Energia Eolica

Alessandro Gois Souza, Alvaro Della Justina do Nascimento

Fundação Universidade Federal de Rondônia, Núcleo de Ciência e Tecnologia, Departamento de Engenharia - DEE

Curso de Bacharelado em Engenharia Elétrica - 6o Período - Matrícula: 200711809,200711788 - Disciplina de Geração, Transmição e Distribuição de Energia

Resumo—A humanidade vem utilizando a força do vento a séculos, uso que antes se restringia a movimentação de barcos e em alguns sistemas mecânicos evoluiu para a geração de energia elétrica através dos aerogeradores modernos. Um aerogerador consiste de um anteparo, sujeito à força do vento, ligado a um gerador de energia elétrica. Este anteparo, chamado de pá quando atravessado por um fluxo de vento gera uma força resultante de empuxo que o faz girar sobre o eixo, assim, a energia cinética do vento é transformada em energia mecânica ao eixo para então ser transportada ao gerador, onde a conversão final para energia elétrica ocorre.

Resumo—Humanity has been using the force of Wind for centuries, that use that used to be only for ships dislocation and some mechanical devices evolved to electric generation through modern Wind generator. The wind generator consists of a bulkhead, who has been subjected to the force of wind, connected to an electric generator. This bulkhead, called wing, when a wind flow pass through generates a resultant force of thrust that makes it spin along the axis, therefore, the kinetic energy of the wind is transformed into mechanical energy to the axis, then it can be transported to the generator, where the final conversion to electric energy occurs.

Index Terms—Energia eólica, moinhos de ventos, ventos, turbinas, energia renovavel e potência dos ventos

NO mundo atual a energia elétrica é a forma de energia que o homem mais utiliza na atualidade, graças a sua facilidade de transporte, baixo índice de perda energética durante as conversões para outros tipos de energia. Graças a ela o humanidade conseguiu ter grandes avanços para todas as áreas, pois a partir da descoberta da eletricidade o homem conseguiu construir varias maquina para as mais diversas utilidade. A energia elétrica trouxe também a sociedade um grande conforto pois ela é capaz de fornecer calor e luz. Atualmente a eletricidade é de tamanha importância que quando ocorre algum imprevisto no seu abastecimento os hospitais, postos de gasolina e escolas usualmente possuem geradores próprios para compensar esta perda, isso porque, no caso do hospital existem pessoas que sobrevivem graças a aparelhos movidos a eletricidade.

Existem diversas formas de se gerar energia elétrica. As principais aproveitam um movimento rotatório para gerar corrente alternada em um alternador. O movimento rotatório pode provir de uma fonte de energia mecânica direta, como a corrente de uma queda d’água ou o vento, ou de um ciclo termodinâmico. A energia elétrica é obtida principalmente através de termoelétricas, usinas hidroelétricas, usinas eólicas e usinas termonucleares. O nosso trabalho a seguir vai falar sobre a energia eólica obtida a partir das usinas eólicas. 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 é relativo ao vento.

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. A energia produzida pelo vento é um recurso energético natural que pode ser aproveitado com um investimento reduzido, é especialmente rentável em locais com muito vento. A sua energia vem da energia cinética dos ventos onde a partir daí pode ser transformada em energia mecânica e elétrica.

Tudo indica que as primeiras utilizações de energia eólica deram-se com as embarcações, onde utilizava-se a força do vendo como energia para a locomoção. Algumas publicações mencionam vestígios de sua existência já por volta de 4.0 a.C., recentemente testemunhado por um barco encontrado num túmulo sumeriano da época, no qual havia também remos auxiliares.

Por volta de 1.0 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.

Outra forma antiga de se utilizar a energia eólica era com os moinhos de ventos os quais foram inventados para substituir as rodas d’ água que utilizam o curso natural dos rios como força motriz. Porem nos lugares onde não havia rios havia a necessidade de se usar outro recurso como força motriz, por isso a invenção do moinho de vento o qual se pode usar o próprio vento como força motriz.

A data certa do surgimento dos primeiros moinhos de vendo, ou cata-ventos, não é muito certa, mas acredita-se que seja proveniente da Pérsia por volta de 200 A.C. e logo depois tenha se espalhado pelo mundo islâmico. Na Europa a introdução dos cata-ventos ocorreu após as cruzadas no sec. XI

A utilização desses moinhos era mais voltada para moagens dos grãos e bombeamento de água e a sua construção, a principio, era muito primitivo sendo seu eixo motor direção fixo. Na Holanda surgiu os moinho de ventos horizontais do tipo "holandês". As características de variação de intensidade e direção dos ventos na Europa incentivaram a criação de mecanismos para mudança de direção do eixo dos cata-ventos, surgindo então os primeiros modelos onde o eixo das pás podia ser girado em relação ao poste de sustentação proporcionando um melhor sistema de controle.

Em 1582 surgiu o primeiro moinho utilizado para a produção de óleos vegetais, em 1586 para a fabricação de papel, no sec. XVI foi a vez de ser usado para acionar serrarias. Com isso em meados do século XIX, dezenas de milhares moinhos de vento existiam em pleno funcionamento na Europa para as mais diversas utilizações.

A partir da revolução industrial o aproveitamento da energia eólica deixou de ser aproveitado dando espaço á maquina a vapor, deixando de lado os moinhos e as embarcações a vela.

Com o avanço da rede elétrica, foram feitas, no início do século X, várias pesquisas para o aproveitamento da energia eólica em geração de grandes blocos de energia. Enquanto os Estados Unidos estavam difundindo o uso de aerogeradores de pequeno porte nas fazendas e residências rurais isoladas, a Rússia investia na conexão de aerogeradores de médio e grande porte diretamente na rede.

Em 1888, Charles F. Bruch, um industrial voltado para eletrificação em campo, ergueu na cidade de Cleveland, Ohio, o primeiro cata-vento destinado à geração de energia elétrica. Tratava-se de um cata-vento que fornecia 12kW em corrente contínua para carregamento de baterias. Bruch utilizou-se da configuração de um moinho para o seu invento. Ele utilizava as mesmas alturas dos moinhos de ventos porém introduzido um mecanismo de grande fator de multiplicação da rotação das pás (50:1) possibilitando um máximo aproveitamento do dínamo cujo funcionamento estava em 500rpm.

Em 1931, na Rússia, desenvolveu-se aerogeradores de grande porte (aerogerador Balaclava) com potencia de 100KW conectado, por uma linha de transmissão de 6,3kV de 30km, a uma usina termelétrica de 20MW. Essa foi a primeira tentativa bem sucedida de se conectar um aerogerador de corrente alternada com uma usina termelétrica. Assim outros modelos foram criados de 1 a 5MW, porém os investimentos para os desenvolvimento de obtenção dessa fonte de energia foram deixados de lado devido à forte concorrência de outras tec

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