(Parte 1 de 3)

ANDRÉ DA COSTA LUCRÉCIO - 082490182 CÉSAR GOMES DA SILVA - 062400152 ROMILDO AUGUSTO G. DA SILVA - 072400032

Trabalho entregue como exigência da disciplina de Fontes Alternativas de Energia do curso de Engenharia de Produção da Universidade Salgado de Oliveira.

Este trabalho tem por objetivo apresentar uma abordagem geral sobre energia eólica e suas características no Brasil e no mundo. O mercado de energia eólica mundial vem apresentando forte impacto no aumento de capacidade instalada mundial. A despeito dessa vertente, o Brasil, conhecido pelo grande volume de ventos, caminha de maneira discreta, porém numa ascendente, em direção à consolidação da energia eólica na matriz energética nacional.

Palavras-chave: Fonte Alternativa, Energia Eólica, Sistema Eólico.

This paper aims to present a general approach on wind and its characteristics in Brazil and worldwide. The global wind energy market is showing strong impact on the worldwide capacity increase installed. Despite this aspect, Brazil, known by massive winds, moves in discrete way, but an upward, toward the consolidation of wind energy in national energy policies.

Keywords: Alternative Power, Wind Power, Wind Power System.

1- INTRODUÇÃO6
2- APLICAÇÕES DA ENERGIA EÓLICA8
2.1- NAVEGAÇÃO8
2.2- MOINHOS DE VENTO8
2.3- GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

INDICE 9

3- COMPONENTES DE UM SISTEMA EÓLICO9
4- COMO FUNICONA O SISTEMA EÓLICO1
5- APLICAÇÕES DO SISTEMA EÓLICO12
5.1- SISTEMAS ISOLÁDOS12
5.2- SISTEMAS HÍBRIDOS
5.3- SISTEMAS INTERLIGADOS À REDE13
6- ENERGIA EÓLICA NO MUNDO14
6.1- CAPACIDADE INSTALADA15
6.2- MAIORES PRODUTORES
6.4- AS MICROEÓLICAS18
7- ENERGIA EÓLICA NO BRASIL19
7.1- POTENCIALIDADE EÓLICA19
7.2- CAPACIDADE INSTALADA

6.3- ENERGISA EÓLICA NOS ARRANHA-CÉU 16 20

8- CUSTOS25
8.1- CUSTOS DE INSTIMENTO25
8.2- CUSTO DA ENERGIA25
8.3- DIVISÃO DO CUSTO DA ENERGIA25
9- VANTAGENS DA ENERGIA EÓLICA26
10- DESVANTAGENS DA ENERGIA EÓLICA26
1- CONCLUSÃO28

7.3- PROJETOS EM OPERAÇÃO NO BRASIL 2 12- BIBLIOGRAFIA 29

1- INTRODUÇÃO

O vento é o ar em movimento devido ao aquecimento desigual da superfície da terra pelo sol. A terra e sua faixa de ar, a atmosfera, recebem 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, pressionandoas, e o ar da superfície mais fria tende a desligar dessas áreas e movimentarem-se na direção do Equador.

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, ao longo da costa dos 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, influencia 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

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 têm 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.

2- APLICAÇÕES DA ENERGIA EÓLICA. 2.1- Navegação.

Barcos a vela

3.500 a.C

No mar o vento já era empregado para mover barcos à vela de pano em 2.2- Moinhos de vento.

Moinhos de vento

Em terra os primeiros moinhos de vento talvez tenham aparecidos na

Pérsia por volta de 700 d.C. Nos moinhos de vento a energia eólica era transformada em energia mecânica e conseqüentemente utilizada na moagem de grãos (fabricação de farinhas), na irrigação de terras áridas e ainda na drenagem de canais, sobretudo nos Países Baixos:

2.3- Geração de Energia Elétrica.

Aerogeradores

Na atualidade utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores (grandes turbinas), colocadas em lugares de muito vento. Essas turbinas têm a forma de um cata-vento ou um moinho. Esse movimento, através de um gerador, produz energia elétrica.

3- COMPONENTES DE UM SISTEMA EÓLICO

Um sistema eólico é constituído por vários componentes que devem trabalhar em harmonia de forma a propiciar um maior rendimento final. Para efeito de estudo global da conversão eólica devem ser considerados os seguintes componentes:

Vento: É o principal elemento, ele determina a disponibilidade energética do local destinado à instalação do sistema eólico.

Rotor: É o componente do sistema eólico responsável por captar a energia cinética dos ventos e transformá-la em energia mecânica de rotação. É o componente mais característico de um sistema eólico. Por este motivo, a configuração do rotor influenciará diretamente no rendimento global do sistema.

Transmissão e Caixa Multiplicadora: A transmissão, que engloba a caixa multiplicadora, possui a finalidade de transmitir a energia mecânica entregue pelo eixo do rotor até o gerador.

Gerador Elétrico: Responsável pela transformação da energia mecânica de rotação em energia elétrica através de equipamentos de conversão eletro-mecânica.

Mecanismo de Controle: Destinam-se à orientação do rotor, ao controle de velocidade, ao controle de carga, etc. Pela variedade de controles, existe uma enorme variedade de mecanismos que podem ser mecânicos (velocidade, passo, freio), aerodinâmicos (posicionamento do rotor) ou eletrônicos (controle da carga).

Torre: As torres são necessárias para sustentar e posicionar o rotor a uma altura conveniente para o seu funcionamento. É um item estrutural de grande porte e de elevada contribuição no custo inicial do sistema. Em geral, as torres são fabricadas de metal (treliça ou tubular) ou de concreto e podem ser ou não sustentadas por cabos tensores.

Sistema de Armazenamento: Também chamado de banco de baterias, pode ser necessária a utilização desse sistema devido à mudança de comportamento do vento ao longo do tempo, ele garante o fornecimento de energia adequado à demanda.

Transformador: Responsável pelo acoplamento elétrico entre o aerogerador e a rede elétrica.

Acessórios: englobam todos os itens de apoio necessários ao funcionamento do sistema eólico. Incluem-se transmissões, freios, embreagens, eixos, acoplamentos e mancais que não apresentam nenhum problema tecnológico aos sistemas eólicos.

Esquema típico de um aerogerador

O rendimento global do sistema eólico relaciona a potência disponível do vento com a potência final que é entregue pelo sistema. Os rotores eólicos ao extraírem a energia do vento reduzem a sua velocidade; ou seja, a velocidade do vento frontal ao rotor é maior do que a velocidade do vento atrás do rotor. Uma redução muito grande da velocidade do vento faz com que o ar circule em volta do rotor, ao invés de passar através dele.

4- COMO FUNCIONA O SISTEMA EÓLICO

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, a grosso modo, 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 converte esta energia mecânica captada pelas pás em energia elétrica.

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 têm 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, que será melhor abordado no decorrer deste trabalho.

Os aerogeradores precisam agrupar-se em parques eólicos (concentrações de aerogeradores), necessários para que a produção de energia se torne rentável, mas podem ser usados isoladamente, para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão. É possível ainda a utilização de aerogeradores de baixa tensão quando se trate de requisitos limitados de energia elétrica.

5- APLICAÇÕES DO SISTEMA EÓLICO

Um sistema eólico pode ser utilizado em três aplicações distintas: sistemas isolados, sistemas híbridos e sistemas interligados à rede. Os sistemas obedecem a uma configuração básica, necessitam de uma unidade de controle de potência e, em determinados casos, conforme a aplicação, de uma unidade de armazenamento.

5.1- Sistemas Isolados

Os sistemas isolados de pequeno porte, em geral, utilizam alguma forma de armazenamento de energia. Este armazenamento pode ser feito através de baterias ou na forma de energia potencial gravitacional com a finalidade de armazenar a água bombeada em reservatórios elevados para posterior utilização.

Alguns sistemas isolados não necessitam de armazenamento, como no caso dos sistemas para irrigação onde toda a água bombeada é diretamente consumida.

Os sistemas que armazenam energia em baterias necessitam de um dispositivo para controlar a carga e a descarga da bateria. O controlador de carga tem como principal objetivo não deixar que haja danos ao sistema de bateria por sobrecargas ou descargas profundas.

Para alimentação de equipamentos que operam com corrente alternada

(Parte 1 de 3)

Comentários