Modelagem multiescala e caracterização dos ventos para aplicações em energia eólica onshore e offshore

Resumo

Os principais centros de pesquisa em energia eólica no mundo como o National Renewable Energy Laboratory (NREL, EUA), o National Renewable Energy Center (CENER, ESP), o Instituto Fraunhoffer (ALE), a Universidade Técnica da Dinamarca (DTU), a Universidade do Porto (POR), entre outros, vêm dedicando esforços no desenvolvimento de novas ferramentas de simulação do vento em terrenos complexos e offshore, incluindo a interação com aerogeradores. Estes esforços motivaram grandes consórcios de pesquisa como o New European Wind Atlas (NEWA, EUR) e Atmosphere to electrons (a2e, EUA). O consórcio internacional High-Performance Computing for Wind Energy (HPCWE), do qual o Prof. Bruno Carmo fez parte com financiamento da FAPESP, é um desdobramento deste esforço global. O objetivo deste projeto é o desenvolvimento destas tecnologias no cenário nacional, utilizando as conhecidas capacidades de simulação multiescala e em alta resolução do modelo WeatherResearch and Forecasting (WRF). A proposta divide-se nas temáticas (I) terrenos complexos e (II) regiões costeiras e offshore. Em (I), o objetivo é a simulação em alta resolução (~100 m) da interação entre ventos, topografia e esteira de aerogeradores de um parque eólico construído em terreno complexo (objeto de estudos anteriores por parte do autor) utilizando parametrizações de parque eólico (WFP) e simulação de grandes escalas (LES). As simulações serão validadas com dados de geração do parque eólico e de torres anemométricas. Em (II), o objetivo é a simulação em média (~1 a 3 km) e alta resolução (~100 m) e a caracterização da camada limite atmosférica em regiões costeiras e offshore mediante a validação com observações de lidars e torres anemométricas instalados em dois locais distintos na costa brasileira (PI e SC). Existe sinergia entre as duas temáticas dado que o modelo computacional é o mesmo, embora com configurações distintas que serão objeto de estudo. Ambas as temáticas têm a mais elevada importância para a ciência e a transição energética desta década no Brasil e no mundo. (AU)