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http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/17864| Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Título: | Torre e fundação de aerogeradores onshore e offshore: uma revisão bibliográfica abordando tipos, materiais empregados e principais características |
| Autor(es): | Farias, Vitor Guilherme Lemos |
| Primeiro Orientador: | Santana, Jerusa Goes Aragão |
| Resumo: | A produção de energia elétrica por fontes renováveis tornou-se uma alternativa para minimizar os problemas ambientais resultantes da emissão de gases de efeito estufa. Em busca de soluções para esta problemática, a energia cinética proveniente dos ventos passou a ser utilizada como alternativas para geração de energia elétrica. Com o avanço tecnológico e para atender uma demanda crescente, os aerogeradores ficaram mais potentes, maiores e mais eficientes. Com isso, as torres e fundações passaram a ser mais exigidas, desempenhando, um papel fundamental para o bom funcionamento do aerogerador. Utilizando uma pesquisa bibliográfica sistemática, este trabalho aborda assuntos relacionados à torres e fundações de aerogeradores e a interação entre ambas nos ambientes onshore e offshore. Como fontes de consultas, foram utilizados bancos de dados, livros técnicos, periódicos especializados, dentre outros, comparando-se, em todo o processo, as vantagens e desvantagens inerentes a cada ambiente de instalação dos aerogeradores. Neste contexto, alguns temas considerados relevantes foram abordados, tais como: principais tipos de fundações e torres; desempenho estrutural das torres em função do tipo de material empregado; logística e principais desafios para transporte das torres; técnicas empregadas na interação do sistema torre-fundação nos ambientes onshore e offshore; manutenção; principais patologias encontradas e vida útil dos componentes estudados. Por meio da análise dos dados foi possível verificar que dentre as tipologias de fundações comumente utilizadas no ambiente onshore, no Brasil, a fundação profunda corresponde a 56,7% das instalações dos aerogeradores. Embora ainda não existam parques offshore no país, no contexto mundial, a fundação monopile (para profundidades inferiores a 30 m) foi a mais utilizada em 2022 (70%), demonstrando a dificuldade de expansão do setor, motivada pela complexidade e custos relacionados ao ambiente. A necessidade de turbinas maiores e mais potentes, aliados a condições impostas pelo meio de implantação requer um projeto robusto que considere o desempenho estrutural da torre. Assim, comparando-se torres eólicas construídas com diferentes tipos de materiais (concreto armado e aço), observou-se que as torres de concreto armado, por possuírem maior inércia, são menos suscetíveis a desgaste por fadiga e apresentam menores deflexões. Em relação ao transporte, as torres metálicas necessitam de uma logística complexa, enquanto as torres de concreto podem ser produzidas no próprio canteiro da obra, contribuindo para a redução dos custos desta etapa. A manutenção das torres deve ocorrer regularmente pois, prolonga a sua vida útil, minimiza os custos com reparos e permite a detecção precoce de patologias. Neste contexto, dentre as patologias que acometem as torres, durante toda sua vida útil, a corrosão é a mais frequente, especialmente no ambiente offshore, em virtude da agressividade do meio. Ao término da vida útil das torres e fundações, assim como as demais partes do aerogerador, duas alternativas podem ser consideradas; descomissionamento ou repotenciação. Independente do local da instalação e do tipo de material utilizado, o conhecimento das etapas que envolvem a elaboração do projeto de torres e fundações é primordial para o desempenho do aerogerador e, portanto, deve ser considerado. |
| Abstract: | The production of electricity from renewable sources has become an alternative to minimize environmental problems resulting from greenhouse gas emissions. In search of solutions to this issue, kinetic energy from wind has been used as an alternative for electricity generation. With technological advancements and to meet growing demand, wind turbines have become more powerful, larger, and more efficient. As a result, towers and foundations have been subject to greater demands, playing a key role in the proper functioning of the wind turbine. Using a systematic bibliographic review, this paper addresses topics related to wind turbine towers and foundations, and the interaction between both in onshore and offshore environments. The sources consulted included databases, technical books, specialized journals, among others, comparing the advantages and disadvantages inherent to each installation environment for wind turbines. In this context, several relevant themes were covered, such as: main types of foundations and towers; structural performance of towers based on the type of material used; logistics and main challenges for transporting the towers; techniques used in the tower-foundation interaction in onshore and offshore environments; maintenance; common pathologies and the useful life of the components studied. Through data analysis, it was found that among the types of foundations commonly used in the onshore environment in Brazil, deep foundations account for 56.7% of wind turbine installations. Although there are no offshore wind farms in Brazil yet, globally, the monopile foundation (for depths less than 30 meters) was the most used in 2022 (70%), showing the challenges for sector expansion due to the complexity and costs associated with the offshore environment. The need for larger and more powerful turbines, combined with the conditions imposed by the installation environment, requires a robust design that considers the structural performance of the tower. By comparing wind towers built with different materials (reinforced concrete and steel), it was observed that reinforced concrete towers, due to their higher inertia, are less susceptible to fatigue wear and exhibit lower deflections. Regarding transportation, steel towers require complex logistics, while concrete towers can be produced on-site, helping to reduce costs in this phase. Tower maintenance must occur regularly, as it extends the tower's lifespan, minimizes repair costs, and allows for early detection of pathologies. In this context, among the pathologies that affect towers throughout their lifespan, corrosion is the most frequent, especially in offshore environments, due to the aggressive conditions. At the end of the towers' and foundations' useful life, as well as other wind turbine components, two alternatives can be considered: decommissioning or repowering. Regardless of the installation site or material used, understanding the stages involved in the design of towers and foundations is crucial for the wind turbine's performance and must therefore be considered. |
| Palavras-chave: | Onshore Energia eólica Torre Fundação Aerogeradores Onshore |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
| Sigla da Instituição: | UFAL |
| metadata.dc.publisher.department: | Curso de Engenharia de Energia - Bacharelado |
| Citação: | FARIAS, Vitor Guilherme Lemos. Torre e fundação de aerogeradores onshore e offshore: uma revisão bibliográfica abordando tipos, materiais empregados e principais características. 2024. 84f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Energia) – Campus de Engenharias e Ciências Agrárias, Universidade Federal de Alagoas, Rio Largo, 2026. |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/17864 |
| Data do documento: | 5-nov-2024 |
| Aparece nas coleções: | Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA DE ENERGIA - CECA |
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