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Energia Eólica

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O que é Energia Eólica?

O vento é causado por enormes correntes de convecção na atmosfera da Terra, impulsionado por energia térmica do sol. Isto significa que, enquanto o sol brilha, haverá vento.

Como se formam os ventos?

Isto pode ser explicado em termos simples, o ciclo de enrolamento por dia.

A superfície da Terra tem terra e água. Quando o sol aparece, o ar sobre a terra aquece mais rápido do que sobre a água. O ar aquecido é mais leve e que sobe.

O ar frio é mais denso e ele cai e substituiu o ar sobre a terra. À noite, acontece o inverso. Ar sobre a água é mais quente e sobe, e é substituído por ar mais frio da terra.

O ar em movimento (vento) tem enormes quantidades de energia cinética, e isso pode ser transferida em energia elétrica usando turbinas eólicas. O vento gira as pás, que giram um eixo que se conecta a um gerador e produz eletricidade. A energia elétrica é enviada através de linhas de transmissão e distribuição para uma subestação, em seguida, para residências, empresas e escolas.

As turbinas de vento não pode funcionar se não houver vento, ou se a velocidade do vento é tão alta que iria danificar.

Energia Eólica
Energia Eólica

As turbinas de vento são normalmente instalados em altos montes e serras para aproveitar os ventos predominantes.

Assim como um moinho de vento, turbinas de energia eólica têm sido em torno de mais de 1000 anos. Da Holanda para fazendas nos Estados Unidos, moinhos de vento foram utilizados para o bombeamento de água ou moagem de grãos.

Você sabia que …

A maior turbina eólica do mundo, localizado no Havaí, fica 20 andares de altura e tem lâminas o comprimento de um campo de futebol.

Uma velocidade média do vento de 14 quilômetros por hora é necessário para converter energia eólica em eletricidade.

Uma turbina eólica pode produzir eletricidade suficiente para abastecer até 300 casas.

A primeira turbina de geração de energia foi construída em Ohio durante o final de 1800 e foi utilizada para carregar as baterias.

A energia eólica é o segmento de crescimento mais rápido de todas as fontes de energia renováveis.

O que é a energia eólica?

O vento é uma fonte de energia renovável. As turbinas eólicas podem converter a energia cinética em eletricidade.

Como o país mais ventoso na Europa, o Reino Unido está bem posicionada para aproveitar a energia do vento.

A principal vantagem das turbinas eólicas, como meio de geração de energia elétrica é a sua pequena pegada de carbono. Todas as emissões de dióxido de carbono (CO 2) associados com turbinas eólicas surgir a partir de sua fabricação, construção e manutenção, e não de sua operação.

No entanto, as turbinas só pode gerar eletricidade quando o vento está soprando a uma velocidade adequada, por isso eles precisam ser apoiadas por outras formas de geração de eletricidade.

Turbinas eólicas em terra podem produzir eletricidade a custos competitivos de perto com outras fontes de energia estabelecidos no Reino Unido.

Mas só há um número limitado de locais ventosos adequadamente no Reino Unido, e as preocupações com o impacto visual das turbinas eólicas às vezes pode torná-lo difícil de obter permissão de planejamento.

Energia Eólica
Energia Eólica

Energia Eólica

Pelo próprio nome, energia eólica é aquela produzida pela transformação da energia cinética dos ventos em energia elétrica. O vento constitui uma imensa fonte de energia natural.

Existem, atualmente, mais de 20.000 turbinas eólicas de grande porte em operação no mundo, com uma capacidade instalada de 5.500 MW. De acordo com a Agência Internacional de Energia, a capacidade mundial de turbinas eólicas instaladas alcançará 10.000 MW até este ano (2000). Na Europa, espera-se gerar 10% de toda eletricidade a partir do vento, até o ano 2030.

O Ar em Movimento é energia

O Vento é uma fonte limpa e inesgotável de energia que vem sendo usada durante muitos séculos para moer grãos, em bombas de água , em barcos velejadores, e para outros trabalhos diversos.

A quantia de energia Eólica disponível, porém, varia e depende do tempo e do lugar.

Embora a tecnologia tenha sido melhorada nos últimos anos, o modo no qual a energia eólica tem sido obtida é geralmente a mesma.

A eletricidade é produzida de uma forma bastante simples. Sopros de vento nas lâminas ou propulsores de um moinho de vento o fazem girar assim como a água faz girar uma turbina. Estes são conectados a geradores, e os geradores produzem eletricidade.

Aquela que costumamos ver em filmes de faroeste americanos. Ela consiste em um rotor com até 20 lâminas montadas em um eixo horizontal e um rabo-cata-vento para manter o sistema de frente para o vento. Um jogo de engrenagens encadeadas conecta à barra da bomba que move verticalmente para cima e para baixo. A uma velocidade de vento de 15 milhas por hora (24 quilômetros por hora), a bomba entrega 10 galões por minuto (3.8 litros por minuto) para uma altura de 100 pés (30 metros). Relativamente ineficiente, estas bombas convertem só uma porção pequena da energia de fluxo eólica para a bomba.

Ao contrário do moinho de vento da fazenda tradicional, as máquinas modernas usadas pra gerar eletricidade tem de uma a quatro lâminas e operam a velocidade de rotação bem altas. As lâminas se parecem os airfoils trançados de um propulsor de avião. O Jacobs three-blade windmill, usado amplamente entre 1930 e 1960, poderia entregar aproximadamente 1 quilowatt de força a uma velocidade de vento típica de 14 milhas por hora (23 quilômetros por hora).

Energia Eólica

A bela imagem dos aerogeradores nas praias do litoral do Ceará não é apenas mais um bonito cartão postal: renovável e não-poluente, a energia eólica é uma das grandes apostas para os problemas energéticos que o planeta já começou a enfrentar. Além disso, o potencial para ampliação é muito grande se considerado à outras fontes que se esgotam ou tem custos muito elevados para implantação, como a construção de uma usina hidrelétrica.

A energia dos ventos é abundante e está disponível em todos os lugares. Desde a antigüidade, as velas davam velocidade aos navios e o uso de cataventos para mover bombas d´água também não é uma novidade. A partir da década de 70, no entanto, a evolução da tecnologia aeronáutica e a crise do petróleo fizeram com que o uso de grandes aerogeradores para a produção em larga escala de energia elétrica se tornasse uma opção viável.

A primeira turbina eólica comercial ligada à rede elétrica pública foi instalada em 1976, na Dinamarca. Daí em diante, houve uma grande expansão, sobretudo nos países desenvolvidos. Em 2003, o mundo inteiro tinha uma potência instalada de 39.434 MW, sendo 14.609 MW somente na Alemanha. Estados Unidos, Espanha e Dinamarca também são outros grandes usuários dessa nova energia, também encontrada na Índia, Reino Unido, Japão, China, França, Argentina e Tunísia.

Com o tempo, os aerogeradores também foram se modernizando. Enquanto em 1985 uma turbina era capaz de gerar 50 kW de energia, hoje já há modelos 4.500 kW de capacidade. As pesquisas sobre motores de aviões foram aproveitadas por indústrias para a construção de parques eólicos cada vez mais eficientes. Uma delas é a Wobben Windpower Enercon, empresa alemã que já produziu mais de 8600 aerogeradores para todo o mundo e se instalou no Brasil, com uma fábrica no Ceará, quando essa energia renovável passou a ser empregada.

No nosso estado, em 1999 foi construído o primeiro parque eólico do mundo sobre dunas de areia, na praia da Taíba, no município de São Gonçalo do Amarante. Com 10 aerogeradores, tem capacidade total instalada de 5 MW. A energia elétrica anual produzida é da ordem de 17.5 milhões de kWh, suficiente para suprir de forma limpa e renovável as necessidades domiciliares de uma população de cerca de 50 mil pessoas.

No mesmo ano, foi instalado no município de Aquiraz o parque eólico da Prainha, um dos maiores da América Latina. Com 20 aerogeradores, tem capacidade total instalada de 10 MW e uma produção anual de energia elétrica de 35 milhões de kWh.

Na ponta do Mucuripe, em Fortaleza, também funciona um parque com 4 aerogeradores, com capacidade total de 2,4 MW.

Energia Eólica
Parque Eólico Modelo de 1,2 MW do Mucuripe, Fortaleza

A energia eólica também está presente no Paraná, Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Minas Gerais e Rio Grande do Norte. Vários projetos estão em execução e novos parques devem ser inaugurados nos próximos anos, grande parte graças ao Proinfa, o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica.

O Proinfa tem como objetivo aproveitar uma parte do grande potencial brasileiro. Estimativas apontam uma capacidade total de 143,5 GW, sendo 52% somente no Nordeste. Em todo o Brasil, e especialmente nessa região, a faixa litorânea apresenta ventos muito adequados para o aproveitamento em larga escala da energia eólica.

Mas como funciona um aerogerador?!

Em termos físicos, um aerogerador é uma máquina capaz de transformar a energia cinética, o movimento, em energia elétrica. As pás da hélice movem-se quando atingidas pelo vento. Para isso, são dispostas em ângulo, como em um ventilador. A primeira grande diferença é que esse ângulo é variável, para ajustar o equipamento de acordo com as condições do vento em determinado instante. A própria hélice pode mudar de posição para se obter sempre a melhor eficiência possível.

Grande parte dos aerogeradores modernos tem suas hélices fabricadas com plásticos reforçados (poliéster ou epóxi) e fibra de vidro. Fibra de carbono, aço, alumínio, madeira e madeira-epóxi são outros materiais usados em menor escala. O ideal é que as pás sejam leves, para girarem facilmente, e resistentes. Em muitas turbinas, as pontas das pás giram a até 288 Km/h (80 m/s).

O tamanho das pás varia de acordo com a potência do aerogerador. Uma turbina de 600 kW de potência, como as instaladas no Mucuripe, tem hélices com 20 metros de comprimento. Somadas ao cubo central, o diâmetro é de 42 metros. Mas isso pode ser considerado pouco frente aos novos modelos que já estão sendo produzidos. Alguns, com grande capacidade de geração de energia, têm pás com até o dobro desse tamanho.

Atrás da hélice, há a nacele, com vários equipamentos que controlam as pás e analisam as condições do vento. Lá, fica também uma caixa de engrenagens que controla a velocidade de rotação para um gerador. Um freio também está presente como equipamento de segurança, e para permitir a manutenção do sistema.

Tudo isso fica sobre uma torre que deixa a turbina na altura considerada ideal de acordo com as condições do local. Dependendo de onde foi construído o parque eólico, as torres de cada aerogerador podem ser de aço, treliça ou concreto. O material vai depender do terreno da altura, escolhida de acordo com as condições do tempo. Há aerogeradores com torres entre 50m até mais de 100m.

Junto às turbinas são montados equipamentos que captam toda a energia elétrica gerada no parque eólico para repassá-la para a rede convencional. Nesse estágio, são feitas diversas modulações de força, de forma a deixar a corrente e a voltagem adequadas aos padrões da região. Em Fortaleza, por exemplo, a energia já entra na rede pública com uma voltagem de 220 V, que é a oferecida para residências, indústrias, etc.

Energia Eólica – Energia mecânica e elétrica

A energia cinética do vento também é uma fonte de energia e pode ser transformada em energia mecânica e eléctrica. Um barco á vela usa a energia dos ventos para se deslocar na água. Esta é uma forma de produzir força através do vento.

Durante muitos anos, os agricultores serviram-se da energia eólica para bombear água dos furos usando moinhos de vento. O vento também é usado para girar a mó dos moinhos transformando o milho em farinha. Atualmente o vento é usado para produzir eletricidade.

O vento forte pode rodar as lâminas de uma turbina adaptada para o vento (em vez do vapor ou da água é o vento que faz girar a turbina). A ventoinha da turbina está ligada a um eixo central que contém em cima um fuso rotativo. Este eixo chega até uma caixa de transmissão onde a velocidade de rotação é aumentada. O gerador ligado ao transmissor produz energia eléctrica.

Energia Eólica

A turbina tem um sistema de abrandamento para o caso do vento se tornar muito forte, impedindo assim a rotação demasiado rápida da ventoinha.

Um dos problemas deste sistema de produção eléctrica é que o vento não sopra com intensidade todo o ano, ele é mais intenso no verão quando o ar se movimenta do interior quente para o litoral mais fresco. Outro entrave é o fato do vento ter que atingir uma velocidade superior a 20 km/hora para girar a turbina suficientemente rápido.

Cada turbina produz entre 50 a 300 kilowatts de energia eléctrica. Com 1000 watts podemos acender 10 lâmpadas de 100 watts; assim, 300 kilowatts acendem 3000 lâmpadas de 100 watts cada.

Cerca de 30% da eletricidade produzida a partir do vento é criada na Califórnia. A Dinamarca e Alemanha também são grandes exploradores da energia eólica.

Mas uma vez produzida a eletricidade é necessário conduzi-la até ás casas, escolas e fábricas. O sistema de transmissão eléctrica é explicado no próximo capítulo.

Energia eólica – Energia renovável

A energia eólica é a energia cinética do deslocamentos de massas de ar, gerados pelas diferenças de temperatura na superfície do planeta. Resultado da associação da radiação solar incidente no planeta com o movimento de rotação da terra, fenômenos naturais que se repetem. Por isso é considerada energia renovável.

Tudo indica que as primeiras utilizações de energia eólica deram-se com as embarcações, algumas publicações mencionam vestígios de sua existência já por volta de 4.000 a.C., recentemente testemunhado por um barco encontrado num túmulo sumeriano da época, no qual havia também remos auxiliares.

Por volta de 1.000 a.C. os fenícios, pioneiros na navegação comercial, se utilizavam de barcos movidos exclusivamente a força dos ventos. Ao longo dos anos vários tipos de embarcações a vela foram desenvolvidos, com grande destaque para as Caravelas – surgidas na Europa no século XIII e que tiveram papel destacado nas Grandes Descobertas Marítimas.

As embarcações a vela dominaram os mares durante séculos, até que o surgimento do navio a vapor, em 1807 veio dividir este domínio, mas pelo fato de exigir menores despesas em contrapartida a menor regularidade oferecida no tempo dos trajetos, o veleiro conseguiu manter o páreo por um bom tempo, só vindo a perder a concorrência no início do século XX, quando foi praticamente abandonado em favor do vapor. Atualmente os maiores usos das embarcações a vela são no esporte e lazer.

O CARRO A VELA DE NASSAU

Na edição especial da revista Motor 3 – “100 Anos do Automóvel” -, é mencionado que no ano de 1600, o Almirante holandês Maurício de Nassau – Tio do administrador, homônimo, do território brasileiro dominado pela Holanda de 1.636 a 1644 -, durante a luta da independência da Holanda contra a Espanha, idealizou uma canhoeira terrestre dotada de rodas, sendo as traseiras providas de mecanismo esterçante controlado por tirante, o veículo seria impulsionado por velas idênticas as das embarcações marítimas. A construção ficou a cargo do seu engenheiro Symon Stevin, tendo a mesma sido construído com madeira e lona, conseguindo a façanha de, com vinte e oito homens a bordo e favorecida pelos ventos fortes e constantes da costa holandesa, cobrir os 80 Km que separam Le Havre de Petten, em exatamente duas horas, surpreendendo os espanhóis num ataque surpresa.

Este veículo batizado por seu construtor de “zeylwagen”, ou carro a vela, aparece como o primeiro a não depender da propulsão muscular.

Nos anos 70/80 surgiram, inicialmente no Estados Unidos, pequenos veículos de lazer com três rodas e propulsão similar ao carro de Nassau, que logo se tornaram muito comuns, tendo se popularizado também nas principais praias brasileiras, eram os chamados windcar.

O SURGIMENTO DOS MOINHOS DE VENTO

Parece ser difícil afirmar com segurança a época em que surgiram os primeiros moinhos de vento, há indicações sobre tais motores primários já no século X. Este assunto é bem desertado no livro ” Uma História das Invenções Mecânicas” de Abbot Payson Usher, editado pela primeira vez em 1929 e reproduzido no Brasil pela editora Papirus Ciência, o livro cita relato de geógrafos descrevendo moinhos de ventos usados no Oriente Médio para bombeamento d´água. O mesmo aponta ainda referências diversas como historias e crônicas – mas, neste caso, considerando sua veracidade incerta – que mencionam o uso dos moinhos de vento já em 340 d.C.

Ainda conforme a citada publicação, até a sua introdução na Europa por volta do século XII, os moinhos de vento eram projetados em função da direção predominante dos ventos, tendo o seu eixo motor direção fixa. As características de variação de intensidade e direção dos ventos na Europa incentivaram a criação de mecanismos para mudança de direção do eixo dos cataventos, surgindo então os primeiros modelos onde o eixo das pás podia ser girado em relação ao poste de sustentação.

Na Holanda, onde os moinhos de vento eram usados desde o século XV para drenarem as terras na formação dos pôlderes, a invenção dos moinhos de cúpula giratória, que permitia posicionar o eixo das pás em função da direção dos ventos, é registrada como um grande incremento de capacidade destes, e grande progresso nos sistemas de dessecamento.

OS PRIMEIROS SISTEMAS DE CONTROLE DE POTÊNCIA

A Revolução Industrial trouxe consigo as invenções das máquinas de produção, como os teares industriais, tais máquinas assim como os moinhos de farinha, exigiam uma certa constância da velocidade, evidenciando uma das desvantagens da energia eólica em relação a força animal e a roda d´agua, que é o fato de sua ocorrência ser irregular e de intensidade variável. Para contornar a variação de intensidade surgiram, ainda no século XVI, os primeiros sistemas de controle ou limitação de potência, sendo mencionados o freio aplicado ao eixo das pás – existindo inclusive esquemas de Leonardo da Vinci de um freio de cintas aplicado a roda acionadora – e a inclinação do eixo das pás em relação ao horizonte. Tais aperfeiçoamentos permitiram integrar os moinhos de vento também a estas unidades produtivas, e até o século XVIII – século do surgimento da máquina a vapor – os moinhos de vento, juntamente com as rodas d´água, marcavam muitas paisagens.

PRINCIPAIS TIPOS DE TURBINAS EÓLICAS NA ATUALIDADE

Os aerogeradores e aeromotores, costumam ser classificadas pela posição do eixo do seu rotor que pode ser vertical ou horizontal, a seguir mencionaremos os principais modelos relativos aos tipos de classificação mencionados.

EIXO HORIZONTAL

Está disposição necessita de mecanismo que permita o posicionamento do eixo do rotor em relação a direção do vento, para um melhor aproveitamento global, principalmente onde se tenha muita mudança na direção dos ventos. Encontra-se ainda moinhos de vento seculares com direcionamento do eixo das pás fixo, mas situam-se onde os ventos predominantes são bastante representativos, e foram instalados em épocas em que os citados mecanismos de direcionamento ainda não haviam sido concebidos.

Os principais modelos diferem quanto as características que definem o uso mais indicado, sendo eles:

Rotor multipás – atualmente representa a maioria das instalações eólicas, tendo sua maior aplicação no bombeamento d´água. Suas características tornam seu uso mais próprio para aeromotores, pois dispõe de uma boa relação torque de partida / área de varredura do rotor, mesmo para ventos fracos, em contrapartida seu melhor rendimento encontra-se nas baixas velocidades, limitando a potência máxima extraída por área do rotor, que não é das melhores, tornando este tipo pouco indicado para geração de energia elétrica.

O fato de alguns autores de livros, escritos em outras décadas, contrariamente a percepção atual, apontarem-no como sendo a melhor opção devido a sua característica de menor variação de velocidade do rotor em função da velocidade do vento, devia-se as limitações de controle da curva de tensão de saída dos sistemas de geração de energia disponíveis naquelas épocas, o que restringia o aproveitamento da energia gerada, a uma faixa estreita de velocidade do rotor.

Com o desenvolvimento da eletrônica este panorama mudou, pois os sistemas atuais podem ser facilmente projetados para uma faixa de velocidade bastante ampla e com um rendimento bastante satisfatório, passando o fator determinante a ser a potência obtida pelo rotor em relação a área de varredura, onde os modelos de duas e três pás se destacam com um rendimento muito superior.

Rotor de três ou duas pás – é praticamente o padrão de rotores utilizados nos aerogeradores modernos, isto deve-se ao fato da grande relação de potência extraída por área de varredura do rotor, muito superior ao rotor multipás (embora isto só ocorra em velocidades de vento superiores), pois além do seu rendimento máximo ser o melhor entre todos os tipos, situa-se em velocidades mais altas.

Entretanto, apresenta baixos valores de torque de partida, e de rendimento para velocidade baixas, características que apesar de aceitáveis em sistemas de geração de eletricidade, incompatibilizam seu uso em sistemas que requeiram altos momentos de força e ou carga variável.

EIXO VERTICAL

A principal vantagem das turbinas de eixo vertical é não necessitar de mecanismo de direcionamento, sendo bastante evidenciada nos aeromotores por simplificar bastante os mecanismos de transmissão de potência.

Como desvantagens apresentam o fato de suas pás, devido ao movimento de rotação, terem constantemente alterados os ângulos de ataque e de deslocamento em relação a direção dos ventos, gerando forças resultantes alternadas, o que além de limitar o seu rendimento, causa vibrações acentuadas em toda sua estrutura.

Rotor Savonius

Apresenta sua curva de rendimento em relação a velocidade próxima a do rotor de multipás de eixo horizontal, mas numa faixa mais estreita, e menor amplitude, seu uso, como o daquele, é mais indicado para aeromotores, principalmente para pequenos sistemas de bombeamento d´água, onde o custo final devido a simplicidade do sistema de transmissão e construção do rotor propriamente dito, podem compensar seu menor rendimento.

Rotor Darrieus

Por ter curva de rendimento característica próxima a dos rotores de três pás de eixo vertical, são mais compatíveis com o uso em aerogeradores, mas como nestes os sistemas de transmissão já são bastante simples, seja qual for o tipo de disposição do eixo do rotor, o Darrieus perde uma das vantagens comparativas.

Além disto a necessidade de sistema de direcionamento para o outro tipo de rotor, é compensada pela facilidade de implementação de sistemas aerodinâmicos de limitação e controle de potência, que amplia a faixa de utilização em relação a velocidade dos ventos e deixa-o muito menos susceptível a danos provocados por ventos muito fortes. Desta forma o Darrieus parece ficar em plena desvantagem em relação ao rotor de eixo horizontal, sendo seu uso pouco notado.

OS AEROGERADORES

Com o surgimento da máquina a vapor, dos motores de combustão interna e das grandes usinas de eletricidade e rede de distribuição, os sistemas eólicos foram relegados a um segundo plano por um bom tempo, permanecendo em algumas aplicações, como o bombeamento d´água em áreas rurais e salinas, além de outras mais raras.

Durante a crise do petróleo, na década de 70, a energia eólica voltou a ser bastante cogitada, e os avanços da aerodinâmica e surgimento da eletrônica, permitiu o aparecimento de aerogeradores muito eficientes e com o custo por KW, quando utilizado em sistemas de grande porte interligados a rede de distribuição, comparável com o das hidroelétricas, com isto desde a década de 80, tem sido cada vez mais comuns a instalação de parques eólicos em vários países principalmente da Europa e nos Estados Unidos, atualmente podem ser encontrados em nível comercial aerogeradores com potências nominais de até 1,5MW.

Os aerogeradores pequenos para sistemas autônomos de carregamento de baterias, também evoluíram bastante incorporando novas tecnologias, tendo com isto ampliando muito sua faixa de utilização, existe atualmente varias opções na faixa de 50 a 600W nominais.

No Brasil o primeiro aerogerador de grande porte foi instalado no arquipélago de Fernando de Noronha, em 1992, tratando-se de uma turbina de 75KW, com rotor tripá de 17 metros de diâmetro, tendo o mesmo sido integrado ao sistema de fornecimento de energia, formando um sistema híbrido com o gerador diesel já existente na ilha, patrocinando uma economia de aproximadamente 10% no consumo de diesel, alem da redução de emissão de poluentes.

O Atlas Eólico da Região Nordeste (CBEE & ANEEL – 1998), demonstra o grande potencial que o Brasil tem a explorar, dispondo ao longo da costa grandes áreas de ventos bastante regulares e de boa velocidade. Em 1998 foi inaugarada em Sorocaba-SP, a Wobben Windpower, subsidiária da ENERCON, passando a produzir no país aerogeradores com potência de 600 KW.

Com a instalação, em janeiro de 1999, do parque eólico de Palmas no Paraná – primeiro parque eólico da região Sul – o incremento de seus 2,5MW, promoveu a elevação da potência instalada no país, que já ultrapassa os 20MW. Atualmente os maiores parques instalados são os do Ceará, representados pelo de Taíba com 5MW e o de Prainha com 10 MW. Em Minas Gerais encontra-se o de Gouvêia com 1MW.

CONFIGURAÇÃO DE FORNECIMENTO, E SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO

Apesar de ser uma fonte relativamente barata a energia eólica apresenta algumas características que dificultam seu uso como fonte regular de energia, além de sua ocorrência ser irregular para pequenos períodos, a quantidade de energia diária disponível, pode variar em muitas vezes de uma estação do ano para outra, em um mesmo local.

O fato da potência disponível variar com o cubo da velocidade do vento, dificulta muito a questão do dimensionamento e a escolha do local para instalação, limitando seu uso apenas em regiões de ventos fortes e relativamente constantes.

Atualmente os sistemas mais comuns de fornecimento de energia utilizando sistemas eólicos são:

Sistemas eólicos de grande porte interligados a rede pública de distribuição

Por dispensarem sistemas de armazenamento são bastante viáveis representando atualmente a maior evolução em sistemas eólicos, já apresenta custos paritários ao das hidrelétricas. Nesta configuração os sistemas eólicos podem ter uma participação na ordem de 15% do fornecimento total de energia, envolvendo a definição deste percentual estudos específicos de vários fatores que garantam fornecimento regular e a qualidade de energia do sistema interligado como um todo.

Sistemas híbridos diesel-eólico de médio porte

Nestes os geradores eólicos podem representar fator de economia de combustível com custos bem atraentes para locais onde não dispõe da rede de distribuição interligada e dependam de geradores a diesel para fornecimento de energia elétrica, como o motor diesel garante a regularidade e estabilidade no fornecimento de energia, dispensando sistemas de armazenamento, e o transporte do diesel representa um custo adicional, a implementação de aerogeradores é neste caso bastante compensador e recomendado.

Sistemas eólicos autônomos / armazenamento

Sistemas de energia eólica autônomos para fornecimento regular de eletricidade, tornam-se bastante dispendiosos devido as complicações dos sistemas de armazenamento, que devem compensar não só as variações instantâneas e diárias, mas também compensar a variação da disponibilidade nos períodos do ano, sendo sua aplicação limitada a pequenos sistemas para recarga de baterias, em regiões remotas, principalmente para fornecimento de eletricidade para equipamentos de comunicação e eletrodomésticos, onde o benefício e conforto compensam o alto custo por watt obtido.

Outros usos diversos a geração de eletricidade, como aeromotores para bombeamento d´água são mais compatíveis com o uso singular da energia eólica.

Talvez o desenvolvimento de tecnologias de obtenção, aplicação e estocagem do hidrogênio, venham a representar uma nova opção para um sistema de armazenamento compatível com a energia eólica, possibilitando sistemas eólicos ou eólicos-solares autônomos economicamente viáveis.

Geração através da Energia Eólica

A Energia Eólica á energia obtida pelo movimento do ar, pela força dos ventos. A energia dos ventos é uma abundante fonte de energia renovável, limpa e disponível em todos os lugares. O vento resulta do deslocamento de massas de ar, derivado dos efeitos das diferenças de pressão atmosférica entre duas regiões distintas e é influenciado por efeitos locais como a orografia e a rugosidade do solo.

Para o aproveitamento da energia eólica existem vários tipos de tecnologia: moinhos de vento, aeromotores, turbinas eólicas ou aerogeradores.

Os maiores produtores mundiais de eletricidade eólica são a Alemanha, a Dinamarca, os Estados Unidos (Califórnia) e a Espanha. O Brasil possui um grande potencial de utilização de energia eólica, mas este potencial ainda não é vastamente explorado.

A viabilidade econômica de sistemas de geração de energia elétrica a partir da energia eólica tem se mostrado mais interessante do que a energia solar, servindo como alternativa eficaz em determinadas condições regionais de produção de energia.

A análise dos dados de vento de vários locais no Nordeste confirmaram as características dos ventos comerciais (trade-winds) existentes na região: velocidades médias de vento altas, pouca variação nas direções do vento e pouca turbulência durante todo o ano. A potencia instalada no Brasil hoje é de cerca de 25,5 MW, sendo que o potencial em geração eólica é estimado em 143,5 GW. Cerca de 17,4 MW estão no Ceará, 1MW em Minas Gerais, 2,5 MW no Paraná e 5,4 MW em Santa Catarina.

Energia eólica – O que é

Energia eólica é aquela gerada pelo vento. Desde a antiguidade este tipo de energia é utilizado pelo homem, principalmente nas embarcações e moinhos.

Atualmente, a energia eólica, embora pouco utilizada, é considerada uma importante fonte de energia por se tratar de uma fonte limpa (não gera poluição e não agride o meio ambiente).Atualmente, apenas 1% da energia gerada no mundo provém deste tipo de fonte. Porém, o potencial para exploração é grande.

Energia Eólica

O vento tem origem nas diferenças de pressão causadas pelo aquecimento diferencial da superfície terrestre, sendo influenciado por efeitos locais, como a orografia e a rugosidade do solo. Assim, o potencial energético a ele associado, varia não só em função das condições meteorológicas (intensidade e direção) mas também do local.

As tecnologias utilizadas no aproveitamento da energia eólica baseiam-se na transformação da energia cinética contida nas massas de ar em movimento, através de turbinas eólicas que acopladas a geradores, produzem energia eléctrica.

O conjunto turbina-gerador, é habitualmente chamado de Aerogerador. Existem diferentes tipos de turbinas eólicas cujas diferenças incidem essencialmente na direção do eixo de rotação (vertical ou horizontal), forma e número de pás que constituem o rotor.

A primeira experiência nos Açores em termos de aproveitamento de energia eólica para produção de energia eléctrica a nível industrial ocorreu no ano de 1988 com a instalação de um parque eólico no Figueiral, ilha de Santa Maria constituído 9 aerogeradores de 30 kW perfazendo uma potência instalada de 270 kW. Esta estrutura produtiva contribuiu anualmente com uma média de cerca de 4% da produção total da ilha.

Energia Eólica
PARQUE EÓLICO de Sta. Maria (Aerogeradores antigos)

Energia Eólica
PARQUE EÓLICO de Sta. Maria com os novos Aero-geradores

Na sequência dos resultados bastante positivos das campanhas de avaliação implementadas em São Jorge e Graciosa, durante os anos de 1989 e 90,foram instalados Parques Eólicos nestas ilhas.

Energia Eólica
PARQUE EÓLICO de São Jorge

Energia Eólica
PARQUE EÓLICO de São Jorge ampliado – com os dois novos aerogeradores do lado direito

No final de 1991 entrou em funcionamento o Parque Eólico de S. Jorge constituído por 4 aerogeradores de 100 kW e 1 de 150 kW, e no início de 1992 o Parque Eólico da Graciosa com uma potência instalada de 200 kW distribuída por dois aerogeradores.

Durante o ano de 2001, o Parque eólico de São Jorge contribuiu com 9.3 % do total da produção de energia eléctrica na ilha, e o parque da Graciosa com 6,4%.

Instalação de novos Parques Eólicos

Durante o Verão de 2002, decorreram as obras relativas a:

a) Ampliação do parque de Sta. Maria, cujos 9 aerogeradores antigos foram substituídos por três novos aerogeradores com potências unitárias de 300 kW, ficando o parque com uma potência total de 900;

b) Ampliação do parque da Graciosa com a instalação de mais dois aerogeradores com potências unitárias de 300 kW, ficando o parque com uma potência total de 500 kW;

c) Ampliação do parque de São Jorge com a instalação de mais dois aerogeradores com potências unitárias de 300 kW, ficando o parque com uma potência total de 1.150 kW;

d) Construção de um novo parque no Faial constituído por 6 aerogeradores, perfazendo uma potência total de 1.800 kW;

e) Construção de um novo parque nas Flores constituído por 2 aerogeradores com uma potência unitária de 300 kW;

Com as ampliações e construção de novos parques eólicos, estima-se que nos próximos anos aquele recurso contribua com cerca de 2% do total de energia eléctrica produzida nos Açores.

Em termos de potencial, todas as outras ilhas apresentam boas condições para instalação de parques eólicos, com destaque para a ilha Terceira que regista velocidades médias anuais mais elevadas e na ordem dos 10 m/s.

Fonte: www.eschooltoday.com/www.edfenergy.com/www.geocities.com/www.abcdaenergia.com/www.aondevamos.eng.br/www.cpfl.com.br/www.arena.com.pt

 

 

 

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