Ref.: MCoEte21-003
Apresentador: Pedro Murta Cimini
Autores (Instituição): Cimini, P.M.(Universidade Federal de Minas Gerais);
Resumo:
A capacidade global de geração de energias renováveis vem crescendo exponencialmente ao longo das últimas décadas, impulsionada pela redução do custo nivelado e subsequente popularização da geração de energia fotovoltaica e eólica. Porém, tais fontes de energia são naturalmente intermitentes, fator que causa a necessidade do armazenamento energético para atender às demandas de estabilidade da rede. Existem diversas tecnologias de armazenamento de energia, com diferentes capacidades e taxas de carga/descarga. Dentre elas, sistemas de armazenamento em volantes de inércia (Flywheel Energy Storage Systems, ou FESS) têm se mostrado uma alternativa viável em certas aplicações, com características vantajosas como altas taxas de carga/descarga, longa vida útil e alta densidade de energia por massa. O conceito de armazenamento de energia em volantes de inércia (uma grande massa girando a elevada velocidade angular em torno de um eixo) existe desde a pré-história. No entanto, os materiais empregados, sistemas de controle e aplicações sofrem constantes evoluções. No século XX, por meio do desenvolvimento da tecnologia de polímeros, materiais compósitos começaram a ser empregados nos rotores (volantes) de FESS. Esses polímeros reforçados com fibras apresentam altíssimas forças específicas, o que os tornam excelentes escolhas para tal aplicação. Sua elevada rigidez possibilita maiores rotações antes que o material falhe. Todavia, materiais compósitos sofrem complexos modos de falha, nos quais fraturas micro mecânicas se propagam ao longo do material, deteriorando suas propriedades físicas. Assim, existe a necessidade de monitorar em tempo real a saúde estrutural desses volantes de forma a estabelecer condições seguras para sua operação. Este trabalho propõe uma montagem laboratorial para validar o projeto de um sistema de aquisição de dados embarcado no volante de inércia que possibilite o monitoramento contínuo de parâmetros importantes para a determinação da saúde estrutural de um rotor de materiais compósitos. Tais parâmetros, como as deformações e a temperatura de operação, quando monitorados ao longo da vida de um FESS, fornecem dados essenciais para seu acompanhamento operacional, desde a sua instalação até o descomissionamento, evitando potenciais falhas e permitindo um plano de manutenção preventiva. Pretende-se, portanto, projetar e fabricar o hardware desse sistema de aquisição de dados embarcado em uma montagem em escala reduzida, além de verificar sua precisão e robustez em ambiente laboratorial, simulando, na medida do possível, condições reais de operação. Métricas de eficiência e precisão serão utilizadas para determinar características do sistema projetado a partir de comparação com dados da literatura.