| Campo DC | Valor | Idioma |
| dc.creator | Souza, Fellipe Meira Souza e | - |
| dc.date.accessioned | 2026-02-27T18:08:42Z | - |
| dc.date.available | 2026-02-27T18:08:42Z | - |
| dc.date.issued | 2025-12-19 | - |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/44131 | - |
| dc.description.abstract | This work presents a detailed electromagnetic model of offshore wind turbines whose
monopile foundation acts as the grounding system, aiming to evaluate transient overvoltages
resulting from direct lightning strikes (upward and downward), based on real data from
Morro do Cachimbo and Monte San Salvatore. Protecting offshore wind turbines against
lightning strikes is a major technical challenge to ensure safe and continuous operation
in marine environments. Due to their height and isolation, such structures are highly
vulnerable to severe transient overvoltages. The developed model consists of (i) a multicomponent representation of the return stroke current using Heidler functions fitted to
measured lightning currents, (ii) a modeling of blades and tower through distributed
transmission-line segments whose electrical parameters vary according to the actual
geometry of the structure, and (iii) a grounding impedance of the monopile foundation
calculated using classical equations and subsequently fitted via Vector Fitting, and then
represented by an equivalent lumped-element network in ATP/ATPDraw. The Ground
Potential Rise (GPR), structural overvoltages, and the sensitivity to seawater resistivity and
lightning-channel modeling are systematically assessed. The main results show: (a) strong
dependence of the GPR on seawater resistivity and the representation of the lightning
channel; (b) high dielectric stress on glass-fiber-reinforced polymer (GFRP) blades under
typical lightning scenarios; and (c) significant waveform changes when overhead components
are included. The proposed modeling approach provides meaningful contributions toward
improving the design of more effective lightning-protection systems in offshore wind farms. | pt_BR |
| dc.language | por | pt_BR |
| dc.publisher | Universidade Federal da Bahia | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.subject | Descargas atmosféricas | pt_BR |
| dc.subject | Turbinas eólicas offshore | pt_BR |
| dc.subject | Sobretensões transitórias | pt_BR |
| dc.subject | Fundação monopile | pt_BR |
| dc.subject.other | Lightning | pt_BR |
| dc.subject.other | Offshore wind turbines | pt_BR |
| dc.subject.other | Transient overvoltages | pt_BR |
| dc.subject.other | Monopile grounding | pt_BR |
| dc.title | Análise das sobretensões decorrentes de descargas atmosféricas em estruturas de turbinas eólicas offshore com fundação do tipo monopile | pt_BR |
| dc.title.alternative | Overvoltage analysis due to lightning discharges in offshore wind turbine structures with monopile-type foundations | pt_BR |
| dc.type | Dissertação | pt_BR |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE) | pt_BR |
| dc.publisher.initials | UFBA | pt_BR |
| dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA::MEDICAO, CONTROLE, CORRECAO E PROTECAO DE SISTEMAS ELETRICOS DE POTENCIA | pt_BR |
| dc.contributor.advisor1 | Moreira, Fernando Augusto | - |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8068628216980918 | pt_BR |
| dc.contributor.advisor2 | Sanca Sanca, Huilman | - |
| dc.contributor.advisor2Lattes | http://lattes.cnpq.br/9468781848217913 | pt_BR |
| dc.contributor.referee1 | Moreira, Fernando Augusto | - |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8068628216980918 | pt_BR |
| dc.contributor.referee2 | Sanca Sanca, Huilman | - |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/9468781848217913 | pt_BR |
| dc.contributor.referee3 | Ferreira, Tarso Vilela | - |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/9395719025602516 | pt_BR |
| dc.contributor.referee4 | Costa, Fabiano Fragoso | - |
| dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/1694092671948217 | pt_BR |
| dc.contributor.referee5 | Silva, Kleber Freire da | - |
| dc.contributor.referee5Lattes | http://lattes.cnpq.br/1660829826673297 | pt_BR |
| dc.creator.ID | https://orcid.org/0009-0004-5783-7749 | pt_BR |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4546972282864036 | pt_BR |
| dc.description.resumo | Neste trabalho, apresenta-se um modelo eletromagnético detalhado de turbinas eólicas
offshore cuja fundação monopile atua como sistema de aterramento, a fim de avaliar
as sobretensões transitórias decorrentes de descargas atmosféricas diretas (ascendentes
e descendentes), com base em dados reais do Morro do Cachimbo e do Monte San
Salvatore. A proteção de turbinas eólicas offshore contra descargas atmosféricas constitui um
grande desafio técnico para garantir a operação segura e contínua em ambientes marinhos.
Devido à sua altura e isolamento, essas estruturas são altamente vulneráveis a severas
sobretensões transitórias. O modelo desenvolvido é constituído por (i) uma representação
multi-componente da corrente de retorno usando funções de Heidler, ajustadas a partir de
correntes de descarga medidas, (ii) uma modelagem das pás e da torre por segmentos de
linha de transmissão distribuída, cujos parâmetros elétricos variam conforme a geometria
real da estrutura, e (iii) uma impedância de aterramento da fundação monopile, calculada
por meio de equações clássicas e posteriormente ajustada via Vector Fitting, sendo então
representada por uma rede equivalente de elementos concentrados no ATP/ATPDraw. A
Elevação de Potencial do Solo (GPR, Ground Potential Rise), as sobretensões estruturais
e a sensibilidade à resistividade da água do mar e a modelagem do canal de descarga são
avaliadas sistematicamente. Os principais resultados mostram: (a) forte dependência do
GPR em relação à resistividade da água do mar e à representação do canal de descarga;
(b) estresse dielétrico elevado nas pás de polímero reforçado com fibra de vidro (GFRP)
sob cenários típicos de descargas atmosféricas; e (c) alterações significativas da forma de
onda quando os componentes aéreos são incluídos. A abordagem de modelagem proposta
contribui de forma significativa para o aprimoramento do projeto de sistemas de proteção
contra descargas atmosféricas em parques eólicos offshore. | pt_BR |
| dc.publisher.department | Escola Politécnica | pt_BR |
| dc.relation.references | SOUZA E SOUZA, Fellipe Meira. Análise das sobretensões decorrentes de descargas atmosféricas em estruturas de turbinas eólicas offshore com fundação do tipo monopile. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Escola Politécnica, Universidade Federal da Bahia, Salvador, 2025. | pt_BR |
| dc.type.degree | Mestrado Acadêmico | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | Dissertação (PPGEE)
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