https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20372| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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| lauragrossideoliveirasouza.pdf | 4.12 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Inteligência computacional aplicada na otimização de parques eólicos offshore |
| Autor(es): | Souza, Laura Grossi de Oliveira |
| Primeiro Orientador: | Silva Júnior, Ivo Chaves da |
| Membro da banca: | Coelho, Francisco Carlos Rodrigues |
| Membro da banca: | Oliveira, Leonardo Willer de |
| Resumo: | Com o avanço da participação da energia eólica na matriz elétrica brasileira e mundial, torna-se cada vez mais relevante compreender os fatores que influenciam o desempenho dos parques eólicos. A otimização do layout das turbinas é fundamental para maximizar a geração de energia e reduzir as perdas decorrentes do efeito de esteira (wake effect), que diminui a velocidade do vento a jusante e aumenta a turbulência, impactando a potência extraída e a vida útil dos equipamentos. Entre os modelos propostos para representar esse fenômeno, o modelo de Jensen é amplamente utilizado devido à sua simplicidade e eficácia, sendo adotado neste trabalho como base para a modelagem do efeito de esteira. Dado o caráter complexo e não linear do problema de otimização do layout de parques eólicos, torna-se necessário empregar técnicas computacionais avançadas capazes de explorar eficientemente o espaço de busca. Neste estudo, avaliam-se três metaheurísticas de otimização global: Bat Algorithm (BA), Grey Wolf Optimizer (GWO) e Multiverse Optimizer (MVO). O objetivo principal é comparar o desempenho dessas técnicas na geração de layouts mais eficientes para parques eólicos offshore, utilizando exclusivamente o modelo de Jensen para a estimativa das perdas energéticas. A metodologia foi aplicada a dois parques eólicos offshore reais em fase de licenciamento ambiental pelo IBAMA, denominados Pedra Grande e Camocim, ambos localizados na costa nordestina do Brasil. Essa aplicação permitiu analisar as características específicas de cada parque, bem como avaliar detalhadamente a eficiência dos algoritmos quanto à qualidade das soluções, convergência e ganho energético obtido após a otimização dos layouts. Os resultados evidenciam diferenças marcantes no comportamento das três metaheurísticas. O estudo reforça a importância de escolher adequadamente a metaheurística para o problema de otimização do layout e demonstra que é possível obter melhorias na estimativa de energia gerada pelo parque. |
| Abstract: | With the growing share of wind energy in the Brazilian and global electricity matrix, it becomes increasingly important to understand the factors that influence the performance of wind farms. The optimization of the turbine layout is essential to maximize energy generation and reduce the losses caused by the wake effect, which decreases wind speed downstream and increases turbulence, affecting the extracted power and the lifespan of the equipment. Among the models proposed to represent this phenomenon, the Jensen model is widely used due to its simplicity and effectiveness, and it is adopted in this work as the basis for wake modeling. Given the complex and nonlinear nature of the wind farm layout optimization problem, it is necessary to employ advanced computational techniques capable of efficiently exploring the search space. In this study, three global optimization metaheuristics are evaluated: BA, GWO and MVO. The main objective is to compare the performance of these techniques in generating more efficient offshore wind farm layouts, using exclusively the Jensen model to estimate energy losses. The methodology was applied to two real offshore wind farms in the environmental licensing process by IBAMA, named Pedra Grande and Camocim, both located on the northeastern coast of Brazil. This application made it possible to analyze the specific characteristics of each farm, as well as to evaluate in detail the efficiency of the algorithms regarding solution quality, convergence and energy gain obtained after the optimization of the layouts. The results highlight marked differences in the behavior of the three metaheuristics. The study reinforces the importance of properly choosing the metaheuristic for the layout optimization problem and demonstrates that it is possible to obtain improvements in the estimation of the energy generated by the wind farm. |
| Palavras-chave: | Metaheurística Wake effect Energia eólica Parques eólicos offshore Otimização Layout Bat algorithm Grey wolf optimizer Multiverse optimizer Metaheuristic Wind energy Offshore wind farms Optimization |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editor: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
| Sigla da Instituição: | UFJF |
| Departamento: | Faculdade de Engenharia |
| Programa: | Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution 3.0 Brazil |
| Licenças Creative Commons: | http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/ |
| URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/20372 |
| Data do documento: | 27-Fev-2026 |
| Aparece nas coleções: | Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações) |
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