E STRUTURA DA D ISSERTAÇÃO

Esta dissertação está estruturada da forma que se descreve a seguir.

O Capítulo 1 define os objectivos gerais da dissertação, apresentando um resumo do que será posteriormente detalhado ao longo do documento. Este capítulo termina com uma descrição sumária capítulo a capítulo da estrutura da dissertação.

No Capítulo 2 são tecidas considerações acerca da importância do aproveitamento da energia do vento para fins energéticos e da contribuição que tal pode representar para a redução da nossa dependência energética e para o desenvolvimento sustentável do país. É feito um apanhado histórico sobre a energia eólica, passando de um horizonte mais vasto, o mundo, para um horizonte mais restrito, o nosso país. O capítulo inclui também, uma descrição pormenorizada daquilo que hoje são os componentes essenciais de uma moderna turbina eólica.

O Capítulo 3 faz uma descrição das estratégias de controlo habitualmente usadas nas turbinas eólicas, sendo particularmente focados os principais métodos de limitação de potência utilizados. Pela importância que hoje assume nas modernas turbinas eólicas, é posta particular ênfase na estratégia de controlo de uma turbina eólica de velocidade variável.

O Capítulo 4 descreve a modelação e o controlo de uma turbina eólica de velocidade variável. Pela quantidade de informação disponível, e representatividade no mercado da energia eólica, a turbina eólica Vestas através do seu modelo V-47 (Vestas-V47 2006) servirá de referência para o modelo computacional construído, onde se aplica uma estratégia de controlo do ângulo de passo das pás, baseada num controlador adaptativo.

O Capítulo 5 faz uma síntese das principais técnicas usadas em Previsão de Séries Temporais (PST), dividindo-se o capítulo na análise dos métodos ditos convencionais como o Alisamento Exponencial (AE) ou a metodologia de Box-Jenkins e os métodos utilizados pela Inteligência Artificial (IA) como as RNA e os AG.

O Capítulo 6 faz uso das técnicas de IA para elaborar previsões de curto prazo em séries de vento. É descrito neste capítulo um modelo de previsão de vento baseado num algoritmo de

selecção de variáveis. O algoritmo baseia-se num modelo híbrido que usa um AG como heurística para seleccionar a combinação de variáveis mais apropriada para fazer a previsão e uma RNA como função de avaliação do AG. Os resultados do modelo proposto serão posteriormente utilizados para fazer previsões de intensidade de vento para horizontes temporais de 24 e 72h.

O Capítulo 7 apresenta um modelo de controlo adaptativo para a potência produzida por um parque eólico em tempo real (ou preditivo a curto prazo). Sendo capacidade de gerir a integração de geração eólica na rede eléctrica dependente essencialmente, da previsão da potência eólica, é apresentado, um algoritmo para permitir fazer a gestão de parques eólicos, que inclui, a possibilidade de despacho total, e a possibilidade de limitação da energia produzida pelo parque. O algoritmo é baseado em técnicas de IA como as RNA e os AG. Dados relativos a um parque eólico existente na Ilha da Madeira são utilizados como teste para avaliação do modelo proposto.

Finalmente o Capítulo 8 apresenta o conjunto de conclusões que foram obtidas, como resultado de todo o trabalho que foi produzido e que conduziu no fundo a esta dissertação. O capítulo termina com um conjunto de sugestões passíveis de desenvolvimento num trabalho futuro.

A dissertação termina com a apresentação em anexo das características técnicas da turbina real que serviu de referência ao modelo implementado.

Capítulo 2

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APROVEITAMENTO DO RECURSO EÓLICO

2.1 I

A história da energia está associada à modernização das sociedades, à possibilidade de comunicação entre comunidades geograficamente separadas, à intensidade da circulação de pessoas e mercadorias, à impregnação da tecnologia no quotidiano e ao despertar da consciência ecológica e social.

Em Portugal, aliás como em todos os países industrializados, a energia é, simultaneamente, um importante factor de crescimento da economia e um elemento vital para o desenvolvimento sustentável do país. A relevância do sector advém, também, da necessidade de reduzir a dependência energética de Portugal dos combustíveis fósseis, dada a limitação das reservas mundiais das formas de energia que deles dependem e do compromisso assumido internacionalmente (Protocolo de Quioto), para redução global das emissões de gases com efeito de estufa.

No princípio do 2º milénio, fontes energéticas como o vento, a água e a lenha dominavam a produção de calor e de força motriz. Em épocas mais recentes, as novas fontes – o carvão, o petróleo, o gás e o nuclear – substituíram estas fontes tradicionais, em particular nos países que se foram industrializando.

Em Portugal, a escassez de reservas conhecidas de combustíveis fósseis, a limitação das possibilidades de utilização de combustíveis derivados da madeira e a não utilização das reservas de urânio existentes, por ter sido tomada a decisão de não avançar com o programa nuclear, fazem das energias endógenas renováveis praticamente os únicos recursos energéticos disponíveis.

A ideia de que as energias renováveis poderão ser um substituto viável para os combustíveis fósseis ganha um novo impulso a partir do choque petrolífero da década de 70. A necessidade de assegurar a diversidade e a segurança no fornecimento de energia por um lado, e, por outro, a obrigação de proteger o ambiente, cuja degradação é acentuada pelo uso de combustíveis fósseis, fizeram despoletar o interesse nas chamadas “energias renováveis”.

A total dependência da nossa civilização em relação ao petróleo pode, em qualquer altura de crise económica mundial ou instabilidade política dos países produtores, gerar um aumento descontrolado dos preços da energia com claras repercussões negativas nas economias dos países industrializados. É hoje uma necessidade imperiosa proceder a uma mudança de paradigma energético. Nunca como agora as chamadas “energias renováveis” são tão absolutamente necessárias. Deveremos atender não só ao facto de os seus benefícios não estarem limitados apenas ao seu menor impacto ambiental, mas também à possibilidade de atingir igualmente um outro objectivo importante, a diversificação dos recursos energéticos.

Este último objectivo deve ser uma das principais prioridades da política energética dos países desenvolvidos. No caso Português, assume particular importância, uma vez que a dependência do país em relação ao petróleo e seus derivados é extremamente elevada. Assim, a procura de outros combustíveis ou em alternativa, o recurso às energias renováveis surge como uma prioridade estratégica para o sector energético Português.

De todas as formas de energia renováveis (com excepção para a energia hídrica) a energia eólica é hoje configurada como a mais atractiva para exploração em grande escala.

Este capítulo procura fazer o estado da arte da produção de electricidade a partir do vento. Os temas abordados referem-se fundamentalmente, à necessidade de criação de uma política energética alternativa, à importância do vento como recurso energético, à avaliação do potencial eólico de uma região e à turbina eólica, em termos da sua estrutura e ligação à rede eléctrica, como forma de aproveitamento desta energia para produção de electricidade.

Chegará o dia em que qualquer atitude tomada pelo ser humano em consciência ou por necessidade terá como prioridade o meio ambiente.