O vento é o ar em movimento devido ao aquecimento desigual da superfície da terra pelo sol. A terra e seu envelope de ar, a atmosfera, recebe mais calor solar próximo ao Equador do que nas regiões polares. Mesmo assim, as regiões equatoriais não ficam mais quentes a cada ano, nem as polares ficam mais frias. É o movimento do ar ao redor da terra que ameniza a temperatura extrema e produz ventos na superfície tão úteis para a geração de energia.
Como todos os gases, o ar se expande ou aumenta de volume quando aquecido, e contrai e diminui de volume quando resfriado. Na atmosfera o ar quente é mais leve e menos denso do que o ar frio e se eleva a altas altitudes quando fortemente aquecido pelo sol. O ar aquecido próximo ao Equador fluirá para cima, e então, na direção dos pólos onde o ar próximo a superfície é mais frio. As regiões terrestres próximas aos pólos agora têm mais ar, pressionando-as, e o ar da superfície mais fria tende a desligar dessas áreas e movimentarem-se na direção do Equador.
Muita energia está sendo constantemente transferidas do sol os ventos da terra, no entanto, apenas ventos das camadas atmosféricas mais baixas são acessíveis para a conversão de sua energia.
A força motora primária da brisa do mar é a diferença de temperatura entre a terra e o mar. Quando essa diferença é grande e diurna, podem ser esperadas brisas marinhas relativamente fortes durante as horas da tarde e no começo da noite.
As brisas marinhas mais intensas são encontradas naquelas regiões subtropicais secas, ao longo da costa oeste de continentes onde haja um oceano frio. É precisamente nessas regiões que o vento predominante é geralmente fraco e a brisa marinha local é na verdade quase a única fonte de energia eólica por grande parte do ano.
A topografia, ou características físicas do solo, podem influenciar fortemente as características do vento. As montanhas impedem a passagem uniforme dos ventos, o ar canalizado ao redor ou através das aberturas freqüentemente aumenta os ventos fortes locais, ideais para geradores de energia eólica.
Um aerogerador consiste num gerador elétrico movido por uma hélice, que por sua vez é movida pela força do vento. A hélice pode ser vista como um motor a vento, cujo único combustível é o vento.
A quantidade de eletricidade que pode ser gerada pelo vento depende de quatro fatores: da quantidade de vento que passa pela hélice, do diâmetro da hélice, a dimensão do gerador e o rendimento de todo o sistema.
As turbinas são, em princípio, instrumentos razoavelmente simples. O gerador é ligado através de um conjunto acionador a um rotor constituído de um cubo e duas ou três pás. O vento aciona o rotor que faz girar o gerador e produz eletricidade.
A quantidade de energia disponível no vento varia de acordo com as estações e as horas do dia. A topografia e a rugosidade do solo também tem grande influência na distribuição de freqüência de ocorrência de velocidade do vento em um local. Além disso, a quantidade de energia eólica extraível numa região depende das características de desempenho, altura de operação e espaçamento horizontal dos sistemas de conversão de energia eólica instalados.
Turbinas eólicas de eixo horizontal: podem ser de uma, duas, três, quatro pás ou multipás. A de uma pá requer um contrapeso para eliminar a vibração. As de duas pás são mais usadas por serem fortes, simples e mais baratas do que as de três pás. As de três pás, no entanto, distribui as tensões melhor quando a máquina gira durante as mudanças de direção do vento. As multipás não são muito usadas, pois são menos eficientes.
Turbinas eólicas do eixo vertical: não são muito usadas, pois o aproveitamento do vento é menor.
As mais comuns são três: SAVONIUS, DARRIEUS E MOLINETE.
Pmax. = 16/27. 1/2 . P.a.v. < 0,593
P = densidade do ar (tabelado)
A = área correspondente ao diâmetro
da área varrida pelas pás
V= velocidade do vento
A potência máxima não ultrapassa 59,3% de eficiência. Este valor é também chamado de limite de BETZ e já foi provado cientificamente.
A ilha de Fernando de Noronha é um dos locais onde não só os aspectos econômicos (alto custo da geração através do diesel) como também os de natureza ecológica contribuem positivamente para a geração de energia a partir do vento.
A turbina em funcionamento desde julho de 1992, tem potência nominal
de 75Kw, diâmetro do rotor de 17m (3 pás) e uma torre de 23 m
de altura.
O projeto do sistema híbrido eólico/diesel da ilha de Fernando
de Noronha foi desenvolvido pelo Grupo de Energia Eólica da UFPE e
FOLKECENTER (Dinamarca) visando proporcionar uma economia de diesel na ordem
de 70.000 litros anuais.
1890-1910 - Dinamarca - 23m de diâmetro
- 3 pás - 200kw
1931 - Rússia - 30m de diâmetro
- 3 pás - 100kw
1941 - Estados Unidos - 54m de diâmetro
-2 pás - 1.250kw
1959 - Alemanha - 34m de diâmetro - 2 pás
- 100kw
1978 - Estados Unidos (NASA) - 50m de diâmetro
- 2 pás - 200kw
1979 - Boeng USA -100m
1980 - Growian (Alemanha) - 100m de diâmetro
- 3mv
Como a maioria dos moinhos europeus possui pás verticais, elas giram à medida que parte do movimento horizontal do vento é transformada em movimento de rotação das pás.
Este movimento é transferido por engrenagens e polias para uma pedra de moenda, que tritura os grãos. Para aproveitar ao máximo a energia do vento, a cobertura do moinho gira automaticamente para ficar de frente para o vento toda vez que ele muda de direção.
A maioria dos barcos à vela modernos, têm velas tri6angulares que podem ser manobradas para captar o máximo da energia do vento. Os barcos egípcios, de cerca de 1300 a .c., usavam velas quadradas que só podiam aproveitar com eficácia a energia do vento quando este vinha por trás. Por volta de 200 a .c., os navios do mediterrâneo usavam velas que podiam ser manobradas, aproveitando a energia do vento mesmo quando ele não soprava por trás delas.
A força do vento é de grande importância em lugares sujeitos a inundações, como a Holanda, onde tem sido usada para drenar a terra.
Concluímos nesse trabalho, que o vento constitui uma imensa fonte de energia natural à partir da qual é possível produzir grandes quantidades de energia elétrica. Além de ser uma fonte de energia inesgotável, a energia eólica está longe de ser causadora de problemas ambientais.
O interesse pela energia eólica aumentou nos últimos anos, principalmente depois do disparo do preço do petróleo.
O custo de geradores eólicos tem um preço elevado, mas o vento é uma fonte inesgotável enquanto o petróleo não. Em um país subdesenvolvido como o Brasil, onde quem governa são os empresários, não há o interesse de gastar dinheiro em uma nova fonte de energia, eles preferem continuar usando o petróleo. Considerando o grande potencial eólico de várias regiões do Brasil, seria possível produzir eletricidade à partir do vento a um custo de geração inferior a U$50/mkw.
Existem, atualmente mais de 20.000 turbinas eólicas em operação no mundo, produzindo mais de 2 bilhões de kwh anualmente.
Fonte: www.cdcc.sc.usp.br
A energia eólica é a energia obtida pelo movimento do ar (vento) e não se tem registro de sua descoberta, mas estima-se que foi há milhares e milhares de anos.
A energia dos ventos é uma abundante fonte de energia renovável, limpa e disponível em todos os lugares.
A utilização desta fonte energética para a geração de eletricidade, em escala comercial, teve início há pouco mais de 30 anos e através de conhecimentos da indústria aeronáutica os equipamentos para geração eólica evoluíram rapidamente em termos de idéias e conceitos preliminares para produtos de alta tecnologia.
No início da década de 70, com a crise mundial do petróleo, houve um grande interesse de países europeus e dos Estados Unidos em desenvolver equipamentos para produção de eletricidade que ajudassem a diminuir a dependência do petróleo e carvão. Mais de 50.000 novos empregos foram criados e uma sólida indústria de componentes e equipamentos foi desenvolvida. Atualmente, a indústria de turbinas eólicas vem acumulando crescimentos anuais acima de 30% e movimentando cerca de 2 bilhões de dólares em vendas por ano (1999).
Existem, atualmente, mais de 30.000 turbinas eólicas de grande porte em operação no mundo, com capacidade instalada da ordem de 13.500 MW.
Na Dinamarca, a contribuição da energia eólica é de 12% da energia elétrica total produzida; no norte da Alemanha (região de Schleswig Holstein) a contribuição eólica já passou de 16%; e a União Européia tem como meta gerar 10% de toda eletricidade a partir do vento até 2030.
Tanto no exterior como no Brasil, engenheiros civis, mecânicos e elétricos conseguiram, nos últimos anos, desenvolver um arsenal tecnológicos copaz de captar energia dos ventos com maior eficiência e custo reduzido. Enquanto em 1980 se gastavam 120 para ganhar um megawatt de energia através dos ventos, hoje o custo não passa de 40 dólares, três vezes menor.
Turbinas eólicas de eixo horizontal: pode ser de uma, duas, três ou quatro pás ou multipás. A de uma pá requer um contrapeso para eliminar a vibração. As de duas pás são mais usadas por serem fortes, simples e mais baratas do que as de três pás. As de três pás, no entanto, distribui as tensões melhor quando a máquina gira durante as mudanças de direção do vento. As multipás não são muito usadas, pois são menos eficientes.
Turbinas eólicas do eixo vertical: não são muito usadas, pois o aproveitamento do vento é menor. As mais comuns são três: Savonius, Darrieus e Molinete.
PRÓ: poluição zero. Pode ser complementar às redes tradicionais.
CONTRA: instável, está sujeita a variações do vento e a calmarias. Os equipamentos são caros e barulhentos
Fonte: www.cei.santacruz.g12.br
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.
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.
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.
Fonte: www.ider.org.br
A energia eólica é a energia que provém do vento. O termo eólico vem do latim Aeolicus, pertencente ou relativo a Éolo, deus dos ventos na mitologia grega e, portanto, pertencente ou relativo ao vento. A energia eólica tem sido aproveitada desde a antigüidade para mover os barcos impulsionados por velas ou para fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover suas pás.
Na atualidade utiliza-se, ainda, para mover aerogeradores - moinhos que, através de um gerador, produzem energia elétrica. Precisam agrupar-se em parques eólicos, concentrações de aerogeradores necessárias para que a produção de energia se torne rentável.
Impacto visual de uma Estação Eólica nos montes Tehachapi,
na Califórnia
É um tipo de energia renovável, diferente da queima de combustíveis fósseis.
É considerada uma "energia limpa" (que respeita o meio ambiente), já que não requer uma combustão que produza resíduos poluentes nem a destruição de recursos naturais.
No entanto, a quantidade de energia produzida por este meio é ainda uma mínima parte da que se consome pelos países desenvolvidos.
Nas proximidades dos parques eólicos é detectada poluição sonora, devido ao ruído produzido. Há também quem considere que sua silhueta afeta a paisagem. Tem sido estudada, recentemente, a hipótese da construção de parques eólicos sobre plataformas ancoradas no mar, não muito longe da costa, mas situadas de tal forma que não incidam de forma excessiva sobre a paisagem.
Os lugares mais apropriados para sua instalação coincidem com as rotas das aves migratórias, o que faz com que centenas de pássaros possam morrer ao chocar contra as suas hélices.
Os aerogeradores não podem ser instalados de forma rentável em qualquer área, já que requerem um tipo de vento constante mas não excessivamente forte.
Aerogerador
Fonte: pt.wikipedia.org
