Capítulos - Engenharia Compartilhada

Energia III - Renovável - EOL, solar e biomassa

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Capítulo I

Energia eólica

25.1. Introdução, potencial e especificações

25.1.1. Introdução

Denomina-se energia eólica a energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento).

Os ventos são causados pelo aquecimento diferenciado da superfície da terra ou, ainda, são causados pela desigual distribuição de incidência solar na superfície da terra.

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 d’água.

Assim como a energia hidráulica, a energia eólica é utilizada há milhares de anos com as mesmas finalidades, a saber: bombeamento de água, moagem de grãos e outras aplicações que envolvem energia mecânica.

Para a geração de eletricidade, as primeiras tentativas surgiram no final do século XIX, mas somente um século depois, com a crise internacional do petróleo (década de 1970), é que houve interesse e investimentos suficientes para viabilizar o desenvolvimento e aplicação de equipamentos em escala comercial.

Enquanto unidades de produção convencional usam essencialmente diferentes combustíveis - gasolina, carvão, petróleo - que geram energia por uma reação físico-química e que emitem resíduos e/ou gases de efeito estufa, a energia do vento, baseada em um uso mecânico de vento, pode produzir eletricidade sem combustível e, portanto, sem CO2 ou rejeição.

A primeira turbina eólica comercial ligada à rede elétrica pública foi instalada em 1976, na Dinamarca. Atualmente, existem mais de 30 mil turbinas eólicas em operação no mundo.

Em 1991, a Associação Europeia de Energia Eólica estabeleceu como metas a instalação de 4.000 MW de energia eólica na Europa até o ano 2000 e 11.500 MW até o ano 2005.

Essas e outras metas estão sendo cumpridas muito antes do esperado (4.000 MW em 1996, 11.500 MW em 2001).

As metas na Europa ultrapassaram 70.000 MW em 2010.

Nos Estados Unidos, o parque eólico existente é da ordem de 40.260 MW instalados e com um crescimento anual em torno de 10%.

No mundo em 2010, a capacidade instalada atingiu a marca de 200.457 MW.

Estima-se que em 2020 o mundo terá 12% da energia gerada pelo vento, com uma capacidade instalada de mais de 1.200 GW (WINDPOWER; EWEA; GREENPEACE, 2003; WIND FORCE, 2003).

Recentes desenvolvimentos tecnológicos (sistemas avançados de transmissão, melhor aerodinâmica, estratégias de controle e operação das turbinas, etc.) têm reduzido custos e melhorado o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos.

O custo dos equipamentos, que era um dos principais entraves ao aproveitamento comercial da energia eólica, reduziu-se significativamente nas últimas duas décadas.

Projetos eólicos em 2002, utilizando modernas turbinas eólicas em condições favoráveis, apresentaram custos na ordem de 820/kW instalado e produção de energia a 4 cents/kWh (EWEA; GREENPEACE, 2003).

25.1.2. Medida e quantificação da energia eólica e instituições que coletam dados de velocidade do vento [+]

25.1.2.1. Medida [+]

25.1.2.2. Velocidade em função da distância em relação à superfície [+]

25.1.3. Aerogeradores [+]

25.1.3.1. A máquina [+]

25.1.3.2. Funcionamento [+]

25.1.3.3. Tipos de aerogeradores [+]

25.1.3.4. Desenho esquemático de uma turbina eólica [+]

25.1.3.5. Características técnicas [+]

25.1.3.6. Potências de aerogeradores disponíveis comercialmente [+]

25.1.3.7. Comportamento de um aerogerador em função da velocidade do vento [+]

25.1.4. Pesquisa para a implantação de um projeto [+]