Medições de vento - Planejamento
A necessidade de uma extensão da campanha de medição de vento depende especialmente do projeto. Fatores como localização geográfica, disponibilidade de qualquer informação de medição pré-existente ou modelo mesoescala de informação, tamanho, caráter e acessibilidade da planta serão avaliados.
Uma campanha de medição oferece uma visão sobre o clima do vento local (média anual de velocidade e direção do vento, perfil vertical do vento, turbulência, temperatura, umidade relativa e pressão) e constitui a introdução ao estudo do vento. Esse estudo pode ser pedido por bancos como condição para financiar o projeto.
Medições de vento – Mastro
Uma campanha de medição de vento tradicional é executada através de um mastro de medição, que é equipado com alguns instrumentos. Ele cumpre com demandas padronizadas (IEC 61400-12) e recomendações de muitos órgãos reconhecidos.
Devido à sua natureza fixa, sua altura é limitada a cerca de 160 m. Apesar disso, um mastro de medição com manutenção em dia gera informações precisas de série de tempo com alta efetividade, completamente autônomo (fora da rede) e normalmente a preços acessíveis.
Medições de vento - Lidar
Especialmente em locais maiores e menos acessíveis, um dispositivo de deteção remota, como o Lidar (Light Detection and Ranging), tem seus benefícios, possibilitando rápida realocação por toda área do projeto a até 200 m de altura. Cobrindo uma longa superfície durante a medição de micrositing, pode ser essencial para apontar os melhores locais de turbina. Outra vantagem é que a intercomparação entre diversas séries de medição pode ser usada para julgar a qualidade do tipo de vento, e ajustá-lo para diminuir as incertezas da modelagem.
Medições de vento - Sodar
Um outro aparelho de deteção remota, alternativo ao Lidar, é o Sodar (Sonic Detection and Ranging). Precisão e taxas de amostragem são mais baixas se comparadas ao Lidar, especialmente com o vento em alta velocidade.
Embora a configuração seja mais volumosa do que o primeiro sistema, o Sodar pode ser realocado em toda área do projeto a um preço mais baixo, a depender do local e de condições específicas.
Avaliação de Recursos Eólicos (ARE)
Do inglês Wind Resource Assessment (WRA), trata-se de uma avaliação de recursos eólicos que decorre naturalmente da medição dos dados do clima e vento locais.
Os dados medidos podem ser usados como entrada para modelar, por exemplo, a velocidade do vendo em outros pontos da região (como lugares potenciais de instalação para turbina em altos eixos) ou, até mesmo, um mapa 3D de velocidade do vento contendo todo o local do projeto em várias alturas. A avaliação dos recursos eólicos é verdadeiramente necessária para seleção do local, micrositing, seleção de turbina e otimização de layout.
Produção Anual (AEP PXX)
A produção anual de energia (sigla em inglês AEP), expressa em [MWh/a], é uma parte importante de qualquer modelo financeiro de um projeto eólico e é normalmente interessante para os investidores.
A precisão dos cálculos de rendimento está, entre outros, associada à fonte e à qualidade dos dados climáticos do vento local. Cálculos de rendimento, complementados com perdas fixas e análises de incertezas determinam a produção líquida do parque. A classe desejada de certeza estatística indica os resultados da produção líquida e pode ser indicada por P50, P90, P95 ou P99, que tecnicamente são valores que expressam a probabilidade de a produção anual de energia ser atingida – de especial interesse a investidores externos e bancos.
Em suma, quanto melhor e mais longa é a série de dados climáticos, menores serão as incertezas de produção de energia. Ligado a isto, menos produção precisa ser deduzida do valor P50 para gerar o valor P90. O valor do P90 resultante será, portanto, maior.
Ruído da turbina
A turbulência nas lâminas rotativas, possivelmente complementada com engrenagens de alta velocidade dentro da nacela faz com que as turbinas eólicas em operação emitam ruído. A quantidade de ruído e a assimilação do ruído estão sujeitos a vários fatores como distância da turbina, tipo de turbina e altura do eixo, ocorrendo a velocidade do vento e o ruído de fundo.
Normalmente, cada país impõe seu próprio código de ruído, e, assim, é essencial que se respeite o nível máximo permitido legalmente nas residências e outras áreas sensíveis a ruídos. Felizmente, os níveis de ruído esperados podem ser calculados com base na fonte de dados fornecida pelo fabricante da turbina. Caso o nível máximo de ruído permitido seja excedido, pode-se utilizar uma tática para diminuir esse problema operando-se as turbinas no modo “noise mode”. Como operar uma turbina no “noise mode” normalmente reduz produção, recomenda-se definir uma estratégia de mitigação de ruído.
Sombra da turbina
No caso de a turbina estar a operar com o sol a pino e sem nuvens no céu, ocorrerá a cintilação das lâminas, que é o efeito estroboscópico (shadow flicker).
Isso não precisa ser um problema, a menos que uma residência ou um objeto mais sensível esteja localizado na área de incidência da cintilação da lâmina. Semelhante ao ruído da turbina, existe um regulamento próprio de cada país que define o período máximo de incidência desse efeito permitido em uma residência. O total de incidência do efeito shadow flicker pode ser calculado. Caso essa incidência exceda o limite legal permitido, algumas medidas podem ser tomadas como, por exemplo, mudar o layout da turbina ou parar as turbinas automaticamente durante o período em que o shadow flicker se torna crítico ou excede seu limite em residências específicas.
Pássaros & Morcegos
Para que pássaros, morcegos e turbinas possam coexistir pacificamente no mesmo meio ambiente, colisões entre eles devem ser reduzidos ao mínimo aceitável
Esse mínimo aceitável é normalmente baseado em um estudo de um terceiro agente independente, contendo busca de campo, dados anteriores de observação, modelagem e experiência. Esse estudo também pode recomendar certas medidas de mitigação, por exemplo, para encontrar condições de se excluir qualquer impacto negativo no tamanho da população de espécies encontradas. As medidas de mitigação recomendadas podem ser incluídas no cálculo de rendimentos para obter um resultado de AEP correto.
Análise da Operação da Fazenda
A “saúde” de um parque eólico pode ser determinada com base em dados SCADA ou mesmo em dados básicos vindos da produção das turbinas.
Nesta análise de dados, a produção esperada é comparada com a observada, avaliada por qualquer cenário atual de fluxo de vento. No caso de uma turbina ter uma produção abaixo do ideal, ou estar funcionando sob uma circunstância específica, o foco muda para determinar a causa desse baixo desempenho, seguido por uma eventual solução. Outra vantagem considerável ao se ter mais atenção nos dados de produção é a possibilidade de uma visão mais precisa de curto e longo prazos de uma previsão de rendimento.
Otimização da Fazenda
Qual seria o layout de turbina ideal para minimizar as perdas sequenciais da fazenda e maximizar o rendimento? E se a mitigação de ruído, sombra e pássaros/morcegos entrar em ação? O layout original de sequência otimizada ainda se mantém para um rendimento máximo? Qual é o efeito mútuo quando se opera simultaneamente medidas para mitigar problemas? Com um layout de fazenda fixo, ainda é possível maximizar o rendimento ao adotar uma estratégia de mitigação alternativa?
Perguntas como essas são o ponto de partida para um procedimento de otimização de fazenda. Cada projeto tem suas próprias condições-limite específicas. Elas definem o espaço de criação que pode ser usado para encontrar o layout ideal da turbina e/ou a estratégia de mitigação, na qual todas as variáveis estão incluídas.
Visualização da Fazenda
Especialmente na fase inicial do desenvolvimento do projeto eólico, a visualização pode fazer uma grande diferença na forma como os residentes locais e municípios julgam os planos de projetos eólicos. Pode ser uma forma de combinar expectativas.
É possível visualizar o parque eólico proposto a partir de qualquer posição ou ângulo. Assim, os residentes podem ver qual seria o impacto visual de um parque eólico. Quer seja qualquer galpão, celeiro, árvore, casa ou colina que esteja, ou não, no caminho de uma linha direta de visão, tudo será mostrado a partir da visualização, que poderá ser realizada como fotomontagem estática ou animação.
Risco & Segurança
Existem riscos externos a serem levados em conta para garantir a segurança em torno do local do projeto eólico?
Particularmente, em um país densamente povoado como a Holanda, uma avaliação de risco e segurança é um requisito básico durante a fase de licenciamento. Portanto, não é coincidência que haja regras específicas naquele país com diretrizes claras sobre (a depender da turbina): estatísticas sobre distâncias de segurança em espaço público, estruturas de transporte, edifícios, certas instalações, cabos, dutos, etc. Embora a abordagem holandesa seja uma boa referência, nem é preciso dizer que os regulamentos e diretrizes de cada país são sempre preferidos.
Modelagem em CFD
Sigla em inglês para Dinâmica Computacional de Fluidos. Se o local do projeto for complexo, a modelagem em CFD aumenta a precisão da velocidade do vento devido à equação (não-linearizada) de resolução avançada.
A razão é um fenômeno onde o fluxo do vento se separa da superfície da terra no caso de a inclinação exceder um valor crítico, também conhecido como separação da camada limite. O fluxo não laminar resultante é normalmente calculado com base na resolução de equações não-linearizadas. Inerente a isto, os cálculos do modelo são fisicamente mais realistas e, portanto, mais precisos.
Integração da rede
Bem-vindo ao futuro!
Na verdade, alimentação de rede em grande escala, com múltiplas fontes de energias renováveis, nem parece mais tão futurista. Um dos desafios enfrentados hoje é como combinar o fornecimento e o consumo, já que o fornecimento (de energia eólica e fotovoltaica) está significativamente influenciado por variações diárias, sazonais e anuais. Como este projeto específico de energia eólica vai complementar, impecavelmente, as fontes de energia existentes para combinar de forma otimizada os padrões de consumo e/ou as demandas de alimentação da rede?
Conformidade com a norma IEC 61400
As condições esperadas de vento local estarão dentro do projeto que envolve a turbina escolhida? Se não, qual verificação das normas IEC mostra um excesso e quão crítico ele é? Deveriam ser considerados outro layout da turbina, outra turbina ou talvez um gerenciamento de setor?
Solidwinds usa software dedicado dentro do pacote WindPRO para avaliar a conformidade do local. O módulo de conformidade do local do WindPRO cobre 10 verificações das IEC principais, 3 outras verificações de IEC e é certificado pela TÜV SÜD para cumprir com a norma IEC61400-1 ed. 3 (2010) e ed. 4 (2019).
Relatório Due Diligence
Certos resultados recebidos diferem significativamente dos estudos internos ou estimativas, ou, simplesmente, há a necessidade de confirmação adicional dos resultados entregues por terceiros. Uma segunda opinião independente sobre relatórios de terceiros pode aumentar as certezas e a paz de espírito.
Ensino
O que esse relatório AEP realmente quer dizer? O que as siglas FLH e CF significam? O que é eficiência de parque? O que esses resultados de cálculo de ruído e sombra significam na vida real? Quanto exatamente é perdido em produção em uma mitigação? Como a redução de incertezas em AEP pode atingir futuros projetos eólicos?
Estas são apenas algumas perguntas que podem ser respondidas durante os programas de ensino sob demanda, organizados em estreita consulta com o cliente.
