Energia eolica

Energia eolica

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Estado Local Capacidade

Instalada

Produção anual prevista Estado atual

Ceará Taíba 5MW 17500MWh Operação Ceará Prainha 10MW 35000MWh Operação Ceará Mucuripe 1,2MW 3800MWh Operação Ceará Paracurú 30MW --------------- Estudo Ceará Camocim 30MW --------------- Estudo

Minas Gerais Morro

Camelinho 1,0MW 800MWh Operação

Pará Vila Joanes 40KW 32MWh Operação Pará Costa NE 100MW -------------- Estudo Paraná Palmas I 2,5MW 7000MWh Operação Paraná Palmas I 9,5MW -------------- Estudo Paraná Palmas I 75MW -------------- Estudo Pernambuco F.Noronha 75KW 60MWh Operação Rio de Janeiro Cabo Frio 10MW -------------- Estudo

Fonte: CBEE – Centro Brasileiro de Energia Eólica

Figura 2.2 - Caracterização dos recursos eólicos no território brasileiro. Área marrom velocidade do vento maior que 8,5 m/s, vermelho varia de 7,0 a 8,5m/s, laranja de 6,0 a 7,0 m/s, amarelo de 5,0 a 6,0m/s e Azul 5,0 m/s. [1]

2.2) Aproveitamento da energia eólica no Brasil.

Com o crescimento da demanda e do consumo de energia em todo o mundo (notadamente no Brasil), a crescente escassez de combustíveis fósseis e não renováveis, as necessidades de controle ambiental, preservação da natureza e crescimento autosustentado, e por outro lado, o enorme desenvolvimento da tecnologia Eólica e a constante redução de custos nessa área, o aproveitamento da força dos ventos é um dos setores de tecnologia de ponta que apresenta um dos maiores índices de crescimento relativo na economia global, com um enorme potencial de criação de riquezas ainda inexplorado, como ocorre em nosso país.

O Brasil possui um dos maiores potenciais para aproveitamento Eólico em todo o mundo, já comprovado em diversos estados, bem como pelo desempenho e produção das Usinas Eólicas de Taíba, Prainha e Mucuripe (Ceará), Palmas (Paraná) e Bom Jardim da Serra (Santa Catarina).

O Fator de Capacidade das Usinas Eólicas em regiões de ventos médios anuais superiores a 8m/s, atinge 40% e, em alguns locais como no litoral nordeste do Brasil, em alguns meses chega a atingir até 60%.

No Brasil, os períodos de menor capacidade dos reservatórios das hidrelétricas, coincidem exatamente com os períodos de maiores ventos e portanto de maior geração de energia nas Usinas Eólicas. Essa complementaridade já comprovada entre as fontes eólicas em nosso país, potencializa uma maior confiabilidade e estabilidade do Sistema Elétrico Brasileiro.

Mesmo assim, o Brasil possui uma produção de energia eólica muito pequena em relação a sua capacidade, dos quais (91%), operam comercialmente desde o início de 1999, com grande sucesso, fornecendo energia para o consumo de cerca de 200000 pessoas, no Ceará, no Paraná e em Santa Catarina. [7]

No caso da energia eólica, o local de maior exploração desse tipo de fonte no Brasil é o litoral do Nordeste, onde a intensidade e direção do vento são constantes. O norte da Bahia e de Minas Gerais, o oeste de Pernambuco, o estado de Roraima e o Sul do país também são regiões propícias para a geração de energia a partir do vento [7].

2.3) Projetos de energia eólica no Brasil

Apesar de vários trabalhos e pesquisas científicas realizadas nas décadas de 70 e 80 a geração de energia a partir de turbinas eólicas no Brasil teve início apenas em julho de 1992, com a instalação de uma turbina de 75kW na ilha de Fernando de Noronha, através de iniciativa pioneira do Centro Brasileiro de Energia Eólica - CBEE, os principais projetos de energia eólica no Brasil são mostrados na figura abaixo 2.3. [6]

Figura 2.3 – Principais cidades com projetos para instalação de usinas eólicas.

No Brasil, embora o aproveitamento dos recursos eólicos tenha sido feito tradicionalmente com a utilização de cata-ventos multipás para bombeamento d'água, algumas medidas precisas de vento, realizadas recentemente em diversos pontos do território nacional, indicam a existência de um imenso potencial eólico ainda não explorado. [6]

2.4) O custo da energia eólica no Brasil.

Considerando o grande potencial eólico existente no Brasil, é possível produzir eletricidade a custos competitivos com centrais termoelétricas, nucleares e hidroelétricas. Análises dos recursos eólicos medidos em vários locais do Brasil, mostram a possibilidade de geração elétrica com custos da ordem de US$ 70 - US$ 80 por MWh.

O custo da energia elétrica gerada através de novas usinas hidroelétricas construídas na região amazônica será bem mais alto que os custos das usinas implantadas até hoje. Quase 70% dos projetos possíveis deverão ter custos de geração maiores do que a energia gerada por turbinas eólicas. Outra vantagem das centrais eólicas em relação às usinas hidroelétricas é que quase toda a área ocupada pela central eólica pode ser utilizada (para agricultura, pecuária, etc.) ou preservada como habitat natural.

No Brasil, assim como em várias partes do mundo, quase não existem dados de vento com qualidade para uma avaliação do potencial eólico. Os primeiros sensores especiais para energia eólica foram instalados no Ceará e em Fernando de Noronha/Pernambuco apenas no início dos anos 90. Os bons resultados obtidos com aquelas medições favoreceram a determinação precisa do potencial eólico daqueles locais e a instalação de turbinas eólicas. [6]

3)Ventos

3.1) Tipos de Ventos

Para realização de um trabalho acadêmico sobre energia eólica como esse, certamente não se poderia deixar de ressaltar a principal fonte natural de estudo dessa energia que é o vento.

O vento é a principal característica da movimentação das massas de ar existentes na atmosfera e o seu surgimento está diretamente relacionado às variações das pressões de ar que por sua vez é originada termicamente através da radiação solar e das fases de aquecimento das massas de ar.

Em torno de 1 a 2% da energia solar é convertida em energia dos ventos. As regiões onde esse tipo de conversão de energia inicia-se são nas regiões existentes na linha Equador, onde a latitude é 0º e ocorre um maior aquecimento nas massas de ar e posteriormente é estendida para as regiões norte e sul do planeta.

Os ventos podem ser classificados de acordo com suas origens, sendo assim divide-se da seguinte maneira:

3.1.1) Ventos globais

O vento que sobe desde o Equador para os pólos, onde circula pelas camadas mais altas da atmosfera, por volta dos 30º de latitude, a força de Coriolis evita que continue em direção aos pólos. Nessa latitude encontra-se uma zona de altas pressões, pelo que o ar começa a descer de novo. [4]

Quando o vento sobe desde o Equador origina uma zona de baixas pressões perto do solo o que atrai ventos do Norte e do Sul. Nos pólos, devido ao ar frio, são originadas zonas de altas pressões. A Troposfera é onde ocorrem todos os fenômenos meteorológicos assim como o efeito de estufa.

As direções dominantes do vento são importantes na localização dos aerogeradores, no entanto a geografia local também pode influenciar as direções acima indicadas.

Estes ventos na realidade são considerados como ventos geostróficos, e ocorrem a partir da altitude dos 1.0 m. A velocidades destes ventos pode ser medida por balões meteorológicos. [4]

3.1.2) Ventos de superfície

Os ventos são muito influenciados pela superfície terrestre até altitudes de 100 metros.

A intensidade do vento é reduzida pela rugosidade da superfície da terra e pelos obstáculos. As direções perto da superfície são diferentes das dos ventos geostróficos, devido à rotação da terra.

3.1.3) Ventos locais

Apesar da importância dos ventos locais na determinação dos ventos dominantes numa determinada área, as condições climáticas locais podem influenciar as direções do vento. A direção do vento é influenciada pela soma dos efeitos globais e locais. Quando os ventos globais são suaves, os ventos locais podem dominar o regime de ventos.

Os ventos locais podem ser subdivididos em dois tipos (neste caso, chamados de “A” e “B”), brisas marinhas e ventos da montanha ou vale:

A - Brisas marinhas:

Durante o dia a terra aquece mais rapidamente pela influência do sol que o mar. O ar sobe e circula para o mar, criando uma depressão ao nível do solo, que atrai o ar frio do mar, conforme figura 3.1. A essa atração é dado o nome de brisa. Nas figuras 3.1 e 3.2 o ar frio está representado pelas setas na posição horizontal e o ar quente está representado pelas setas na vertical.

Figura 3.1 – Brisas Marinhas ao dia [4]

Normalmente ao entardecer há um período de calma, quando as temperaturas do solo e do mar se igualam. Durante a noite os ventos sopram em sentido contrário, tendo a brisa terrestre, normalmente, velocidades inferiores, uma vez que a diferença entre a temperatura do solo e do mar é menor.

Figura 3.2 – Brisas Marinhas a noite [4]

B - Ventos da montanha ou vale:

Um exemplo é o vento da montanha a qual tem origem nos declives orientados ao norte no hemisfério sul e ao sul no hemisfério norte. Quando o ar próximo das montanhas está quente a densidade do ar diminui, sobe seguindo a superfície do declive. Durante a noite a direção do vento inverte-se, passando a descer o declive. Se o fundo do vale for inclinado o ar pode ascender e descender pelo vale, a este efeito é dado o nome de vento canhão.

3.2) Fatores que influenciam a energia proveniente do vento

O aerogerador obtém energia convertendo a energia do vento num binário atuando sobre as pás do rotor. A quantidade de energia transferida ao rotor pelo vento depende, basicamente, dos seguintes fatores:

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