Apresentar aos alunos os principais tópicos de energia eólica, começando pela caracterização do potencial eólico, explorando aspectos específicos das tecnologias empregadas bem como fundamentos de aerodinâmica, materiais, mecânica estrutural e sistemas elétricos que norteiam o projeto e operação de aerogeradores, estudando também a operação e controle de parques eólicos, sua viabilidade econômica e impactos ambientais. Além do aprendizado deste conteúdo, a disciplina também tem o objetivo de integrar conhecimentos de diversas áreas da engenharia, dada a sua faceta multidisciplinar. Por fim, mas não menos importante, dar-se-á grande ênfase à aplicação prática dos conceitos aprendidos em atividades de projeto.
• Introdução à energia eólica • Caracterização do potencial eólico • Tecnologia de turbinas eólicas • Aerodinâmica de turbinas eólicas • Materiais para turbinas eólicas • Mecânica estrutural para turbinas eólicas • Conversão eletromecânica de energia e sistemas elétricos • Dinâmica, operação e controle • Análise econômica da energia eólica • Aspectos regulatórios e ambientais da energia eólica
• Introdução à energia eólica o Fundamentos – Processo de conversão o Aplicações históricas o Evoluçao da capacidade instalada • Caracterização do potencial eólico o Regimes de vento o Perfis de vento e camada limite atmosférica o Turbulência atmosférica o Esteiras o Testes e medidas das grandezas eólicas o Extrapolações vertical e horizontal dos ventos o Micro-siting de parques eólicos o Mapeamento do potencial eólico e parâmetros para escolha do sítio • Tecnologia de turbinas eólicas o Componentes de uma turbina eólica o Conceitos de trem de potência o Considerações de projeto o Aplicação offshore • Aerodinâmica de turbinas eólicas o Análise unidimensional, limite de Betz o Fólios bidimensionais o Asas tridimensionais finitas o O método BEM (blade element momentum) o Otimização • Materiais para turbinas eólicas o Materiais estruturais o Materiais compósitos o Métodos de produção e montagem • Mecânica estrutural para turbinas eólicas o Carregamentos de uma turbina eólica o Teoria de viga aplicada a pás de turbinas eólicas o Modelo dinâmico estrutural de turbinas eólicas o Modelo aeroelástico de pás de turbinas eólicas o Fadiga • Conversão eletromecânica de energia e sistemas elétricos o Formas de conexão com a rede elétrica o Tipos de geradores elétrico o Sistemas de armazenamento o Sistemas auxiliares o Estudos elétricos de conexão • Dinâmica, operação e controle o Curva de potência da turbina: classificação o Modos de operação o Estratégias de controle • Análise técnica e econômica da energia eólica o Estimativa da produção, cálculo da energia garantida e fator de capacidade o Custos de capital, operação e manutenção o Comercialização o Viabilidade econômica o Ciclo de vida • Aspectos regulatórios e ambientais da energia eólica o Impacto na fauna o Impacto visual o Geração de ruído o Interferência eletromagnética o Uso da terra o Aspectos regulatórios no Brasil
• Burton, T., Jenkins, N., Sharpe, D. & Bossanyi, E., “Wind energy handook”, Wiley, 2011. • Hansen, M. O. L., “Aerodynamics of wind turbines”, 3a ed., Routledge, 2015. • Landberg, L., “Meteorology for wind energy – an introduction”, Wiley, 2016. • Manwell, J. F., McGowan, J. G. & Rogers, A. L., “Wind energy explained – theory, design and application”, 2a ed., Wiley, 2009. • Wagner, H. J. & Mathur, J., “Introduction to wind energy systems – basics, technology and operation”, 2a ed., Springer, 2013. • Schaffarczyk, A. (ed.) “Understanding wind power technolgy – theory, deployment and optimisation”, Wiley, 2014. • Emeis, S., “Wind energy meteorology – atmospheric physics for wind power generation”, Springer, 2013. • Fadigas, E. A. F. A. Energia Eólica in Simões-Moreira, J. R. (coord.). “Energias Renováveis, Geração Distribuída e Eficiência Energética”, LTC, RJ, 2017. • Fadigas, E. A. F. A. “Energia Eólica”, 1ª ed., Manole, 2011.
