Análise comparativa do desempenho de turbinas eólicas offshore de grande porte aplicadas à costa do Rio Grande do Norte
Turbina eólica offshore; desempenho; QBlade; simulação aerodinâmica; Rio Grande do Norte.
A expansão da energia eólica offshore tem impulsionado o desenvolvimento de turbinas de grande porte, caracterizadas pelo aumento da potência nominal, do diâmetro do rotor e da capacidade de geração. Esta pesquisa analisa comparativamente o desempenho aerodinâmico e energético das turbinas offshore DTU 10 MW, IEA 15 MW e IEA 22 MW, considerando a condição de vento de 10 m/s associada ao cenário offshore da costa do Rio Grande do Norte. Inicialmente, foi realizada uma revisão bibliográfica sobre a evolução da energia eólica offshore, o recurso eólico, as tecnologias empregadas e os principais componentes dos aerogeradores. Em seguida, foram caracterizados e comparados os modelos selecionados quanto à potência nominal, ao diâmetro do rotor, à altura do cubo, à área varrida e aos parâmetros de desempenho. As simulações foram realizadas no software QBlade, utilizando os métodos Blade Element Momentum (BEM) e Vortex Method, com velocidade de vento de 10 m/s. Foram analisados o torque, a velocidade de rotação, a potência, o coeficiente de potência (Cp) e o coeficiente de empuxo (Ct). Como resultados, a DTU 10 MW apresentou torque de 9,3221 × 10⁶ N·m, potência de 7,9543 × 10⁶ W, Cp = 0,52 e Ct = 0,83. A IEA 15 MW apresentou torque de 1,8144 × 10⁷ N·m, potência de 1,3731 × 10⁷ W, Cp = 0,49 e Ct = 0,69. A IEA 22 MW apresentou torque de 2,9007 × 10⁷ N·m, potência de 2,0945 × 10⁷ W, Cp = 0,54 e Ct = 0,78. Sob a condição de vento analisada, a IEA 22 MW apresentou os maiores valores de Cp, torque e potência, enquanto a DTU 10 MW apresentou o maior Ct e a maior velocidade de rotação. Os resultados indicam que o desempenho depende do parâmetro considerado e que a IEA 22 MW apresentou a maior capacidade de geração entre os modelos na condição simulada. A pesquisa contribui para uma avaliação comparativa inicial de turbinas offshore de diferentes capacidades aplicadas ao cenário da costa potiguar.