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Dimensionamento Preliminar de uma Caixa Multiplicadora de um Aerogerador Offshore de 15MW

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Detalhes bibliográficos
Resumo:Nos últimos anos, a produção de energia limpa sustentável tem-se tornado cada vez mais relevante, impulsionada pela busca da independência energética e por um desenvolvimento sustentável. A energia eólica, em particular offshore, tem assumido um papel de destaque devido à sua capacidade de escalabilidade, refletida no forte investimento e no avanço tecnológico continuo. O crescimento exponencial da potência nominal dos aerogeradores traz novos desafios para os sistemas de transmissão, que enfrentam elevadas exigências operacionais, dificuldades de manutenção e constrangimentos associados ao transporte e à instalação em ambiente marítimo. Embora a transmissão direta seja atualmente predominante, as suas limitações em massa dimensão e necessidade de metais raros justificam o desenvolvimento de alternativas. Assim, esta dissertação teve como objetivo o desenvolvimento preliminar de uma caixa multiplicadora, integrante num sistema de transmissão de velocidade média, para um aerogerador offshore de 15 MW, procurando conjugar as vantagens da transmissão direta e multiplicada. O trabalho centrou-se no cálculo das engrenagens, seguindo normas internacionais e recorrendo a software especializado para a validação estrutural, complementado pela análise de materiais, sistemas de lubrificação e arrefecimento e demais componentes da cadeia cinemática. Os resultados demonstraram que a solução proposta permite reduzir massa e volume do sistema de transmissão e consequentemente da nacele, assegurando níveis de fiabilidade e estabilidade em operação. Conclui-se que a solução preliminar proposta atingiu os objetivos estabelecidos, constituindo uma base sólida para desenvolvimentos futuros e para a otimização de sistemas de transmissão de velocidade média, com potencial de se tornarem alternativas mais leves, robustas e fiáveis para o setor eólico offshore.
Autores principais:SILVA, JOÃO MANUEL PAIS NETO MOREIRA DA
Assunto:Offshore wind energy gearbox offshore wind turbine multiplied transmission direct drive transmission Medium Speed Gearbox Energia Eólica offshore caixa multiplicadora aerogerador offshore transmissão multiplicada transmissão direta transmissão de velocidade média
Ano:2025
País:Portugal
Tipo de documento:dissertação de mestrado
Tipo de acesso:acesso aberto
Instituição associada:Instituto Politécnico do Porto
Idioma:português
Origem:Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Descrição
Resumo:Nos últimos anos, a produção de energia limpa sustentável tem-se tornado cada vez mais relevante, impulsionada pela busca da independência energética e por um desenvolvimento sustentável. A energia eólica, em particular offshore, tem assumido um papel de destaque devido à sua capacidade de escalabilidade, refletida no forte investimento e no avanço tecnológico continuo. O crescimento exponencial da potência nominal dos aerogeradores traz novos desafios para os sistemas de transmissão, que enfrentam elevadas exigências operacionais, dificuldades de manutenção e constrangimentos associados ao transporte e à instalação em ambiente marítimo. Embora a transmissão direta seja atualmente predominante, as suas limitações em massa dimensão e necessidade de metais raros justificam o desenvolvimento de alternativas. Assim, esta dissertação teve como objetivo o desenvolvimento preliminar de uma caixa multiplicadora, integrante num sistema de transmissão de velocidade média, para um aerogerador offshore de 15 MW, procurando conjugar as vantagens da transmissão direta e multiplicada. O trabalho centrou-se no cálculo das engrenagens, seguindo normas internacionais e recorrendo a software especializado para a validação estrutural, complementado pela análise de materiais, sistemas de lubrificação e arrefecimento e demais componentes da cadeia cinemática. Os resultados demonstraram que a solução proposta permite reduzir massa e volume do sistema de transmissão e consequentemente da nacele, assegurando níveis de fiabilidade e estabilidade em operação. Conclui-se que a solução preliminar proposta atingiu os objetivos estabelecidos, constituindo uma base sólida para desenvolvimentos futuros e para a otimização de sistemas de transmissão de velocidade média, com potencial de se tornarem alternativas mais leves, robustas e fiáveis para o setor eólico offshore.

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