Otimização e análise RAM de parque eólico offshore.

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Terra, Leonardo Suzano
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Algoritmos genéticos; Análise RAM; Deepwater Offshore wind turbine; Genetic algorithms; Método de Monte Carlo; Monte Carlo method; Parque eólico; RAM analysis; Turbina eólica offshore para águas profundas; Wind farm
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3135/tde-02122024-102217/

O setor eólico tem atraído diversos investimentos nos últimos anos e tem ganhado expressividade na matriz energética brasileira. Nele, as turbinas eólicas offshore, ou seja, aquelas que são instaladas em alto-mar, têm uma grande relevância atualmente no contexto da transição para fontes de energia limpa e renovável. Este trabalho tem por objetivo executar uma otimização da configuração de um parque eólico offshore formado por turbinas eólicas flutuantes para águas profundas, que geram energia para utilização em plataformas tipo FPSO. Essa otimização é realizada pelo método dos algoritmos genéticos, visando obter a configuração e os recursos de manutenção ótimos, com as funções de mérito a serem otimizadas sendo a disponibilidade segundo a demanda de uma FPSO durante sua vida útil (a ser maximizada) e custo total (a ser minimizado) do parque eólico. As funções de mérito são obtidas por meio de uma análise RAM, efetuada por uma simulação de Monte Carlo com os dados de entrada sendo as quantidades de equipes e embarcações de manutenção, dos sobressalentes de peças de reposição e da quantidade de turbinas do parque. Foram utilizadas taxas de falha e reparo com distribuição exponencial de turbinas em parque eólicos offshore como referência para a modelagem do parque na análise RAM. A simulação foi efetuada por meio de um algoritmo desenvolvido no Matlab, contendo as rotinas de análise RAM e otimização. Como parte complementar deste trabalho, foram realizadas a modelagem e a avaliação dos tempos de inatividade operacional de uma turbina eólica flutuante dedicada ao acionamento direto de uma bomba injetora de água em poços de exploração de petróleo.