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Type: TCC
Title: Impacto do carregamento das pás no desempenho de aerogeradores em Parque Eólico do Rio Grande do Norte
Authors: Fernandes, Nathanael Vasconcelos
Advisor: Carvalho, Paulo Cesar Marques de
Keywords in Brazilian Portuguese : Energia eólica;Aerogeradores;Carregamento das pás;Detecção de anomalias;Manutenção preditiva
Keywords in English : Wind energy;Predictive maintenance;Blade loading;Anomaly detection;Machine learning
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Issue Date: 2025
Citation: FERNANDES, Nathanael Vasconcelos. Impacto do carregamento das pás no desempenho de aerogeradores em Parque Eólico do Rio Grande do Norte. 2025. 84 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Abstract in Brazilian Portuguese: O presente trabalho tem como objetivo analisar o impacto do carregamento das pás na performance dos aerogeradores, quantificar as perdas energéticas e financeiras associadas a essas limitações e propor estratégias para mitigação dos problemas identificados. O estudo foi realizado com base em dados operacionais de um parque eólico da empresa Casa dos Ventos, localizado no Rio Grande do Norte, abrangendo o período de janeiro de 2023 a dezembro de 2024. A metodologia empregada incluiu a coleta e análise de dados armazenados na plataforma Google Cloud Platform (GCP), utilizando consultas SQL e scripts em Python para extração de informações do sistema Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) e do modelo interno de detecção de anomalias baseado em machine learning. A análise de dados foi estruturada em três etapas principais: (i) identificação de aerogeradores que operaram em performance parcial (OG-PPI), (ii) detecção de anomalias nas variáveis de carregamento das pás e (iii) correlação entre essas anomalias e as perdas de geração. Foram utilizadas técnicas estatísticas, como análise descritiva, regressão linear e machine learning, para quantificar o impacto das limitações operacionais. Os resultados evidenciaram que três das oito máquinas analisadas apresentaram limitações significativas devido a problemas de carregamento das pás, resultando em uma perda total de aproximadamente 1.636,38 MWh, equivalente a um prejuízo financeiro estimado em R$490.913,00. Com base nos achados, foram propostas soluções voltadas ao aprimoramento do monitoramento, implementação de dashboards interativos e adoção de práticas de manutenção preditiva, visando a otimização do desempenho dos aerogeradores. A pesquisa destaca a importância de um monitoramento contínuo e do uso de técnicas avançadas de detecção de anomalias para minimizar perdas e aumentar a eficiência operacional dos parques eólicos. Dessa forma, o estudo contribui para o aprimoramento das estratégias de operação e manutenção, podendo servir como referência para outras empresas do setor de energia renovável.
Abstract: The increasing demand for renewable energy has driven the expansion of wind power generation worldwide. However, the efficiency of wind turbines depends on multiple operational factors, including blade loading. This study analyzes the impact of blade loading anomalies on the performance of wind turbines in a wind farm located in Rio Grande do Norte, Brazil. The objective is to quantify energy losses resulting from blade load limitations and propose solutions to mitigate these effects. The research adopts a case study approach, using historical data from 2023 and 2024, collected through the Google Cloud Platform (GCP). The dataset includes operational variables such as generated power, wind speed, and blade load indicators. Data analysis was performed using statistical techniques and machine learning models, particularly Autoencoders, to detect anomalies in blade load values. The study identified eight wind turbines with significant limitations, three of which were directly related to blade load anomalies. These issues resulted in an estimated energy loss of 1,636.38 MWh, leading to financial losses of approximately R$490,913. The results emphasize the importance of continuous monitoring and advanced predictive maintenance strategies to optimize turbine performance and reduce operational losses. Proposed improvements include the enhancement of anomaly detection models, the development of interactive dashboards for real-time monitoring, and the adoption of predictive maintenance practices. These measures aim to increase wind turbine availability and efficiency, ensuring greater energy generation and economic viability for wind farms.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/81630
Author's ORCID: https://orcid.org/0009-0000-8090-8497
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/2585224315399974
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0115-0807
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/0935409654079900
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:ENGENHARIA ELÉTRICA - Monografias

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