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Review of power curve modelling for wind turbines

Currentemente, os aerogeradores de velocidade variável (VSWTs) são o tipo de turbinas eólicas mais amplamente instalado. Para estudos de energia eólica, eles são geralmente modelados através da aproximação da curva de potência do fabricante usando uma equação genérica. Na literatura, várias expressões para fazer esta aproximação podem ser encontradas; no entanto, não há muita informação sobre qual é a mais apropriada para representar a energia produzida por um VSWT. Por esta razão, neste trabalho, é feita uma revisão das equações comumente usadas para representar as curvas de potência dos VSWTs: curva de potência polinomial, curva de potência exponencial, curva de potência cúbica e curva de potência cúbica aproximada. Elas foram comparadas com as curvas de potência do fabricante, usando os coeficientes de determinação, como indicadores de aptidão e usando a estimativa da produção de energia. Para esta análise foram utilizados dados de quase 200 VSWT comerciais, variando entre 225 e 7500 kW. Os resultados da análise apresentada no trabalho mostram que as aproximações exponenciais e cúbicas dão os maiores valores de R2 e o menor erro na estimativa de energia. Com a curva aproximada de potência cúbica são obtidos valores bastante altos de R2 e baixos erros na estimativa de energia, o que torna este tipo de aproximação muito interessante devido à sua simplicidade. Finalmente, a curva de potência polinomial mostra os piores resultados principalmente devido à sua sensibilidade aos dados fornecidos pelo fabricante.