energia eólica obtida através dos ventos utiliza-se a massa de ar para mover aerogeradores. esse...

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.