Análise numérica da potência disponível de um conversor de galgamento submetido ao estado de mar da região costeira de Tramandaí-RS
Visualizar/abrir
Data
2020Autor
Orientador
Nível acadêmico
Graduação
Assunto
Resumo
O presente trabalho propõe um estudo numérico a respeito de geração de ondas e incidência de ondas irregulares em um conversor de energia das ondas do tipo galgamento. O princípio operacional do dispositivo de galgamento consiste em uma estrutura que utiliza uma rampa para direcionar as ondas incidentes para um reservatório. A água armazenada retorna ao oceano após a passagem por uma turbina que está acoplada a um gerador de energia elétrica. O objetivo do presente estudo é a utilização da mode ...
O presente trabalho propõe um estudo numérico a respeito de geração de ondas e incidência de ondas irregulares em um conversor de energia das ondas do tipo galgamento. O princípio operacional do dispositivo de galgamento consiste em uma estrutura que utiliza uma rampa para direcionar as ondas incidentes para um reservatório. A água armazenada retorna ao oceano após a passagem por uma turbina que está acoplada a um gerador de energia elétrica. O objetivo do presente estudo é a utilização da modelagem computacional para avaliação do potencial energético contido nas ondas do mar no município de Tramandaí através de um dispositivo de galgamento. Para isso, são geradas ondas irregulares realísticas que representam o estado de mar mais frequente em Tramandaí entre os anos de 2018 e 2019, e a potência teórica obtida é avaliada quando um conversor de energia das ondas de galgamento é submetido a este estado de mar. Para a análise numérica do princípio físico de funcionamento do dispositivo foi considerado um modelo computacional bidimensional, onde o conversor está inserido em um canal de ondas. As soluções das equações de conservação e da equação para o transporte da fração volumétrica foram realizadas com o código comercial de Dinâmica dos Fluidos Computacional Fluent, baseado no Método de Volumes Finitos. O modelo multifásico Volume of Fluid foi utilizado para o tratamento da interação ar-água. Os resultados indicaram que o Fluent representou adequadamente a série de elevações da superfície livre oriunda do software Spec2Wave, que converte o estado de mar realístico em séries de elevações de superfície livre. Além disso, na avaliação da potência teórica do dispositivo de galgamento foram obtidos 471,6 W, que após avaliação de uma geração mensal deste dispositivo, representa 100% do consumo de uma escola da cidade de Tramandaí. Demonstrando assim, que a conversão da energia das ondas do mar em energia elétrica pode contribuir com a demanda energética municipal. ...
Abstract
The present work proposes a numerical study regarding the generation and incidence of irregular waves onto an overtopping device. The operational principle of an overtopping device consists in a structure that uses a ramp to guide the incoming waves to a reservoir. The stored water returns to the ocean after going through a turbine, which is coupled to an electricity generator. The goal of the present study is to employ computational modeling to evaluate the energetic potential of the waves ava ...
The present work proposes a numerical study regarding the generation and incidence of irregular waves onto an overtopping device. The operational principle of an overtopping device consists in a structure that uses a ramp to guide the incoming waves to a reservoir. The stored water returns to the ocean after going through a turbine, which is coupled to an electricity generator. The goal of the present study is to employ computational modeling to evaluate the energetic potential of the waves available on the coast of Tramandaí through a overtopping device. To this end, an irregular realistic waves are generated, which represents the most frequent sea state in Tramandaí between the years of 2018 and 2019, and the theoretical power output is evaluated when an overtopping wave energy device is subject to this sea state. For the numerical analysis of the physical working principle of the device, a two-dimensional computational domain was considered, where the device is attached to a wave channel. The solutions to the conservation and volume fraction transport equations were obtained using the commercial Computational Fluid Dynamics software Fluent, based on the Finite Volume Method. The multiphase model Volume of Fluid was used to model the water-air interface interaction. The results indicate that Fluent adequately represented the input time series of free surface elevation from Spec2Wave software, which converts the realistic sea state into series of free surface elevations. Beyond that, in the overtopping device's theoretical power evaluation, 471,6 W were obtained, that after assessment of a monthly generation of this device represents 100% of the consumption of a school in Tramandaí city. Thus showing that the sea wave energy conversion into electrical energy can contribute to the city's energy demand. ...
Instituição
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Campus Litoral Norte. Curso de Engenharia de Gestão de Energia - Litoral Norte: Bacharelado.
Coleções
-
TCC Engenharias (5732)
Este item está licenciado na Creative Commons License