VENTOS E MEIO AMBIENTE
A energia eólica é considerada a energia mais limpa do planeta, disponível em
diversos lugares e em diferentes intensidades, uma boa alternativa às energias
não-renováveis.
IMPACTOS E PROBLEMAS
Apesar de não queimarem combustíveis fósseis e não emitirem poluentes,
fazendas eólicas não são totalmente desprovidas de impactos ambientais. Elas
alteram paisagens com suas torres e hélices e podem ameaçar pássaros se
forem instaladas em rotas de migração. Emitem um certo nível de ruído (de
baixa freqüência), que pode causar algum incômodo. Além disso, podem
causar interferência na transmissão de televisão.
O custo dos geradores eólicos é elevado, porém o vento é uma fonte
inesgotável de energia. E as plantas eólicas têm um retorno financeiro a um
curto prazo.
Outro problema que pode se citado é que em regiões onde o vento não é
constante, ou a intensidade é muito fraca, obtêm-se pouca energia e quando
ocorrem chuvas muito fortes, há desperdício de energia.
PERSPECTIVAS FUTURAS
Na crise energética atual, as perspectivas da utilização da energia eólica são
cada vez maiores no panorama energético geral, pois apresentam um custo
reduzido em relação a outras opções de energia.
Embora o mercado de usinas eólicas esteja em crescimento no Brasil, ele já
movimenta 2 bilhões de dólares no mundo. Existem 30 mil turbinas eólicas de
grande porte em operação no mundo, com capacidade instalada da ordem de
13.500 MW.
A energia eólica pode garantir 10% das necessidades mundiais de eletricidade
até 2020, pode criar 1,7 milhão de novos empregos e reduzir a emissão global
de dióxido de carbono na atmosfera em mais de 10 bilhões de toneladas.
Os campeões de uso dos ventos são a Alemanha, a Dinamarca e os Estados
Unidos, seguidos pela Índia e a Espanha.
No âmbito nacional, o estado do Ceará destaca-se por ter sido um dos
primeiros locais a realizar um programa de levantamento do potencial eólico,
que já é consumido por cerca de 160 mil pessoas. Outras medições foram
feitas também no Paraná, Santa Catarina, Minas Gerais, litoral do Rio de
Janeiro e de Pernambuco e na ilha de Marajó. A capacidade instalada no Brasil
é de 20,3 MW, com turbinas eólicas de médio e grande portes conectadas à
rede elétrica.
Vários Estados brasileiros seguiram os passos do Ceará, iniciando programas
de levantamento de dados de vento. Hoje existem mais de cem anemógrafos
computadorizados espalhados pelo território nacional. Um mapa preliminar de
ventos do Brasil, gerado a partir de simulações computacionais com modelos
atmosféricos é mostrado na figura abaixo.
Considerando o grande potencial eólico do Brasil, confirmado através de
estudos recentes, é possível produzir eletricidade a custos competitivos com
centrais termoelétricas, nucleares e hidroelétricas, com custo reduzido.
Figura 1: Mapa das potencialidades eólicas do Brasil. Dados da CBEE.
quarta-feira, 17 de setembro de 2008
Energia eólica-Giovanna n°9 - Folha
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. Actualmente o vento é usado para produzir electricidade.
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.
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 facto 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 electricidade 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 electricidade é necessário conduzi-la até ás casas, escolas e fábricas.
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. Actualmente o vento é usado para produzir electricidade.
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.
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 facto 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 electricidade 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 electricidade é necessário conduzi-la até ás casas, escolas e fábricas.
Energia eólica-Samanta n°29 - Folha
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 marítmimas. 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 dessertado 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´agua. 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´agua, 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´agua. 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 extraida 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, imcompatibilizam 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 trasmissão de potência.
Como desvantagens apresentam o fato de suas pás, devido ao movimento de rotação, terem constantemente alterados os angulos 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´agua, 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 suceptível 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´agua 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 distribuíção, 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 nivel comercial aerogeradores com potências nominais de até 1,5MW.
Os aerogeradores pequenos para sistemas autônomos de carregamento de baterias, também evoluiram 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 diametro, 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 distrubuíção 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 outônomos 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 diarias, 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´agua 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.
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 marítmimas. 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 dessertado 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´agua. 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´agua, 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´agua. 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 extraida 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, imcompatibilizam 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 trasmissão de potência.
Como desvantagens apresentam o fato de suas pás, devido ao movimento de rotação, terem constantemente alterados os angulos 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´agua, 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 suceptível 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´agua 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 distribuíção, 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 nivel comercial aerogeradores com potências nominais de até 1,5MW.
Os aerogeradores pequenos para sistemas autônomos de carregamento de baterias, também evoluiram 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 diametro, 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 distrubuíção 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 outônomos 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 diarias, 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´agua 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.
quinta-feira, 11 de setembro de 2008
Enegia eólica!!
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. No âmbito do Comitê Internacional de Mudanças Climáticas, está sendo projetada a instalação de 30.000 MW, por volta do ano 2030, podendo tal projeção ser estendida em função da perspectiva de venda dos "Certificados de Carbono".
postado por bernardo
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.
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.
post por giovannaENERGIA EÓLICA!!
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 antiguidade para mover os barcos impulsionados por velas ou para fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover as suas pás. Nos moinhos de vento a energia eólica era transformada em energia mecânica, utilizada na moagem de grãos ou para bombear água. Os moinhos foram usados para fabricação de farinhas e ainda para drenagem de canais, sobretudo nos Países Baixos.
post por samanta
obs: o de baixo é da vanessa!
Energia Eólica
As Usinas Eólicas aproveitam a força da velocidade dos ventos para gerar eletricidade.
São grandes hélices (como cata ventos gigantes) instaladas em altas torres ou em locais altos. Esses locais devem ser privilegiados do ponto de vista de ventos. É necessário que haja vento, de preferência fortes, o tempo todo.
No dia em que não tiver vento não será possível a geração de energia elétrica.
A grande vantagem da usina eólica é que não existe nenhum tipo de poluição.
A geração de energia elétrica através de turbinas eólicas representa uma alternativa não poluente, capaz de atender desde os grandes centros urbanos até pequenas povoações isoladas. Ganhos na redução de emissão de poluentes pelas usinas térmicas e diminuindo a necessidade da construção de grandes reservatórios, além de reduzir o risco gerado pelas oscilações hídricas.
O Brasil possui um parque industrial com competências na área de metal mecânica e elétrica, marco referencial na América Latina. Sendo assim, tem condições favoráveis para investir e se direcionar, sem grandes dificuldades, para a indústria eólica.
Para a energia eólica ter sucesso no país seria preciso somar alguns recursos especiais. A começar pelo "recurso eólico de qualidade". O potencial eólico encontra-se principalmente nas regiões Nordeste e Sul. São necessárias políticas de incentivo ás fontes renováveis e principalmente planeamento de longo prazo para o setor, com maiores estímulos para o aumento da capacidade de geração dessas fontes energéticas.
Para completar, seria necessário o desenvolvimento científico e tecnológico, capaz de dar suporte com qualidade à indústria nacional para que ela possa atender a demanda de novos parque eólicos. Já existem políticas para aumentar a capacidade de geração e também para incentivar a fabricação nacional de componentes.
A Importância da pesquisa tecnológica vem de Porto Alegre, onde o Centro tecnológico da PUC instalou a primeira turbina eólica de pequeno porte no Brasil, em um prédio na área urbana e conectada na rede elétrica. O objetivo do programa - dotado por uma grande imobiliária loca - é divulgar a tecnológica eólica e estudar sua viabilidade em prédio.
A participação da energia eólica na matriz energética nacional ainda é pequena. Mas a situação tenderia a mudar graças aos incentivos fiscais vigentes, que poderão despertar o interesse de empreendedores. Outro incentivo é a possibilidade de complementaridade entre a geração de energia hidrelétrica e eólica. A capacidade instalada para a geração de energia eólica no mundo era inferior a 2 mil MW. Quatro anos mais tarde ela subiu para 3.734 MW. Esse mercado vem crescendo mais nos últimos anos, principalmente na Alemanha, EUA, Dinamarca e Espanha.
quinta-feira, 4 de setembro de 2008
Aterros sanitários
O Brasil é um país com, por volta de 189.612.814 de habitantes. Imagina quantas toneladas de lixo nós produzimos.
por dia são mais ou menos 141 mil tonaladas!! Todo esse lixo pode oferecer sérios riscos à saúde, por isso são levados para lugares q tem o nome de aterros sanitários, onde o lixo é despejado, prensado(compactado) e coberto com uma camada de manta e depois de terra para reduzir a presença de animais que podem transmitir graves doenças,ratos ,baratas e moscas, além de evitar o mau cheiro que ele esala.
Quando o lixo é decomposto ele produz o chorume um líquido q ele produz quando está nessa fase, que pode contaminar os lençóis subterranios(lençóis freáticos),por isso são colocados tubos que retiram o chorume que fica acumulado no aterro sanitário. O gás metano é produzido pelo lixo decomposto. Esse gás é inflamável e pode facilmente pegar fogo, por isso uma tubulação existente faz o metano sair, logo que sai para parar de oferecer riscos ele é queimado. Esse gás também pode ser utilizado na produção de energia.
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