Análise de mapas de recursos eólicos gerados por diferentes ferramentas numéricas para um terreno complexo
DOI:
https://doi.org/10.5902/2179460X53151Palavras-chave:
Energia eólica, Modelos de escoamento atmosférico, Modelos de micro e mesoescalaResumo
O objetivo deste trabalho é comparar a caracterização dos ventos de escala local por diferentes técnicas de modelagem numérica da atmosfera. Foram comparados quatro métodos para simular o escoamento sobre um terreno complexo, sejam: CFD RANS com k-ε e k-ω (WindSim), simples conservação de massa (WindMap) e um modelo de mesoescala refinado (SiteWind). Estas são ferramentas frequentemente utilizadas na indústria do vento, e por este motivo foram selecionadas. Neste terreno, foram utilizados dados medidos em cinco mastros meteorológicos ao longo de períodos que compreenderam entre 1,5 a 2 anos. Para garantir uma análise livre de tendências, configurações equivalentes foram usadas nos modelos de microescala, sob as condições de regime permanente, escoamento incompressível e estratificação neutra da atmosfera. Diferenças não desprezíveis foram encontradas na distribuição espacial dos ventos simulados pelos diferentes modelos. Qualitativamente, esta discordância dificulta a tomada de decisões. Os cinco mastros meteorológicos dentro da área considerada são importantes para o ajuste e checagem dos modelos, mas não são suficientes para afirmar categoricamente a superioridade de acurácia de um modelo em detrimento dos demais. Entretanto, estas observações forneceram um indicativo de que o modelo de mesoescala refinado foi capaz de melhor representar a aceleração do vento na região de estudo.
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Referências
ALBANI, A.; IBRAHIM, M. Z. An assessment of wind energy potential for selected sites in Malaysia using feed-in Tariff Criteria. Wind Engineering, v. 38, n. 3, p. 249–259, 2014.
AWS TRUEPOWER. Description of the MesoMap System. Albany, 2012. 4 p. Disponível em: https://www.awstruepower.com/assets/Description-of-the-MesoMap-System1.pdf. Acesso em: 8 out. 2019.
AYOTTE, K. W. Computational modelling for wind energy assessment. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, v. 96, n. 10-11, p. 1571–1590, 2008.
BECHMANN, A.; SØRENSEN, N.N.; BERG, J.; MANN, J.; RÉTHORÉ, P.-E. The Bolund Experiment, part II: blind comparison of microscale flow models. Boundary-Layer Meteorology, v. 141, n. 2, p. 245-271, 2011.
BENGTSSON, J. Turbulence wind flow modeling in complex terrain. 2015. 27 f. Tese (Doutorado em Mecânica Aplicada) - Chalmers University of Technology, Gothenburg.
BITSUAMLAK, G. T.; STATHOPOULOS, T.; ASCE, F.; BÉDARD, C. Numerical evaluation of wind flow over complex terrain: review. Journal of Aerospace Engineering, v. 17, n. 4, p. 135–145, 2004.
BLOCKEN, B.; HOUT, A.; DEKKER, J.; WEILER, O. CFD simulation of wind flow over natural complex terrain: case study with validation by field measurements for Ria de Ferrol, Galicia, Spain. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, v. 147, p. 43–57, 2015.
BROWER, M. C. Validation of the WindMap Program and Development of MesoMap. In: AMERICAN WIND ENERGY ASSOCIATION WINDPOWER CONFERENCE, 1999, Washington, DC. Proceedings… [S.l.:s.n], 1999.
CASTELLANI, F.; ASTOLFI, D.; BURLANDO, M.; TERZI, L. Numerical modelling for wind farm operational assessment in complex terrain. Journal of Wind Engineering & Industrial Aerodynamics, v. 147, p. 320–329, 2015.
DHUNNY, A. Z.; LOLLCHUND, M. R.; RUGHOOPUTH, S. D. D. V. Wind energy evaluation for a highly complex terrain using Computational Fluid Dynamics (CFD). Renewable Energy, v. 101, p. 1-9, 2017.
GASSET, N.; LANDRY, M.; GAGNON, Y. A Comparison of wind flow models for wind resource assessment in wind energy applications. Energies, v. 5, n. 12, p. 4288–4322, 2012.
KUMAR, Y.; RINGENBERG, J.; DEPURU, S. S.; DEVABHAKTUNI, V. K.; LEE, J. W.; NIKOLAIDIS, E.; BRETT, A.; AFJEH, A. Wind energy: trends and enabling technologies. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 53, p. 209-224, 2016.
MURTHY, K. S. R.; RAHI, O. P. A comprehensive review of wind resource assessment. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 72, p. 1320-1342, 2017.
PETERSEN, E. L.; MORTENSEN, N. G.; LANDBERG, L.; HÙJSTRUP, J.; FRANK, H. P. Wind power meteorology. Part I: climate and turbulence. Wind Energy, v. 1, n. 1, p. 2-22, 1998.
RASOULI, A.; HANGAN, H. Microscale computational fluid dynamics simulation for wind mapping over complex topographic terrains. ASME Journal of Solar Energy Engineering, v. 135, n. 4, p. 1-18, 2013.
SHERMAN, C. A. A mass-consistent model for wind fields over complex terrain. Journal of Applied Meteorology, v. 17, p. 312-319, 1978.
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