A ESTRUTURA ATMOSFÉRICA TURBULENTA SOBRE TERRENOS COMPLEXOS COM APLICAÇÃO NA GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA

MARA NILZA ESTANISLAU REIS¹; Brenno Rocha de Brito¹; Wender Pereira de Oliveira¹; Luciana Bassi Marinho Pires²

¹ Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais; ² Science for the World Reseach Institute

doi:10.20906/CPS/CON-2016-0501

Resumo

As diferentes topografias influenciam fortemente a geração de energia eólica, uma vez que o relevo acidentado influi diretamente na velocidade do vento, gerando perfis de vento peculiares que podem ser aproveitados pelos aerogeradores. Mudanças bruscas na topografia geram uma camada atmosférica adicional conhecida como Camada Limite Interna (CLI) que fica próxima ao solo e dentro da Camada limite atmosférica (CLA). A altura da bolha de recirculação gerada dentro de uma CLI e a turbulência causada dentro dessa bolha gerada a jusante de relevos complexos, tem um papel fundamental na decisão do local a ser instalado a turbina eólica em parques localizados próximos a geometrias complexas, como montanhas, falésias e fiordes. O litoral brasileiro, especialmente a região Nordeste, é caracterizado por possuir grande potencial para geração de energia eólica. O mapa de ventos do Brasil, produzido pelo Centro Brasileiro de Energia Eólica (CBEE), indica que as maiores velocidades dos ventos se encontram da região litorânea do Rio Grande do Norte até o Amapá e o relevo dominante nessa região são as falésias. Este trabalho apresenta uma análise computacional dos perfis de turbulência da Camada Limite Interna (CLI) formada por vento neutro incidente a 90° em falésias com alturas variando de 10 a 50 metros, que são as alturas características das falésias existentes nas regiões Sul e Nordeste do Brasil, gerados pelo software comercial STAR-CCM+ da CD-Adapco, utilizando a metodologia Reynalds Avarage Reynalds Averaged Navier Stokes (RANS). Os resultados foram avaliados e comparados com dados experimentais disponíveis na literatura. Após a análise dos resultados obtidos nas simulações foi possível visualizar as zonas de recirculação existentes e ainda a formação de vórtices nas diferentes regiões da camada limite interna, podendo perceber pontos com regime de ventos com maior estabilidade.

Palavras-chave: Energia eólica.; Camada limite interna.; Turbulência.; STAR-CCM+.