Energia Eólica - Princípios Mecânicos e Funcionamento

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Figura 9- Parque eólico conectado à rede- Parque Eólico da Prainha - CE

Figura 10- Parque eólico instalado no mar norte

Figura 11- Turbinas eólicas de eixo vertical e de eixo horizontal

Figura 12– Turbina Axial de Eixo Vertical

Figura 13 - Componentes de uma turbina eólica de eixo horizontal

Figura 14- Vista do interior da nacele de um aerogerador utilizando um gerador

Figura 15– Esquema de Aerogerador

Figura 16- Potencial Eólico Brasileiro por Região

Figura 17- Evolução do potencial de energia eólica instalada no mundo e sua projeção até o ano de 2020

Figura 18- Comparação de custos da energia

RESUMO

Nos dias de hoje a necessidade de investimento em recursos renováveis se tornam cada vez mais indispensáveis, entretanto, os países mais desenvolvidos estao estudando e buscando aplicar cada vez mais essa tecnologia para a produção de energia sustentável. A necessidade da geração de fontes energéticas menos prejuduciais ao meio ambiente tem destacado a energia eólica como uma fonte inovadora com grande potencial. Entretanto, essa tecnologia energética, que usufrui dos ventos para geração de energia elétrica, apresenta suas instablilidades ambientes, como a potência dos ventos, por exemplo. Neste trabalho desenvolvemos a descrição mais detalhada de caracterisiticas e medidas a respeito dessa tecnologia, que podem ser abordadas no sentido de reduzir impactos ambientais com a utilização dos sistemas eólicos.

Palavras- Chaves: Sistema eólico; Vento; Sustentável;

Introdução

A energia desempenha um papel fundamental na vida humana. Ao lado de transportes, telecomunicações, águas e saneamento, compõem a infraestrutura necessária para incorporar ao ser humano denominado modelo de desenvolvimento vigente. Para isso, o tratamento dos temas energéticos dentro dessa infraestrutura será da maior importância para que se caminhe na busca de um desenvolvimento sustentável. Isso vai requerer uma abordagem multidisciplinar, em um cenário composto por todas as dimensões do problema: tecnológicas, econômicas, sociais, políticas e ambientais. Fontes de energia são os materiais ou fenômenos a partir dos quais podemos obter alguma forma de energia. Com o desenvolvimento tecnológico, os seres humanos descobriram várias dessas formas. Atualmente, as mais utilizadas são: petróleo (e seus derivados), carvão vegetal, carvão mineral, lenha, álcool, cursos d’agua, átomos de alguns elementos químicos como o urânio e o tório, o Sol (pelo uso direto da energia que ele emite), os ventos, o gás natural (metano. CH4). Abordaremos a seguir como fonte principal o vento, denominada a Energia Eólica. Denomina-se energia eólica a energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento). Seu aproveitamento ocorre por meio da conversão da energia cinética de translação em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas eólicas, também denominadas aerogeradores, para a geração de eletricidade, ou cataventos (e moinhos), para trabalhos mecânicos como bombeamento de água. Para gerar energia eólica, serão necessários alguns componentes, tais como; Vento (disponibilidade energética), Rotor (transformaçã da energia cinética do vento em energia mecânica), Transmissão e Caixa Multiplicadora (transmite a energia mecânica até a carga), Gerador Elétrico (conversão da energia mecânica em energia elétrica), Mecanismo de Controle (controle de velocidade e controle da carga), Torre ( posiciona o rotor na altura conveniente), Sistema de Armazenamento (armazenamento da energia)

2. O vento

2.1 Características do vento na energia eólica

A energia que chega à Terra é parcialmente absorvida e outra parte é refletida, através da emissão de radiação para a atmosfera, chamada de radiação terrestre. A parte da energia absorvida pela superfície é parcialmente transferida à atmosfera na forma de calor, por condução ou convecção.

Segundo Lopez (2012, pg. 32):

“O aquecimento diferenciado da atmosfera provoca gradientes de pressão atmosférica que são responsáveis por movimentos da massa de ar. Esses gradientes possuem intensidade inversamente proporcional à distância em que ocorrem. O aquecimento diferenciado entre o equador e as regiões polares causa a movimentação de ar chamada de circulação geral média”.

Existem locais no globo terrestre onde os ventos nunca cessam de “soprar”, pois os mecanismos que os produzem estão sempre presentes na natureza. São chamados de ventos planetários ou constantes e podem ser classificados em:

- Alísios: ventos que sopram dos trópicos para o equador, em baixas altitudes;

- Contra-alísios: ventos que sopram para os polos, em altas altitudes;

- Ventos do oeste: ventos que sopram dos tópicos para os polos;

- Polares: ventos frios que sopram dos polos para as zonas temperadas;

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Figura 1- Formação dos Ventos devido ao deslocamento das massas de ar

(Fonte: Atlas Eólico do Brasil, 1998).

2.2 Influência do vento na escolha do local

Para avaliar o local no qual se deseja instalar aerogeradores deve se levar em conta que a velocidade do vento pode variar significativamente em curtas distâncias, por isso existem procedimentos nos quais devem ser seguidos e parâmetros regionais que influenciam nas condições do vento. Segundo o Ministério do Meio Ambiente os principais fatores de influência no regime dos ventos destacam-se:

- Variação da velocidade com a altura;

- Rugosidade do terreno, que é caracterizada pela vegetação, utilização da terra e construções;

- Presença de obstáculos nas redondezas;

- Relevo que pode causar efeito de aceleração ou desaceleração