Teste experimental para determinação do desempenho de usina de extração de energia das ondas

O presente artigo tem como objetivo descrever e apresentar os resultados de um ensaio experimental em escala reduzida de um conversor de energia das ondas composto por flutuador, colunas e plataforma de operação. O conversor foi projetado para operar com movimentos exclusivamente da direção vertical, deslizando ao longo de quatro colunas fixadas. Na parte central e solidária ao flutuador, uma coluna que transforma os movimentos verticais do modelo em força motriz de acionamento do gerador de energia elétrica (Power takeoff – PTO), instalado na plataforma de operação, localizada acima do topo do flutuador que é composto de uma parte cônica e outra cilíndrica.
Como uma forma de aumentar a eficiência energética do sistema, foi proposto um sistema de latching que atua restringindo a movimentação vertical do flutuador durante um determinado período de tempo ao atingir máximos e mínimos, de forma que seu movimento entre em fase com a onda incidente. E o período de retenção do flutuador nos pontos extremos de sua trajetória dependente da onda incidente.
Como uma forma de entender melhor o comportamento do aparato simulando o PTO, foram realizados testes preliminares emersos com oscilações forçadas, antes da execução dos testes previstos para o ensaio. Desta forma, foi possível obter uma curva de calibração para a força exercida pelo aparato no flutuante em função da tensão aplicada. Nos testes em ondas, foram utilizadas configurações tanto com a presença quanto com a ausência de latching, para diversos níveis de amortecimento no PTO.
O ensaio foi realizado tanto na presença de ondas regulares quanto irregulares. Para a verificação dos resultados foram calculadas as séries temporais da velocidade vertical do flutuador e a potência RMS para todos os casos envolvendo a atuação do PTO, comparando-se diversos níveis de amortecimento no PTO e configurações com e sem latching.