Gerador eletromagnético trans-rotacional com sensorização piezo-magnetoelétrica e controlo por inteligência artificial

O principal objetivo do projeto ENERGY-hEX é desenvolver uma tecnologia WEC disruptiva que exigirá 5 objetivos específicos: (1) Desenvolvimento de modelos analíticos e validação numérica, incluindo a validação do modelo multi-físico, integrando os mecanismos de transdução EMG e PE, assim como a cinemática da estrutura hexápode; (2) Desenvolvimento de novos protótipos de gerador híbrido, e novos protótipos de estrutura de geração hexápode, incluindo o fabrico de geradores EMG e sistemas de deteção PE-ferromagnética para testes laboratoriais; (3) Desenvolvimento de novos sistemas eletrónicos, combinando um circuito adaptativo, uma unidade de controlo e circuitos de condicionamento; (4) Desenvolvimento de um controlador de inteligência artificial de previsão de séries temporais baseado no método DDPG; (5) Validação experimental do gerador híbrido e da estrutura hexápode em ambiente laboratorial. Será realizada uma modelação analítica de elevada exatidão: (i) para se encontrarem os parâmetros construtivos ótimos no projeto do gerador EMG e dos sensores compósitos; (ii) para analisar o desempenho energético do novo gerador numa ampla gama de simulações dificilmente reproduzidas em testes laboratoriais; (iii) para fornecer demonstrações preliminares da capacidade do ENERGY-hEX para atingir elevadas eficiências e densidades de potência. A estrutura hexápode tem uma forte potencialidade para realizar um efetivo acoplamento de todos os DoFs translacionais e rotacionais da dinâmica das ondas, garantindo assim uma elevada relação potência-peso e máxima absorção de energia dentro de seu espaço volumétrico operacional, independentemente do estado cinemático da estrutura hexápode. Os sistemas eletrónicos deverão permitir: (i) a deteção sem contato e de elevada sensibilidade; (ii) a deteção de elevada resolução; (iii) uma elevada concentração de fluxo para maximizar a geração de energia. O desenvolvimento de controladores com algoritmos AI está relacionado à combinação de vários fatores decisivos: (i) a necessidade de elevados desempenhos do novo gerador perante a inerente complexidade da dinâmica relativa estator-rotor altamente não linear (acionada magneticamente) e a complexidade cinética inerente da estrutura hexápode; (ii) a necessidade de elevados desempenhos, independentemente do estado do sistema PTO, região e localização dos WECs. Este novo conceito de tecnologia será validado por meio de testes experimentais numéricos e laboratoriais. O desempenho do protótipo ENERGY-hEX será comparado a outras tecnologias comercializadas no mercado para futura transferência de tecnologia. A eficiência média alvo da tecnologia ENERGY-hEX é de 70%, muito maior do que as atuais relacionadas a EMGs lineares (<40%). O projeto de transição, a ser realizado após o projeto ENERGY-hEX, incluirá o escalonamento e o desenvolvimento de eletrônica de potência para conexão à rede elétrica.