dc.creator |
MIRANDA, Luiza Fortes |
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dc.date.issued |
2021-05-05 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/2463 |
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dc.description.abstract |
An increase in the demand for sustainable electricity generation can be seen as the
knowledge about the human influence on global warming expands associated with an increase
in the world electricity demand. This characterizes the energy transition, seeking to reduce both
environmental impacts and fossil fuels use, while keeping the energy security. It is relatively
easy to transport and transform the electrical form of energy, but there is still a lack of access
to electricity in many regions around the world. In this context, the development of hydrokinetic
turbines can be valuable. This type of turbine transforms the kinetic energy of a river or ocean
water flow into shaft power, that starts a generator. In contrast to conventional hydraulic
turbomachines, these turbines do not require dams, as they are free flow turbines.
To define strategies for the study of hydrokinetic turbines, the steps for classification in
Technology Readiness Levels are proposed. This management tool is often used with the aim
of technical validation and cost reduction in engineering projects. One study case was also
carried out. Numerical modeling was conducted to study a hydrokinetic turbine operating in
tidal regime, with flow in two opposite orientations intermittently. The ANSYS CFX® software
was used to numerically solve local and global quantities that were used to analyze the blade
project influence on the machine efficiency with a computational fluid dynamics approach.
Hydrokinetic turbines can be used in small systems for electrification of villages or in
farms with many turbines to achieve a higher installed power. In the first example, costs are
limiting in the projects, while for large systems the efficiency usually defines the viability. The
challenges for sustainable electricity generation increase the opportunities for development of
new hydrokinetic turbines market. That can be beneficial to Brazil, the country already has a
large participation of renewable sources for electricity generation but has challenges to keep
this attribute. Hydrokinetic turbines are not a completely consolidated technology, therefore
there is an opportunity for the development of new turbine models. |
pt_BR |
dc.description.sponsorship |
Agência 1 |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Geração sustentável |
pt_BR |
dc.subject |
Turbinas hidrocinéticas |
pt_BR |
dc.subject |
Níveis de maturidade tecnológica |
pt_BR |
dc.subject |
Fluidodinâmica computacional |
pt_BR |
dc.title |
Estudo de turbina hidrocinética para operação em regime de marés em estuários |
pt_BR |
dc.type |
Dissertação |
pt_BR |
dc.date.available |
2021-07-02 |
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dc.date.available |
2021-07-03T14:15:28Z |
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dc.date.accessioned |
2021-07-03T14:15:28Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1457409258649701 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
TIAGO FILHO, Geraldo Lúcio |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/1838249887289555 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
CAMACHO, Ramiro Gustavo Ramirez |
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dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/6194277568885657 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
A busca por geração sustentável de eletricidade cresce com o aumento da demanda
concomitante à consciência da influência humana nas mudanças climáticas. Esse é um marco
da transição energética, que objetiva redução dos impactos ambientais e do uso de combustíveis
fósseis, mantendo a segurança energética. A eletricidade é uma forma de energia relativamente
fácil de ser transportada e transformada, mas que ainda é de difícil acesso por parte da
população. Nesse contexto, interessa o desenvolvimento de turbinas hidrocinéticas, que
transformam a energia cinética de um escoamento fluvial ou oceânico em potência de eixo e
acionam um gerador. Em contraste com turbinas hidráulicas convencionais, essas turbinas não
exigem barragens, operam fluxo livre. No trabalho propõe-se, primeiramente, uma classificação
em níveis de maturidade tecnológica com definições adaptadas a turbinas hidrocinéticas – esse
tipo de classificação tem o objetivo de validação técnica pragmática e redução de custos em
projetos de pesquisa de engenharia. A segunda proposta do trabalho é o estudo de caso, em que
é feita a modelagem numérica de uma turbina hidrocinética, inicialmente projetada para
aplicação fluvial unidirecional, operando em regime de marés com escoamento em dois
sentidos intermitentes. Para as simulações foi utilizado o software comercial de fluidodinâmica
computacional ANSYS CFX® na solução numérica de grandezas locais e globais para análise
da influência do projeto da pá no rendimento da máquina. As turbinas hidrocinéticas podem ser
aplicadas a pequenos sistemas para eletrificação de vilarejos, sendo o custo o principal limitante
desses projetos; ou a grandes sistemas, geralmente compostos por parques com diversos rotores,
cuja viabilidade depende fortemente do rendimento da turbina. Manter a matriz elétrica
brasileira predominantemente renovável é um desafio de interesse estratégico para sua
sustentabilidade e que gera oportunidades para o fomento do mercado de turbinas
hidrocinéticas. Mundialmente essa ainda não é uma tecnologia consolidada, possibilitando o
desenvolvimento tecnológico nacional de novos modelos de turbina. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
pt_BR |
dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de Energia |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
MIRANDA, Luiza Fortes. Estudo de turbina hidrocinética para operação em regime de marés em estuários. 2021. 123 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Energia) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2021. |
pt_BR |