Navegando por Assunto "Velocidade variável"

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Acesso aberto (Open Access)
Evaluating variable-speed operation for improved hydropower plant operation
(Universidade Federal do Pará, 2026-12-18) WANZELER, Tiago Machado; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662; ******; VINAGRE, Marco Valério de Albuquerque; MARTINEZ, Carlos Barreira; BLANCO, Claudio José Cavalcante; CAMARGO, Ivan Marques de Toledo; FURTADO, Gilton Carlos Andrade; http://lattes.cnpq.br/8044094535697705; http://lattes.cnpq.br/5361181196979714; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808; http://lattes.cnpq.br/8319326553139808; http://lattes.cnpq.br/0986142198820433; https://orcid.org/0000-0002-7650-9204; https://orcid.org/0000-0002-0653-5298; https://orcid.org/0000-0001-8022-2647; https://orcid.org/0000-0001-8022-2647; https://orcid.org/0000-0001-7821-0110
A transição acelerada em direção às fontes renováveis de energia exige soluções inovadoras para garantir estabilidade e confiabilidade ao sistema elétrico. Este trabalho investiga a conversão parcial ou total de usinas Hidrelétricas existentes para operação em VSO como meio de melhorar a operação. Entre as tecnologias disponíveis, o MMC se destaca por seu caráter modular e escalável e por sua adequação a elevados níveis de tensão e potência, possibilitando o retrofit para VSO sem a necessidade de substituição das máquinas síncronas existentes. Propõe-se uma metodologia geral que combina diagramas de colina universais, leis de similaridade e um algoritmos de redespacho sob VSO. Simulações baseadas em dados históricos de Operação comparam os modos FSO e VSO para diversos cenários de Conversão parcial e total. Os resultados mostram uma redução no número de partidas e paradas, variando de cerca de 19% com apenas três unidades convertidas para VSO até 32% para a conversão integral da usina. Ao mesmo tempo, a VSO combinada ao despacho otimizado aumenta sistematicamente a energia anual gerada: o ganho é da ordem de 2,5% em relação ao caso histórico em FS. O redespacho otimizado também indica que a maior parte desses benefícios de flexibilidade e ganho de energia pode ser capturada com conversão parcial, delineando um caminho de modernização mais econômico do que a conversão de todas as unidades. Em outra análise, o mesmo arcabouço é estendido para a mitigação de cavitação, empregando um critério σ–Ns e estratégias de ajuste em vazão e velocidade baseadas em VSO. Para uma faixa modesta de tolerância de potência, que pode ser compensada por outras unidades, cerca de 75% das horas de operação inicialmente cavitantes são transferidas para uma região segura. Em suma, o estudo mostra que a conversão de usinas hidrelétricas existentes para VSO é tecnicamente viável e altamente vantajosa, oferecendo uma estratégia integrada para reduzir ciclos de partidas e paradas, aumentar a produção de energia e a energia firme e mitigar cavitação, apoiando assim a integração confiável de altas Participações de geração renovável variável.
Acesso aberto (Open Access)
Simulação do uso de bombas com velocidade variável em processos de saneamento
(Universidade Federal do Pará, 2025-02-07) TRINDADE, Rafael Pinheiro; SENA, Manoel José dos Santos; http://lattes.cnpq.br/2349287816857909
A busca por eficiência energética e sustentabilidade em sistemas de saneamento motivou este estudo, que investigou o uso de bombas centrífugas de velocidade variável (BVV) em processos de abastecimento de água, esgotamento sanitário e drenagem urbana. O objetivo principal foi desenvolver uma ferramenta computacional para simular o comportamento dessas bombas em diferentes condições operacionais, comparando seu desempenho com o de bombas de velocidade constante (VC). A metodologia incluiu a modelagem matemática baseada nas leis de similaridade hidrodinâmica e a implementação de um algoritmo em C++, validado por comparação com dados de referência. Foram analisados 21 cenários, variando a vazão inicial (Qm) de 200 a 800 m³/h e a amplitude de variação (Aq) de 20 a 60 m³/h, em períodos de 24 horas. Os resultados demonstraram que as BVV são significativamente mais eficientes em baixas vazões (Qm ≤ 400 m³/h), com economias de energia entre 19% e 43%. Porém, em vazões mais elevadas (Qm ≥ 500 m³/h), a operação em velocidade variável tornou-se menos vantajosa, resultando em aumento do consumo energético (até 154% em casos extremos). A redução da potência consumida em regimes de baixa rotação, aliada à flexibilidade de ajuste da vazão sem perdas por estrangulamento, justifica a adoção de BVV em sistemas com demandas flutuantes. Concluiu-se que a tecnologia de velocidade variável é viável para otimização energética em contextos específicos, especialmente em aplicações de saneamento com variação moderada de demanda. A ferramenta desenvolvida permite a análise de cenários reais, auxiliando na tomada de decisão técnica e no ensino de engenharia sanitária e ambiental.