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Planta eólica do campus Araranguá. (Imagem: Energy Plus/ Alef Cerutti)

Nesta quarta-feira, 31 de agosto, às 18h30, o Grupo de Pesquisa Aplicada na Área das Energias Renováveis (Plus Energy), do Departamento de Energia e Sustentabilidade da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), irá inaugurar o seu próprio aerogerador no Campus de Araranguá. O projeto consiste em extrair do vento a energia cinética e convertê-la em energia elétrica, com o objetivo de alimentar a sala do centro acadêmico dos cursos do campus e, futuramente, o laboratório do Plus Energy.

A torre eólica, instalada em 20 de junho, foi totalmente projetada, construída e montada por uma equipe de dez estudantes. “O projeto surgiu em uma conversa no restaurante universitário, entre um amigo e eu, e pensamos em fazer algo que se relacionasse ao curso e aplicasse várias disciplinas”, conta Sulivan Graebin, aluno do curso de Engenharia de Energia. Durante o processo, foi preciso avaliar a viabilidade da construção da torre em Araranguá por estudos de qualidade do vento e potencial eólico, e ir atrás de patrocínio para construção dos sistemas elétricos e das pás.

O trabalho teve seu maior desenvolvimento após a restrição da pandemia de Covid-19, entre 2021 e 2022, mas a ideia foi concebida pelos próprios estudantes em 2019. A planta eólica que está sendo inaugurada nesta semana é o segundo modelo, construído com base nas análises feitas de dados da primeira versão do projeto. Alef Cerutti, aluno de Engenharia de Energia, comenta que “a parte mais difícil, falando de modo geral, é a questão financeira. Muita dificuldade de ter recurso e conseguir verba para comprar o necessário para montar o sistema”.

O gerador, autônomo, possui capacidade para gerar 5kW. A sua estrutura tem, da base até a ponta das pás, 13,5 metros – cada pá é constituída de alumínio e tem 3 metros de comprimento. Atualmente, o projeto está em etapas de estruturação do sistema de armazenamento da energia e sua distribuição, já que o grupo de pesquisa trabalha em projetos ligados à energia eólica e solar para abastecer parte da demanda do campus.

Confira a galeria de imagens do processo de construção e instalação da planta eólica:

Fotos: Instagram/ Energy Plus.

Carolina Monteiro e Matheus Alves/ Estagiários Agecom/ UFSC
Supervisão: Camila Raposo/ Jornalista da Agecom/ UFSC

Foto: Divulgação /AQTech

Um grupo de pesquisadores do Laboratório de Integração Software/Hardware (Lisha) do Centro Tecnológico da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) desenvolve o projeto Detecção de anomalias em aerogeradores usando inteligência artificial, buscando aplicar técnicas de inteligência artificial (AI), machine learning (aprendizado de máquina) em particular, a dados operacionais e de vibração para detectar condições específicas de desempenho na operação de geradores eólicos de energia elétrica.

Como máquinas que são, os aerogeradores estão sujeitos a forças que vão além daquela aplicada pelos ventos nos rotores, e essas forças podem causar vibrações em diversos componentes do aerogerador, principalmente na caixa de transmissão. “A correlação dos dados operacionais, como a velocidade e a direção do vento, a velocidade nas partes móveis e a potência gerada, com dados sensoriais, que capturam tais vibrações, nos permite diagnosticar a máquina enquanto ela opera”, explica o professor Antonio Augusto Fröhlich, coordenador dos trabalhos na UFSC.

Uma das empresas parceiras do projeto, que atua no desenvolvimento de soluções de monitoramento e diagnóstico para o mercado de energia, instrumentou um conjunto de aerogeradores com sensores de vibração, incluindo vibrações acústicas. A instrumentação alinha-se com a plataforma do laboratório, e a telemetria permite a aplicação de técnicas de inteligência artificial em diversos estágios do monitoramento. O principal benefício da detecção de anomalias nos aerogeradores é a possibilidade de manutenção antecipada do ativo, e, consequentemente, o aumento da disponibilidade da máquina.

Isso representa vantagem para o dono do ativo, com a redução dos custos de manutenção, e até mais renda, com o equipamento disponível por mais tempo. Já o impacto social mais relevante está relacionado ao aumento do uso de energias renováveis, principalmente em momentos de crise hídrica como a registrada recentemente no Brasil. “Com o aumento da geração eólica se reduz o uso de térmicas, e, consequentemente, diminuem o custo do MWh e os impactos ambientais”, observa o professor Fröhlich.

O principal modo de falha detectado até o momento diz respeito a defeitos no eixo da alta velocidade da caixa de transmissão do aerogerador. As vibrações observadas dependem da velocidade de rotação, e o treinamento de modelos robustos que capturem as variações é considerada uma grande conquista para a equipe da UFSC. “Hoje conseguimos prever tais falhas com antecedência, alertando a empresa para que possa escalonar manutenções preventivas, evitando assim que a máquina sofra defeitos permanentes”, destaca o professor.

Com todos os objetivos alcançados, a parceria agora parte para a ampliação do número de aerogeradores monitorados e para a ampliação do espectro de outros modos de falhas. E, claro, colaborar cada vez mais com o aumento acelerado da geração de energias renováveis e ambientalmente sustentáveis.

A reportagem completa integra a edição número 13 da Revista da Fapeu disponível em https://abre.ai/revistadafapeu

Um grupo de pesquisadores vinculados a um laboratório do Centro Tecnológico da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) está desenvolvendo uma inovadora tecnologia de geração de energia eólica, os aerogeradores com aerofólios cabeados (Airborne Wind Energy – AWE). A tecnologia consiste no tracionamento, por uma pipa (kite), de um cabo que está enrolado no tambor de um gerador que fica no solo. O estudo é pioneiro na América Latina, e a equipe de cientistas planeja lançar até o fim do ano um protótipo gerando energia, para assim conseguirem um financiamento para o projeto piloto nos próximos anos.

A pipa é conectada a um cabo que se distancia à medida que é compelida pelo vento, realizando uma trajetória em forma de oito até levar o cabo ao seu limite. Após isso, o cabo é puxado de volta para que seu ciclo se repita, de forma que a força necessária para puxar o cabo é apenas uma fração da energia produzida, conservando energia durante o processo. 

A unidade de solo pode ser facilmente transportada de um lugar para o outro

A tecnologia se diferencia das turbinas eólicas pela capacidade de captar ventos mais constantes, já que consegue alcançar uma altura de 600 a 800 metros, enquanto os equipamentos dos parques eólicos convencionais atingem em média 130 metros. Além disso, o equipamento é mais leve e acessível, pois o gerador que compõe a unidade solo é de fácil manutenção e os materiais da pipa são mais baratos.

O aerogerador também possui vantagens ecológicas, como o fato de cabos e tecido das asas serem recicláveis, facilitando o descarte dos recursos após a validade, enquanto o descarte dos materiais das torres eólicas está formando um verdadeiro “cemitério” desses materiais mundo afora. Como a asa opera em grandes altitudes, o ruído de deslocamento da asa e a poluição visual são menores.

“Também é possível, com tecnologia já existente, detectar a chegada de pássaros e desviar a operação da asa da rota de migração, evitando assim, a morte de muitos pássaros”, diz o pesquisador Alexandre Trofino.

Protótipo da unidade de voo do UFSCkite

Estudos preliminares de viabilidade econômica realizados por empresas européias no ramo e pela UFSCkite sugerem que a energia gerada com essa nova tecnologia poderá ser vendida a preços inferiores aos praticados pela tecnologia convencional baseada em torres.

Segundo o pesquisador, “o custo da instalação acaba sendo bem menor, talvez um décimo do preço de uma turbina eólica”. No entanto, a ideia é que esses dispositivos de energia renováveis não compitam entre si, mas que funcionem como um conjunto, priorizando o gerador de energia mais adequado em determinada área. 

UFSCKite na Mídia

O projeto foi divulgado por diversos veículos de comunicação, locais e nacionais. Uma reportagem da NSCTV aborda a necessidade de investimento nacional na nova tecnologia para que seja mais acessível a todos. Confira o vídeo. Outra matéria, da EBC Brasil, fala do caráter inovador e pioneiro do projeto. Confira no link.

Sobre o projeto:

O projeto UFSCkite é conduzido desde 2012 pelos professores Alexandre Trofino e Marcelo de Lellis e teve um reforço temporário dos engenheiros Roberto Crepaldi e Leonardo Papais. A iniciativa também é fruto de colaborações acadêmicas internacionais e de parcerias com empresas nacionais no desenvolvimento de equipamentos tecnológicos. É possível acompanhar os  testes em campo do aerogerador pelo canal do Yotube da UFSCkite.

No exterior, já existem versões mais desenvolvidas da tecnologia, como as empresas européias Kite Power e Skysails Power. Porém, diferentemente das empresas estrangeiras, o protótipo da UFSCkite é o único que é capaz de alçar voo sem a necessidade de ventos em baixa altitude. 

A expectativa do grupo é viabilizar comercialmente essa tecnologia no Brasil nos próximos anos, mas investimentos são necessários para poderem abrir uma empresa. Após os testes em curso com o protótipo atual, o grupo de pesquisadores estipula um prazo de quatro anos para construção da planta piloto e de três anos para transformá-la num produto comercializável. 

Roberto Crepaldi, ex-integrante da equipe, resume quem seria o público beneficiado com essa nova opção: “O mercado interessado seriam as pessoas que se interessassem em pagar mais barato na energia e para ter essa obtenção de energia de uma forma menos impactante”.

João Mesquita / Estagiário de Jornalismo da Agecom

O novo episódio da série de vídeos ‘Traduzindo ciência’ apresenta o projeto UFSCkite, que estuda e desenvolve uma tecnologia alternativa para explorar a força dos ventos com aerofólios, de modo mais barato e economicamente viável. Os pesquisadores da UFSC são pioneiros na América Latina a estudar e desenvolver a tecnologia de aerofólios cabeados. Quem explica o projeto é professor do Departamento de Automação e Sistemas Marcelo De Lellis Costa de Oliveira.

A Agência de Comunicação (Agecom) da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) publica semanalmente a série de vídeos ‘Traduzindo ciência’. Em cada episódio, cientistas da UFSC apresentam detalhes de projetos sobre estudos de excelência que impactam a sociedade e sobre o universo das pesquisas que ocorrem na instituição.

Mapa disponível neste link

Professores e alunos de Engenharia Mecânica da UFSC reviram egressos do curso que atualmente trabalham em empresas ligadas à produção de energia eólica no Workshop em Climatologia e Previsão Eólica, realizado no dia 2 de setembro. Representantes de empresas como Voltalia, Camargo Schubert e WEG compartilharam experiências após ouvir as apresentações sobre os resultados obtidos no projeto de P&D executado em uma parceria entre a empresa Atlantic Energias Renováveis, o Instituto Federal de Santa Catarina (IFSC), e a Universidade – envolvendo os Departamentos de Física e Engenharia Mecânica, o último por meio do Grupo Eólica do Laboratórios de Engenharia de Processos de Conversão e Tecnologia de Energia (Lepten).
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