento.

Neste código para implementar o controle no motor foram recebidos os valores de

referência e da leitura do sensor de encoder como o sinal de saída do sistema. Com esses

dados foi calculado o erro do controle e a partir destes valores de erro o controle atuava no

motor para corrigir a rotação, zerando o erro. Este programa foi, então, implementado no

microcontrolador Arduino junto com os limites já utilizados para a saturação do movimento

do motor.

Um ensaio foi realizado com uma referência de 220 RPM e com velocidade de vento

inicial de 5 m/s e, após 150 amostras a velocidade do vento foi elevada para 8 m/s. O

resultado deste ensaio pode ser observado na Figura 24.

29

Figura 24 – Ensaio com R=220 RPM e velocidade do vento variando de 5 à 8 m/s


Com a realização deste ensaio, foi possível analisar que o sistema reage de acordo com

o projetado e simulado no MATLAB. É possível notar que, após a alteração da velocidade do

vento no instante de 150 amostras, a rotação o sistema estabiliza após 40 amostras, como

havia sido simulado. Com essa mudança de velocidade do vento a posição do motor teve de

ser alterada para compensar este distúrbio, aumentando o ângulo de pitch e, depois de

estabilizar a rotação em 220 RPM, a posição se mantém quase constante.

Em seguida foi realizado um novo ensaio com uma referência de 350 RPM para uma

velocidade de vento inicial de 8 m/s e final de 10 m/s. A alteração da velocidade do vento

incidente atua como um degrau no sistema próximo da amostra 150. Na Figura 25 é

apresentado o resultado deste ensaio.

30

Figura 25 – Ensaio com R=350 RPM e velocidade do vento variando de 8 à 10 m/s


Da mesma forma como no ensaio anterior, a rotação da turbina eólica se mantém

constante em aproximadamente 340 RPM e após a alteração da velocidade do vento, o

sistema leva quase 40 amostras para estabilizar a rotação. Sendo que, para compensar esta

mudança na velocidade do vento, a posição das pás teve de ser alterada, aumentando o ângulo

de pitch das pás.

A partir destes resultados é possível perceber que o controle atua no sistema como foi

projetado. O controle fez com que a posição do servo motor mudasse para compensar a

velocidade de vento incidente que foi alterada. Entretanto, é possível notar que existe um

pequeno erro no valor regime que mantém a rotação abaixo da referência mesmo após o

tempo de acomodação. Este erro pode ter sido causado pela alta taxa de amostragem do

código de 500 ms e pela resolução do encoder. Estes dados são responsáveis pela medida da

rotação do sistema e entram no cálculo do erro do controlador. Apesar deste erro, o controle

atua perfeitamente no sistema e mantem estável a rotação da turbina eólica.

31

5 CONCLUSÃO

O trabalho demonstrou como pode ser realizado o projeto de uma turbina eólica em

escala e o desenvolvimento de um controle de rotação para a mesma. O objetivo inicial de

construir um aerogerador real em escala não foi alcançado devido à limitação da impressora

3D que não conseguiu imprimir as pás, além de que os componentes para movimentação das

pás tiveram de ser alterados. Dessa forma, a turbina em escala foi desenvolvida e, mesmo

após algumas modificações no projeto, conseguiu ser desenvolvida para a finalidade proposta.

A partir do desenvolvimento do trabalho foi possível analisar como pode ser

implementado um controlador em um sistema como uma turbina eólica. O objetivo de

controlar a rotação de uma turbina eólica em escala foi atingido e foi identificado que este

controle pode ser utilizado a fim de otimizar a geração de energia de um aerogerador. Isso se

deve ao fato de que uma rotação ótima pode ser obtida com este tipo de controle, resultando

em uma geração ótima de energia. Este controle atende as expectativas propostas embora

ainda seja possível notar algumas dificuldades em atingir a exata rotação de referência e

possuir pequenas oscilações no regime transitório.

Foi observado que o sistema mecânico possui folgas na movimentação que podem

prejudicar a movimentação do mecanismo. Também foi analisado que a medida de rotação

adquirida pelo sensor encoder poderia ser aperfeiçoada com a utilização de um disco com um

maior número de divisões, permitindo, assim, uma resolução e uma taxa de amostragem

maior para o sistema.

Para trabalhos futuros algumas alterações podem ser realizadas a fim de aprimorar o

projeto. O mecanismo pode ser redesenhado para que as folgas que existem sejam reduzidas

ou até extintas. Outros modelos de controle poderiam ser testados com a intenção de alcançar

resultados superiores, buscando um controle mais rápido, por exemplo. Da mesma maneira,

diferentes modelos de pás podem ser ensaiados no protótipo com o intuito de testar outras

dinâmicas no rotor, podendo atingir rotações superiores com a mesma velocidade de vento

incidente.

Um estudo de produção de energia pode ser desenvolvido para testar a energia que

poderia ser produzida por um sistema deste tipo. Com isso, seria possível analisar a atuação

do controle a fim de compensar cargas que fossem aplicadas no sistema. Assim, pode ser

analisado o rendimento que este tipo de controle pode proporcionar. Desta forma, o trabalho

pode ser muito expandindo permitindo diversos estudos com base neste projeto desenvolvido.

32

AGRADECIMENTOS

À minha familia pelo apoio e incentivo nos momentos mais complicados

desta jornada.

Aos meus amigos e companheiros do curso que fizeram parte da minha

formação e me instruíram muito.

Aos professores que me transmitiram o conhecimento e me ensinaram

tudo que sei para minha profissão.

Aos colegas do Grupo de Automação e Controle de Sistemas (GACS)

pela ajuda e pelos ensinamentos.

Finalmente, gostaria de agradecer aos funcionários e amigos do Laboratório

de Energia Eólica pela auxílio nos ensaios, pela disposição do laboratório e pela

ajuda na montagem do protótipo.

6 REFERÊNCIAS

[1] Redação Assim que Faz. ENERGIA EÓLICA – ALTERNATIVA PARA O FUTURO.

Disponível em: <http://www.assimquefaz.com/energia-eolica-alternativa-para-o-futuro>

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[4] ROSSI, P. H. Jochims; OLIVEIRA, C. P. de. Perguntas Frequentes sobre Energia

Eólica. Disponível em: <http://www.pucrs.br/ce-eolica/> Acesso em: 13 set. 2017

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para um sistema eólico, 2012, 122p. Projeto Final (Graduação em Engenharia Elétrica)

33

[9] ALMEIDA, R. de Q. UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA, Faculdade de Tecnologia.

Modelagem de uma turbina eólica em escala reduzida e controle da velocidade de

rotação via planicidade diferencial, 2016, 106p. Dissertação de Mestrado

[10] ARAÚJO, F. M. U. de. UNIVERSISDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO

NORTE. Centro de Tecnologia. Sistema de Controle, 2007, 101p. Apostila

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marine-12v.htm> Acesso em: 17 out. 2017.

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85p. Dissertação de mestrado.

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DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE CONTROLE ......velocidades de vento. A partir da rotação constante da turbina eólica, por meio do controle de passo, a geração de energia se torna