Aplicação do Método dos Mínimos Quadrados para o ajuste da curva de potência de um aerogerador de pequeno porte

Autores

  • Camila e Silva Gomes Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS), Campus Rio Grande, Rio Grande, RS; Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Centro Ciências Computacionais, Programa de Pós Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC), Rio Grande, RS http://orcid.org/0000-0001-7078-4048
  • Nisia Krusche Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Centro Ciências Computacionais, Rio Grande, RS http://orcid.org/0000-0001-9880-4987
  • Javier Garcia López Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS), Campus Rio Grande, Rio Grande, RS http://orcid.org/0000-0002-9595-5568

DOI:

https://doi.org/10.35819/remat2020v6i1id3492

Palavras-chave:

Modelagem Matemática, Energia Eólica, Ajuste de Curvas, Método dos Mínimos Quadrados, Curva de Potência

Resumo

Com o desenvolvimento da indústria eólica e a necessidade de gerar energia elétrica, os aerogeradores estão sendo instalados em diversas localidades. Em cada ambiente de instalação são observadas certas peculiaridades, o que torna necessária uma modelagem adequada da relação entre a velocidade do vento e a potência gerada pelo aerogerador, a fim de prever corretamente a produção de energia em qualquer ambiente. Neste trabalho, foi construída uma proposta, a partir dos dados coletados por um aerogerador em junho de 2017, para encontrar uma representação polinomial para a curva de potência de um modelo de aerogerador específico, usando um método de ajuste de curvas. A representação obtida foi validada com os resultados diários coletados e com obtenção da curva de potência do aerogerador. Nos 14.929 dados registrados por minuto pelo aerogerador no mês, foi aplicado o Método de Ajuste por Mínimos Quadrados, utilizando um polinômio de grau 3 como base. O objetivo deste trabalho é encontrar um polinômio que represente de modo adequado a curva de potência de um aerogerador de pequeno porte. Uma vez encontrado esse polinômio, para auferir a qualidade da representação, foi avaliado o nível de correlação e significância, comparando-se o polinômio encontrado com dados experimentais coletados ao longo de 30 dias e a sua curva de potência. Os resultados obtidos mostram-se satisfatórios para os casos nos quais os experimentos permitiram coletar dados úteis por mais de 2 horas consecutivas.

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Biografia do Autor

  • Camila e Silva Gomes, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS), Campus Rio Grande, Rio Grande, RS; Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Centro Ciências Computacionais, Programa de Pós Graduação em Modelagem Computacional (PPGMC), Rio Grande, RS

    Possui mestrado em Modelagem Computacional (2011), é Bacharel em Física Aplicada pela Universidade Federal do Rio Grande (2007) e licenciada em Física pela Universidade Federal do Rio Grande (2005).

  • Nisia Krusche, Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Centro Ciências Computacionais, Rio Grande, RS

    Nisia Krusche concluiu o doutorado em Meteorologia pela Universidade de São Paulo em 1997. Atualmente é Professora Titular, trabalhando no Centro de Ciências Computacionais da Universidade Federal do Rio Grande. Publicou 30 artigos em periódicos especializados e 120 trabalhos em anais de eventos. Possui 1 livro publicado. Orientou 9 dissertações de mestrado, além de ter orientado 21 trabalhos de iniciação científica e 10 trabalhos de conclusão de curso. Atua na área de Geociências, com ênfase em Micrometeorologia e Climatologia. Coordena o Grupo de Pesquisa de Física Ambiental, que desenvolve pesquisa em duas linhas: Estudos de Turbulência Atmosféricas e Modelagem Climática Aplicada. Em suas atividades profissionais, interagiu com 120 colaboradores em co-autorias de trabalhos científicos e projetos. Foi membro do Comitê de Educação e Recursos Humanos da American Geophysical Union no mandato de 2007 a 2009 e membro do Comitê de Cooperação Internacional da mesma organização, com mandato de 2014 a 2017. Em 2015, realizou pós-doutorado no Fraunhofer Institute Wind Energy and Energy System Technology, IWES, em Oldenburg, Alemanha, quando investigou a relação entre turbulência e energia eólica. Este tema tem sido central em suas pesquisas atuais. Finalmente, participou do projeto de extensão Bicharada da FURG até 2010, que visava promover a guarda responsável de animais domésticos, especialmente nos campi da universidade e seus entornos, e colabora no projeto de extensão Bicharada Universitária, que tem como objetivo proporcionar uma melhor qualidade de vida aos animais comunitários que vivem no campus da universidade.

  • Javier Garcia López, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul (IFRS), Campus Rio Grande, Rio Grande, RS

    Possui graduação em Ciências Matemáticas - Universidad Nacional de Ingenieria Lima Peru (1980), mestrado em Computação pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (1987) e doutorado em Educação Ambiental pela Universidade Federal do Rio Grande (2014). Atualmente é professor assistente da Universidade Federal do Rio Grande e adjunto nível III do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul. Coordenador do Curso de Tecnólogo em Construção de Edifícios. Além disso, atua nos cursos de Engenharia Mecânica e Tecnólogo em Analise e Desenvolvimento de Sistemas. Tem experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Software Básico, atuando principalmente nos seguintes temas: Matemática Discreta, Métodos Numéricos, ead, bancos de dados relacionais, avaliação, internet e software numérico.

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Publicado

2020-01-19

Edição

Seção

Matemática Pura e/ou Aplicada

Como Citar

GOMES, Camila e Silva; KRUSCHE, Nisia; LÓPEZ, Javier Garcia. Aplicação do Método dos Mínimos Quadrados para o ajuste da curva de potência de um aerogerador de pequeno porte. REMAT: Revista Eletrônica da Matemática, Bento Gonçalves, RS, Brasil, v. 6, n. 1, p. 1–16, 2020. DOI: 10.35819/remat2020v6i1id3492. Disponível em: https://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/REMAT/article/view/3492.. Acesso em: 27 nov. 2024.

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