Os sistemas de produção de energia eólica (AWE) são uma tecnologia emergente no campo das energias renováveis,que tem recebido cada vez maior atenção da comunidade académica e empresarial. O objetivo desta tecnologia AWE é aproveitar a energia do vento em altitudes mais elevadas do que as que turbinas eólicas convencionais podem alcançar. Em grandes altitudes, o vento é geralmente mais forte e mais consistente. Além disso, a sua estrutura leve facilita a instalação em plataformas offshore e em locais mais remotos.
Este projeto visa explorar o design e otimização em parques eólicos com tecnologia AWE, albergando múltiplos dispositivos aéreos (kites), a partilhar espaços comuns (um terreno com dimensões especificadas) e tendo em conta as características locais do vento. Pretende-se encontrar soluções de compromisso entre operar em segurança (sem colisões entre kites ou cabos) e o uso eficiente do terreno no sentido de maximizar a produção de energia no parque eólico.
Entre as atividades desenvolvidas enfatizamos a participação com diversas apresentações e comunicações nas duas mais importantes conferências da área em que se insere o projeto, mais concretamente, a Airborne Wind Energy Conference (AWEC 2024) que se realizou em Madrid, 24 a 26 de Abril de 2024 e Wind Energy Science Conference (WESC 2023), que se realizou em Glasgow, 23 a 26 de Maio de 2023, (12 comunicações, 7 na AWEC2024 e 5 na WESC2023 ). Realçamos também os diversos seminários realizados no ISEP e na FEUP a fim de divulgar este tipo de tecnologia junto de professores e estudantes. Temos alguns artigos de conferência já aceites em importantes conferências como: International Conference on The Dynamics of Information Systems( DIS 2024), International Conference on Automatic Control and Soft Computing ( Controlo 2024) e European Control Conference (ECC2024).
Entre os resultados esperados, destacamos o desenvolvimento de meta heurísticas baseadas em Algoritmos Genéticos para resolução dos problemas de otimização, que nos permite obter as curvas relativas à potência média de ciclo otimizadas para cada velocidade de vento. Em simultâneo, determinamos o número de unidades a instalar no parque, bem como a parametrização dos respetivos envelopes de voo. Posteriormente, tendo em consideração as caraterísticas locais de vento obtemos estimativas para a Produção Anual de Energia (AEP) do parque, bem como outras importantes medidas como Fator de Capacidade (CF) e a Densidade de Potência (DP). Por outro lado, estamos a desenvolver estratégias de nivelamento de produção de energia de um parque AWE, de modo a estabilizar o fluxo de energia para a rede elétrica. Isto é importante para reduzir os desequilíbrios inerentes aos sistemas AWE, que registam flutuações significativas entre a produção e o consumo de energia. Utilizamos duas estratégias distintas: Na primeira abordagem, realizamos a fase de retração fora do envelope de voo, enquanto na técnica proposta, a fase de retração ocorre dentro do envelope de voo. Esta última medida resulta numa forma de onda de potência mais suave, uma vez que permite que as fases de retração sejam dessincronizadas entre unidades, mantendo as garantias de prevenção de colisões. Além disso, estamos a abordar o problema do dimensionamento dos Sistemas de Armazenamento de Energia necessários para uma integração perfeita na rede, utilizando supercondensadores. |
