energia eólica obtida através dos ventos utiliza-se a massa de ar para mover aerogeradores. esse...
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Definições Básicas
Energia eólica obtida através dos ventos
Utiliza-se a massa de ar para mover aerogeradores. Esse movimento através de um gerador, converte em energia elétrica.
Precisam agrupar em parques eólicos para o projeto ser rentável.
Podem ser usados isoladamente, para alimentar comunidades distantes da rede de transmissão
Sua escala de desenvolvimento dependerá principalmente no modelo de turbina escolhido e na região ao ser instalada.
As usinas variam desde pequenas turbinas para produzir potência em KW, utilizadas principalmente em áreas rurais. Até usinas de grande porte, da ordem de MW que em geral são interconetadas a rede elétrica.
Tabela: Relação de tamanho e potência instalada
Tamanho Potência Instalada
Pequeno 1 a 10KW
Médio 10 a 250 KW
Grande >250 KW
Fatores de Interferência
A disponibilidade desta energia não é constante e varia com os aspectos climáticos.
Melhores condições são no litoral e no mar;
os lugares montanhosos são um viável meio para usinas onshore
Planícies são lugares de baixo nível de incidência dos ventos
Vantagens Social: Inesgotável Não emite poluentes Diminui a emissão dos gases do efeito
estufa. Comunidade Local Podem ser utilizados para agricultura e
pecuária. Criação de emprego Geração de investimento em zonas
desfavorecidas
Governo Reduz a dependência energética em
combustíveis fósseis Obter créditos pela diminuição de CO2
conforme o protocolo de Kioto Diminuição de atividades que gerem
penalizações (ambiental). Oferecer lucratividade e rentabilidade Manutenção Os aerogeradores não necessitam de
abastecimento de combustível Alta vida útil
Desvantagens
Intermitência pelo fato da massa de ar não atingir velocidade constante
Impacto visual considerável Impacto Sonoro Afetam a migração das aves no
local
https://www.youtube.com/watch?v=NtIgcNR5ulc
Instalação de uma Torre Eólica https://www.youtube.com/watch?v=1
iA_z4tTAms Instalação de Uma Torre Eólica
OFFSHORE
Usina Offshore
Motivação
Cada vez mais difícil encontrar áreas terrestres com alta velocidade do vento
A velocidade do vento nos oceanos é maior, pois não há obstáculos.
Em média a produção elétrica é 20% maior que em terra
Vantagens da Instalação Offshore Ideal para países que carecem de
matrizes energéticas e possui alta demanda
Nas áreas costeiras, haveria pouca perda de eletricidade
Como está no mar, não oferece aos cidadãos perturbação sonora ou visual
Desvantagens
Corrosão da Torre (Maresia Oxirredução)
Alta profundidade para instalação Impacto ambiental (Fauna
Marinha). Dificuldade em distribuir a energia
elétrica (Tubo de rede elétrica) Muito caro!
Distribuição da Energia
Maresia
A maresia acelera o processo de corrosão dos materiais, em razão das presenças dos íons no mar
ONSHORE X OFFSHORE
As principais diferenças são principalmente ao nível de materiais empregues.
Sistema de conversão offshore: Proteção contra a corrosão Sistemas de apoio a
desumidificação Reforços ao nível de revestimento
do metal na carcaça da máquina (menos manutenção).
Parque Eólico Onshore e Offshore (Diferenças) 1-Construção: A maioria são montadas em terra e
depois transportadas e montadas no local. Quando os componentes são transportados as fundações deverá estar completamente construídas.
2- Manutenção: As manutenção offshore são menores que a onshore, são projetadas a serem inspecionadas duas vezes ao ano.
3- Instalação Onshores: grandes estruturas de fundações em
betão Offshore: depende da profundidade e caracterísitica
do fundo do mar. Necessitam de materiais resistentes a corrosão.
Redução do custo das usinas offshore futuramente Com o aumento da construção
dos parques eólicos offshore, os custos de investimento tendem a diminuir, devido aos avanços na tecnologia e à experiência adquirida em projetos anteriores.
Tecnologia pro futuro... Versão Dilma
A entrevista
Dilma cita a respeito da energia eólica e diz que não há ainda um método de estocagem de vento, comparando com a energia hídrica.
Essa entrevista repercutiu mundialmente, e esse vídeo obteve milhões de visualizações.
https://www.youtube.com/watch?v=zKD-jpyT0Sc Vídeo da entrevista
Dilma está errada por querer “estocar vento”? Para cientistas britânicos, não
Já possuem projetos sobre a estocagem de ar líquido para estocar energia.
Como é feito: Setecentos e dez litros de ar, resfriados a menos 196 graus
Celsius, dão origem a um litro de ar líquido. Esse ar líquido pode ser estocado e, posteriormente, quando entra em contato com uma fonte térmica, volta a se expandir. A expansão do ar é utilizada, então, para movimentar uma turbina, convertendo a energia mecânica em energia elétrica
Site divulgado sobre esse projeto: http://www.revistaforum.com.br/blog/2015/10/dilma-esta-
errada-por-querer-estocar-vento-para-cientistas-britanicos-nao/
Vídeos Engraçados sobre o Tema Dilma Versão Remix: https://www.youtube.com/watch?v=d
hwsJxV4hs4 Dilma x Paulo Coelho: http://charges.uol.com.br/2015/10/08
/solucao-pra-energia-eolica/ Dilma Versão Star Trek <
https://www.youtube.com/watch?v=6xv-5td8_NA>
Tecnologia Para o Futuro Turbinas sem hélices Utiliza a agitação da própria torre para gerar
energia elétrica. O fluxo de vento em contato com o objeto produz
pequenos vórtices, suficientes para uma estrutura fixa oscilar e através desse movimento é capaz de gerar eletricidade
Vantagens: econômico, sustentavel, pouco efeito sonoro e visual( já que possui um formato de bastão).
Problema: O fluxo de ar em contato com esse objeto pode causar desestabilizações na constução.
CONTEXTO
Desenvolvimento e inserção de tecnologias de energias renováveis na matriz elétrica dos países.
Procura pela segurança e independência energético - Crise do petróleo 1970
Busca de alternativas mais limpas de produção de energia.
De onde vem a energia eólica
História da utilização da fonte eólica e desenvolvimento de aerogeradores
O primeiro registro histórico da utilização da energia eólica
O início da adaptação dos cata-ventos para geração de energia elétrica .
Os primeiros passos para o desenvolvimento de turbinas eólicas de grande porte para aplicações elétricas
A Segunda Guerra Mundial (1939-1945) e sua contribuição para o desenvolvimento dos aerogeradores
Os Estados Unidos desenvolveram um
projeto de construção do maior aerogerador até então projetado. O aerogerador Smith-Putnam.
Entre 1955 e 1968, a Alemanha construiu e operou o aerogerador mais tecnológico e inovador da época.
TIPOS DE AEROGERADOR O que é um aerogerador
Aerogerador de eixo vertical X eixo horizontal
Aerogeradores de eixo vertical
Aerogeradores de eixo horizontal
Aplicações de acordo com o porte da turbina Turbinas de pequeno porte
Turbinas de médio porte
Turbinas de grande porte
Padrão dominante do aerogerador de eixo horizontal
CRESCIMENTO MUNDIAL DA ENERGIA EÓLICA 1980 a 2013 - Alternância na liderança em
potencia instalada
ENERGIA EÓLICA NO BRASIL Os primeiros investimentos brasileiros em
energia eólica - Crise energética dos anos 1970
A PROEÓLICA
O Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA)
Breve normalização da oferta do petróleo e após, vulnerabilidade energética
O Brasil foi pioneiro na América Latina a instalar um aerogerador
A falta de atualização na mensuração e análise do potencial eólico do Brasil
Este potencial, entretanto, foi estimado levando em conta a tecnologia comercialmente utilizada à época, com medições da velocidade do vento a alturas de 50 metros.
Recente aumento do numero de usinas eólicas brasileiras e consequentemente, da produção de energia
A capacidade instalada e a geração nos seis primeiros meses de 2015
Ranking dos estados com maiores capacidades instaladas e maiores gerações
De janeiro a julho de 2015, entraram em operação cerca de 1.437 MW de usinas eólicas.
POTENCIAL PARA CONTINUAR CRESCENDO Potencial eólico extremamente elevado
do Brasil.
Perspectivas para 2016 e 2017
Fluxo de Vento ao atravessar a pá de uma Torre eólica
Tamanho de uma pá
Condições Iniciais
1°: Fluxo permanente e razoavelmente forte de vento.
2°: A velocidade do vento ideal, está na faixa de 12 a 15 m/s.
Equação da Potência: Análise Uma coluna de ar se desloca com
velocidade constante e uniforme. Essa massa de ar, atravessa a área
de um rotor da turbina Deslocando uma massa pAu (kg/s)
em que p é uma constante (p=1,225 kg/m³ em condições
Normais de T e P)
Fórmula da Potência
Análise
A potência depende fortemente da velocidade do vento.
Quando u duplica, a potência aumenta oito vezes.
Quando A duplica, o aumento é de duas vezes
Se u desce pela metade, a potência reduz oito vezes
Gráfico: Velocidade do vento x Densidade de potência
Observação
A potência não é 100% utilizada no veio da turbina, uma vez que o ar deverá sair com velocidade não nula
Rendimento da conversão de uma Turbina Eólica Pm é a potência disponível no veio
da Turbina
Conclusão
As turbinas eólicas são projetadas para gerarem a máxima potência a uma determinada velocidade do vento
O valor da velocidade está habitualmente entre 12 a 15 m/s
POR QUÊ?
A figura posterior mostra um exemplo de característica do gerador. Relacionando a potência gerada e a velocidade de incidência dos ventos nas pás.
“Potência elétrica – Velocidade do vento”
Análise por meio ao gráfico e a fórmula da potência Para velocidades por volta de 5 m/s
não é interessante extrair energia Para valores superiores a faixa
“ideal” não é econômico, pois teria que robustecer a construção, para garantir o potencial.
Se a velocidade está entre (25~30 m/s) a turbina é desligada por motivos de segurança.