Como realizar o estudo dos ventos para implementação de parques eólicos

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Os parques eólicos são considerados uma das mais atraentes alternativas para geração de energia renovável, pois produzem poucos impactos ambientais, não emitem gases de efeito estufa e estão sendo apontadas no cenário mundial como uma escolha bastante viável em termos de sustentabilidade ambiental.

Um pré-requisito para realizar a implantação de um parque eólico é o estudo dos ventos. Para isso, existem estudos e técnicas que são capazes de otimizar a análise dos ventos turbulentos, identificando melhor as áreas onde serão implantados os aerogeradores. Um fator determinante é verificar o impacto das turbulências sobre o esforço à que é submetida a turbina eólica.

Atualmente, é possível utilizar uma ferramenta específica no ArcGis com programação em Python para realizar os cálculos necessários na região dos parques eólicos, utilizando os arquivos vetoriais e planilhas fornecidas pelos requerentes do estudo. Dessa forma, haverá otimização do tempo e obtenção de resultados precisos sobre o estudo dos ventos.

O Script

Foi desenvolvido um script específico para automatizar o processo de leitura dos dados de uma tabela de estudo de ventos que é capaz de identificar as frequências das direções dos ventos acima de 10% e realizar a leitura e criação da área de turbulência causada por aerogeradores dos parques eólicos.

A área é determinada a partir de estudos de vento contendo 12 direções, 16 direções ou direções predominantes, juntamente com as características de cada torre, constando altura e localização geográfica conforme informações da figura 1.

Figura 1 – Rosas dos ventos na forma de representação *Azimutal dos ângulos com 12 direções.

rosa1

Figura 2 – Rosas dos ventos na forma de representação Azimutal dos ângulos com 16 direções.

rosa2

Tabela 1- Formato da tabela de atributos de pontos dos Aerogeradores.

atributos aerogeradores

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Requisitos

O script foi produzido para ser interpretado pela linguagem Python 2.7.2. Essa versão é instalada quando da instalação do software ArcGis versão 10.X. O script foi desenvolvido para ser executado no ArcToolbox, conforme figuras inseridas no passo a passo desse artigo.

  1. O script necessita do caminho e do nome do arquivo em formato shapefile ou geodatabase com as informações das torres eólicas.
  2. O arquivo shapefile deve estar na projeção geográfica e possuir os seguintes atributos:
  3. Id: valor numérico que identifica, exclusivamente, cada torre (Id’s iguais serão unidos).
  4. AltTorre: altura da torre em metros.
  5. QtPetalas: quantidade de pétalas que a torre possui (12 ou 16)
  6. Atributos DC01 a DC16: frequência do vento na referida direção, que causará turbulência na direção oposta (180 graus).
  7. A tabela abaixo indica a direção azimutal central que cada atributo representa, de acordo com a quantidade de pétalas da torre.tabela 2
  8. Para os estudos de ventos 12 direções os atributos DC13 a DC16 não devem ser preenchidos com as frequências dos ventos. Para ambos os casos (12 e 16 direções) a soma das frequências deve totalizar 100.
  9. Quaisquer atributos adicionais não influenciarão no processamento (nome, cidade), no entanto, quaisquer divergências dos 19 atributos obrigatórios (Id, AltTorre, Qtpetalas, DC1-DC16) poderão causar o funcionamento incorreto do script.
  10. O arquivo resultante será salvo no local indicado quando da entrada dos dados, nome do arquivo de entrada, adicionado o sufixo ‘_arcbuf’. O atributo Id possibilita a identificação da torre e o relacionamento com as demais informações do arquivo de entrada.
  11. Os polígonos representam a área influenciada pela turbulência das torres.

Como fazer?

  1. Abra o ArcGis, Crie o arquivo shape contendo os pontos georreferenciados de cada torre de aerogerador com seus respectivos atributos devidamente preenchidos com as informações de cada aerogeradores dos parques.tela 1

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2. Abra o ArcToolbox e procure a ferramenta “RI”. Dê dois cliques:tela 2

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3. Insira os parâmetros necessários para executar o script e aperte o botão OK. Aguarde o término da execução do script e clique OK na janela:tela3

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4. Verifique com ArcCatalog se o arquivo shapefile foi criado na mesma pasta do arquivo de parâmetro:tela 4

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5. Verifique no ArcGis se o arquivo shapefile das áreas de turbulência foram construídos para aos pontos dos aerogeradores:tela 5

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Após concluir essa etapa, é possível verificar visualmente se há sobreposição nas Regiões de Interferência dos parques. Caso ocorra sobreposição será necessária uma carta de conhecimento de interferência tanto do parque que está gerando interferência quanto do parque que sofrerá interferência. Essa carta de reconhecimento de interferência é necessária, pois o parque que sofrerá a interferência provavelmente não gerará a energia que poderia gerar caso não sofresse nenhum tipo de interferência nesse caso.

A utilização do script como suporte computacional para a análise dos ventos e determinação das áreas de turbulência/interferência é eficaz e otimiza os estudos, análises e diagnósticos ambientais para implantação de parques geradores de energia eólica.

O Processamento Digital agradece imensamente aos autores desse artigo que disponibilizaram o material para divulgação: Marcus Costa e Jorge Batista.

 

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