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Memorial Descritivo do ProjetoUsina Eólica de Mangue Seco 2

MEMORIAL DESCRITIVO DO PROJETO

USINA EÓLICA DE MANGUE SECO 2

Eólica Mangue Seco 2 Geradora e Comercializadora de Energia Elétrica S.A.

NOVEMBRO - 2010


SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

2. CARACTERÍSTICAS GERAIS DO EMPREENDIMENTO

2.1 MOTIVAÇÃO

2.2 LOCALIZAÇÃO E ACESSOS

2.3 INFRA-ESTRUTURA DISPONÍVEL

2.4 POTENCIAL EÓLICO E PARÂMETROS CLIMÁTICOS

2.5 CARACTERIZAÇÃO GERAL DO TERRENO DA USINA

3. CONCEPÇÃO TÉCNICA DA USINA EÓLICA

3.1 CONCEPÇÃO GERAL DA USINA

3.2 CARACTERÍSTICAS DOS AEROGERADORES

3.3 DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES

3.4 RENDIMENTOS PREVISTOS

3.5 DADOS ANEMOMÉTRICOS

3.6 SISTEMAS E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS

3.7 CONSTRUÇÃO CIVIL

4. ASPECTOS AMBIENTAIS

4.1 LICENÇA AMBIENTAL

4.2 IMPACTOS SOCIOAMBIENTAIS

5. ÍNDICE DE INDISPONIBILIDADE (TEIF E IP)

6. DESENHOS DE PROJETOS

6.1 LOCALIZAÇÃO E ACESSOS A USINA

6.2 DIAGRAMA UNIFILAR

7. ART


ANEXO I: ESPECIFICAÇÕES DO AEROGERADOR ENERCON E-82

ANEXO II: CERTIFICAÇÃO DAS MEDIÇÕES ANEMOMÉTRICAS E

ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

ANEXO III: DESENHO DE LOCALIZAÇÃO E ACESSO

ANEXO IV: DIAGRAMA UNIFILAR

ANEXO V: ART


1. INTRODUÇÃO

Este documento tem por objetivo descrever as principais características do Projeto da Usina Eólica de Mangue Seco 2, pertencente à Eólica Mangue Seco 2 – Geradora e Comercializadora de Energia Elétrica S.A, com vista a adequação da outorga de autorização da Usina emitida através da Portaria MME nº 581 de 17 de junho de 2010.

A Usina Eólica de Mangue Seco 2 será implantada no município de Guamaré – RN, com potência nominal de 26 MW. O prazo estimado para a implantação é de 20 meses. Está previsto a instalação de 13 aerogeradores de 2.000 kW cada. O aerogerador possui torre tubular mista (concreto e aço) de 108 metros de altura e rotor de três pás com 82 metros de diâmetro.

O empreendimento permitirá ampliar a oferta de energia, sobretudo no estado do Rio Grande do Norte, utilizando o vento como fonte alternativa. Ressaltando que o mesmo constitui-se em uma imensa fonte de energia natural, renovável e sem agressão ao meio ambiente.

2. CARACTERÍSTICAS GERAIS DO EMPREENDIMENTO

2.1 MOTIVAÇÃO

O projeto proverá um aumento na oferta de energia elétrica em uma região carente de energia, através de um projeto rentável usando uma fonte limpa e renovável. Além disso, beneficiará as regiões supridas pelas usinas hidrelétricas do rio São Francisco durante o período de seca, devido ao forte aspecto complementar da energia eólica com a energia hidráulica, uma vez que as incidências dos ventos fortes são maiores neste período.

2.2 LOCALIZAÇÃO E ACESSOS

A Usina Eólica de Mangue Seco 2 será implantada no município de Guamaré, na Mesorregião Central Potiguar (Micro Região Macau) na porção centro setentrional do estado do Rio Grande do Norte. O local de implantação do projeto eólico se encontra a, aproximadamente 31 km de Macau e a aproximadamente, 163 km da cidade de Natal, capital do Rio Grande do Norte. A Figura 2.1 apresenta a situação cartográfica da área pleiteada para implantação do empreendimento.


Figura 2.1 – Localização da Área do Empreendimento UEE DE MANGUE SECO 2 – GUAMARÉ / RN

O acesso à área, partindo de Natal, é feito pela rodovia BR 406, até a comunidade de Baixa do Meio, onde 3 km após toma-se a rodovia RN 401, até a salina Santa Cruz em Guamaré e desta por estrada carroçável até a localidade de Mangue Seco.

A usina eólica de Mangue Seco 2 terá seus aerogeradores distribuídos conforme indicação do quadro 2.1 e apresentado na figura 2.2.

Quadro 2.1 – Localização dos aerogeradores da usina eólica de Mangue Seco 2 Coordenadas SIRGAS 2000


Figura 2.2- Layout da Usina Eólica de Mangue Seco 2

2.3 INFRA-ESTRUTURA DISPONÍVEL

2.3.1 DEMOGRAFIA

Segundo dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, o município de Guamaré apresenta as seguintes características:

População (2007): 11.737 habitantes; Densidade demográfica (2007): 41,04 habitantes/km2; Taxa de urbanização: 44,16%; Taxa de crescimento anual: 3,34%.

2.3.2 INFRA-ESTRUTURA

A infra-estrutura do município de Guamaré corresponde ao nível de desenvolvimento da região. De acordo com a classificação do IBGE, há no município de Guamaré apenas um núcleo considerado urbano, que corresponde à própria sede do município. As demais localidades correspondem a pequenos povoados com infra-estrutura urbana precária, cuja população vive basicamente de atividades produtivas de subsistência.

As formas habitacionais predominantes ainda são casas de um só pavimento, construídas de alvenaria, tendo em segundo plano as unidades de apartamentos.


O abastecimento de água potável na região é feito pela Companhia de Água e Esgoto do

estado do Rio Grande do Norte – CAERN. Em 2003 o município dispunha de 1.682.529 economias ativas. Na zona rural a população é abastecida por poços e cacimbas, sendo apenas uma parcela da população urbana abastecida pela rede geral.

O município não dispõe de rede de esgoto, tornando a população vulnerável a transmissão de doenças infecto-parasitárias, em grande parte, responsáveis pela manutenção das altas taxas de mortalidade infantil. Os esgotos são coletados através de tubulações que são jogados diretamente para fossas, verificando-se que mais de 90% do município não têm tratamento adequado. Estas são fossas artesanais que servem também de sumidouros, jogando os dejetos diretamente no solo.

Na sede municipal de Guamaré verifica-se que o sistema de rede de esgoto está em fase de conclusão, faltando apenas à interligação da rede geral para as residências.

O serviço de limpeza pública do município de Guamaré é de responsabilidade da Prefeitura Municipal, sendo feitas coletas diárias pelas ruas da cidade. O lixo é coletado através de um caminhão coletor encaminhado para o lixão que está situado próximo a sede municipal, destacando-se que o município não dispõe de aterro sanitário. Existe também uma coleta especial para o lixo hospitalar e dos postos de saúde, sendo esse material incinerado em local apropriado, localizado próximo à Sede do Município de Guamaré.

Na zona rural a comunidade freqüentemente queima ou enterra o lixo produzido em suas residências, podendo causar danos à saúde devido à fumaça gerada com a queima desse material, como falta de ar, asma, entre outros.

O fornecimento de energia elétrica feito pela Companhia de Serviços Elétricos do Rio Grande do Norte – COSERN, sendo que 96,6% da energia fornecida se destina ao uso industrial, 0,36% ao rural, 1,6% ao residencial, 0,4% ao comércio e serviços e os restantes 1% à iluminação das vias públicas, consumo pelos poderes públicos e outros fins. O elevado consumo industrial deve-se fundamentalmente às atividades da PETROBRÁS no município.

O setor de comunicação conta com uma agência da ECT – Empresa Brasileira de Correios e Telégrafos e um posto de correio.

A região é atendida pela telefonia fixa convencional a cargo da TELEMAR, encontrando-se também cobertura da telefonia celular da TIM, OI e CLARO. O município possui ainda outras formas de comunicação, como os sinais das principais emissoras de televisão do país, bem como sinais de emissoras de rádio AM e FM locais e regionais e jornais em circulação.

Destacam-se também outras infra-estruturas de serviços como 02 mercados públicos, 02 feiras livres, 13 supermercados, 01 shopping, 15 restaurantes, 03 farmácias, 01 cartório e 02 delegacias de polícia.


2.3.3 SAÚDE

A infra-estrutura de saúde do município de Guamaré é constituída por três estabelecimentos de saúde pública. Tais unidades de saúde pertencem à Secretaria Estadual de Saúde do Rio Grande do Norte, que orienta as atividades médico-sanitárias por elas realizadas, especialmente no que se refere às atividades de imunização, controle de doenças infectocontagiosas e distribuição de medicamentos e alimentação gratuita à população carente.

Unidades ambulatoriais: 02;

Hospitais (2005): 1;

Leitos hospitalares (2005): 25;

Morbidades hospilares (2007): 15;

Nº de médicos (2003): 10;

N° de dentistas (2003): 1;

N/ de enfermeiros (2003): 2;

N° de auxiliar de enfermagem (2003): 23;

N° de agente de saúde (2003): 42.

2.3.4 EDUCAÇÃO

A educação infantil, fundamental e ensino médio são mantidos na sua maior parte pela Prefeitura Municipal, tendo pouca participação da rede particular de ensino. No setor de educação o município é servido por uma rede escolar constituída de duas escolas estaduais, vinte e seis escolas municipais e cinco escolas particulares.

O município em 2007 contava com 2.634 alunos matriculados no ensino fundamental, 770 no ensino médio e 537 no ensino pré-escolar, tendo-se um total de 3.941 alunos matriculados, dos quais 55% pertencem à rede municipal.

O corpo docente em 2007 era constituído de 210 professores distribuídos no ensino pré-escolar, fundamental e médio com percentuais de 17, 16 e 67, respectivamente. O quadro abaixo apresenta um resumo com as principais características da educação no município de Guamaré.

Escolas que ministram o ensino pré-escolar (2007): 12;

Escolas que ministram o ensino fundamental (2007): 19;

Escolas que ministram o ensino médio (2007): 2;

Matrículas do pré-escolar (2007): 537;


Matrículas do fundamental (2007): 2.634;

Matrículas do ensino médio (2007): 770.

2.3.5 ECONOMIA

A atividade econômica do Município de Guamaré baseia-se na pesca, na carcinicultura e na extração do sal, merecendo destaque a descoberta do petróleo no ano de 1975 em seu território, sendo iniciada uma nova fase econômica nesse município.

Verifica-se que a presença da PETROBRAS foi um fator considerável para o desenvolvimento do município de Guamaré, onde houve uma atração para a instalação também do Pólo Industrial, para onde converge todo o óleo e gás produzidos na Plataforma Continental do Rio Grande do Norte e grande parte da produção terrestre. No Pólo Industrial encontram-se instalados uma refinaria, uma distribuidora de combustíveis da PETROBRAS e da Brasilgás e ainda próximo a esse Pólo foi implantada uma pousada que possui 47 apartamentos e um restaurante para atender a demanda que surgiu com a implantação do Pólo Industrial.

Atualmente encontra-se instalada uma unidade de processamento de gás natural e uma planta de produção de diesel. O Pólo de Guamaré abastece o Rio Grande do Norte e parte de outros estados com esses dois combustíveis e gás de cozinha.

Encontra-se instalada no Pólo de Guamaré a Estação de Compressores de Ubarana – UCUB, onde nessa estação o gás é recebido, tratado e enviado através do gasoduto Nordestão, para a cidade pernambucana de Cabo e para alguns Distritos Industriais do Rio Grande do Norte, Paraíba e Pernambuco. Ainda existem nesse Pólo, duas estações de tratamento de efluentes, que tem como finalidade tratar a água que é descartada nos processos industriais.

Segundo dados do IBGE, 2000 (IDEMA, 2005), no Município de Guamaré, a população economicamente ativa apresenta um total de 2.426 indivíduos, sendo 1.719 homens e 707 mulheres. Já a população em idade ativa entre 15 e 64 anos, chega a um total de 4.839 indivíduos.

Ainda segundo a mesma fonte de dados, a distribuição de renda entre os chefes de domicílios, no Município de Guamaré, foi classificada como: 51,73% ganhando até 01 salário mínimo; 25,38% ganhando até 02 salários mínimos; 19,28% ganhando mais de 02 salários mínimos e 3,61% sem rendimento. Esses dados mostram um quadro desfavorável para a situação financeira das famílias, sendo que grande parte dos chefes de família possuem renda menor que 01 salário mínimo.

Segundo dados do IBGE (2006), até o ano de 2004, o Produto Interno Bruto - PIB para o município de Guamaré era de 563.177 mil reais.


2.3.6 USO DO SOLO

A ocupação humana do município de Guamaré foi condicionada pela atividade extrativa do sal marinho iniciada no século XVI no município de Macau, do qual se emancipou pela lei nº 2.744 de 17 de maio de 1962, quando foi elevado à categoria de município.

A área urbana da sede municipal ocupa cerca de 85 ha. A cultura de camarão, as salinas, as lagoas, rios e as dunas ocupam áreas de 160 ha, 780 ha, 825 ha e 1.860 ha, o que corresponde a 1,1%, 5,1%, 5,5% e 12,3% da área total respectivamente. A área ocupada com vegetação natural corresponde a 11.040 ha e a 72,8 % do total da área, podendo ser subdividida em manguezais (5,7%), caatinga arbustiva (13,8%), caatinga arbustiva degradada (12,3%), caatinga herbácea (2,1%), restinga arbustiva (7,3 %), restinga herbácea (23,0%) e restinga herbácea degradada (8,6%). As lavouras e pastagens ocupam 2,6% da área total, sendo destinadas basicamente à agricultura de subsistência (milho, feijão, arroz e mandioca), à pecuária bovina extensiva e a criações de pequeno porte (suínos e galináceos).

2.4 POTENCIAL EÓLICO E PARÂMETROS CLIMÁTICOS

Clima: semi-árido, clima tropical equatorial de Nimer 1972; clima muito quente e semi-árido do tipo A de Köppen, com precipitação pluviométrica de até 600 mm/ano.

A cidade de Guamaré situada na zona costeira encontra-se a aproximadamente a 35 km da cidade de Macau. Os estudos realizados pelo IDEC na região, utilizando dados climáticos no período de 1967 a 1980, indicam uma precipitação em torno de 40% (coeficiente de variação anual de precipitação), podendo chegar a um total de 750 mm/ano, configurando-se, assim, um clima árido.

O litoral norte do nordeste do Brasil tem como característica a grande incidência de raios solares implicando assim a disponibilidade de energia luminosa, um regime térmico análogo, temperaturas elevadas de pouca e pequenas variações, e apresenta-se sem chuvas a maior parte do tempo.

A área em estudo encaixa-se nestas características e seu perfil climático está relacionado à sua proximidade do equador (limite Norte com latitude próxima aos 05º 00”), baixa latitude, localizando-se na faixa litorânea, possuindo um relevo bastante plano com suaves ondulações.

Os meses de fevereiro, março, abril, maio, junho e julho são os de maiores precipitação, a incidência de raios solares nestes meses chega a 6,5 horas/dia e a uma radiação solar média de 7,1 horas/dia, incidindo na região, fazendo com que possua potencial para o uso constante de energia solar. A temperatura média anual é de 26°C e a unidade relativa do ar normal anual é de 70,8%.


Os ventos são controlados pelo movimento da ZCIT, o que faz com que os alísios de

sudeste sejam mais intensos quando esta zona posiciona-se a norte, durante os meses de agosto a outubro, enquanto que os mesmos diminuem progressivamente com o deslocamento da zona na direção da Linha do Equador, até atingir valores mínimos anuais durante os meses de março a abril (Maia et al, 1995).

As distribuições sazonais das direções dos ventos não apresentam grandes variações, ocorrendo mudanças apenas em função de grandes perturbações atmosféricas, cuja intensidade respeita o ciclo climatológico dos ventos na região equatorial.

A Figura 2.3 representa o esquema de comportamento dos ventos alísios na linha do equador.

Figura 2.3 – Ilustração do Padrão de Ventos sobre a Costa do Nordeste Brasileiro

Fonte: Diniz 2002.

Durante os meses de novembro, dezembro, janeiro, fevereiro, março e abril, predominam 48 % de ventos provenientes de E, tendo como segunda direção ventos SW (26,5%) e a direção NE como a terceira direção predominante. Nos outros seis meses (maio, junho, julho, agosto, setembro e outubro), a primeira direção predominante dos ventos é SW com 51,3%, a segunda é E com 35% e a terceira S com 13,7%, Figura 2.3.


Figura 2.4 – Distribuição Anual da Direção dos Ventos

W

N

E

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NW NE

SW SE

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2.4.1 SINOPSE CLIMÁTICA

Em resumo, o painel climático da região tem como característica os indicadores a seguir:

Pluviosidade anual: 600 mm;

Período mais chuvoso: Fev./Jun;

Período mais seco: Ago./Dez.;

Mês de maior pluviometria: Abril;

Temperatura média anual: 26,8°C;

Média das temperaturas mínimas: 22,1°C;

Média das temperaturas máximas: 32,0 °C;

Umidade relativa média anual: 70,8%;

Período de maior umidade relativa: Fev./Mai.;

Período de menor umidade relativa: Ago./Dez.;

Evaporação média anual: 232,6 mm;

Insolação anual: 2.600 hs;

Período de maior insolação: Ago./Dez.;

Período de menor insolação: Fev./Mai.;

Período de maior ventania: Set/Out.;

Período de menor ventania: Abr./Mai.;

Direção dos ventos predominantes: E – SW.


2.5. CARACTERIZAÇÃO GERAL DO TERRENO DA USINA

O perfil estratigráfico da região estudada apresenta quatro unidades geológicas: Seqüência Mesozóica (Formação Jandaira), Seqüência Tércio/Quaternária (Grupo Barreiras), Seqüência Quaternária Sub-Recente e Seqüências Quaternárias – Recente.

A geomorfologia da região possui duas grandes unidades: uma relacionada aos Tabuleiros Costeiros, onde as rochas do Grupo Barreiras sustentam o relevo, apresentando formas de dissecação; a segunda unidade ocorre sob forma de acumulação, contendo preferencialmente os corpos arenosos depositados pelo processo descrito anteriormente e os produtos do retrabalhamento eólico destes, formando dunas.

A área em estudo está inserida na região identificada como Bacia Secundária do Litoral Norte, SUDENE (1971). Dentre as bacias hidrográficas que compõem esta região, destaca-se os rios Camurupim e Catanduba e ainda os riachos Tubibau, Cabelo e Baixa Branca. A área enquadra-se nas Bacias Conjugadas ao rio Cabugi, compostas pelos rios Cabugi, rio Camurupim e o riacho da Mutuca, apresentando um padrão de drenagem paralela a subparalela.

A área de influência do projeto caracterizada por dunas e restingas recebe influência florística da Mata Atlântica, e das caatingas no interior do estado. Além disso abrange ainda outras unidades fitoecológicas, como, por exemplo a Floresta Perenifólia Paludosa Marítima (Mangue) e a Floresta Mista Dicótilo-Palmácea (Mata Ciliar com carnaúbas e dicotiledôneas).

3. CONCEPÇÃO TÉCNICA DA USINA EÓLICA

3.1 CONCEPÇÃO GERAL DA USINA

A usina eólica de Mangue Seco 2 será composta de 13 aerogeradores com potência de 2 MW cada, totalizando 26 MW de potência instalada.

A distribuição interna do parque será realizada através de rede subterrânea de tensão 34,5 kV.

Para a captação da energia gerada e transmissão da mesma, é prevista uma subestação elevadora 34,5 kV / 138 kV. O parque será conectado à linha de transmissão da COSERN através da Subestação existente da PETROBRAS.

A usina contará com a seguinte estrutura básica:

13 (treze) aerogeradores com potência nominal de 2.000 kW;

Estrada de acesso aos aerogeradores;


Cabeamento elétrico dos transformadores dos aerogeradores até a subestação da usina;

Cabeamento de controle dos aerogeradores até a subestação da usina;

Subestação da usina de acordo com especificações da COSERN e que contará com as

seguintes unidades:

o Transformador elevador de tensão (34,5 kV / 138 kV);

o Sala de controle;

o Subestação elétrica de saída;

o Conexão com Subestação existente da PETROBRAS

3.2 CARACTERÍSTICAS DOS AEROGERADORES

Os aerogeradores que irão compor a Usina Eólica de Mangue Seco 2 são da empresa Wobben / Enercon, sendo compostos basicamente de uma turbina modelo E82 – 2,0 MW – 60 Hertz, uma torre tubular, em concreto e aço, com 108 metros de altura, de um rotor do tipo de três pás, eixo horizontal.

Cada um dos 13 (treze) aerogeradores a serem instalados apresenta como características principais: capacidade nominal de 2.000 kW, velocidade do rotação entre 6 a 19,5 rpm, aptos a trabalhar com velocidades de vento na faixa de 2,5 m/s (cut in) atingindo capacidade nominal em velocidades próximas de 12 m/s e interrompem a geração de energia em velocidades do vento entre 28 e 34 m/s (cut out). Apresentam condutores elétricos que transportarão a energia elétrica, em baixa tensão, produzida pelo gerador até o transformador primário que elevará a tensão para 34,5 kV. Em seguida esta energia é transportada através de uma linha subterrânea de 34,5 kV até a subestação da usina.

3.2.1 CURVA DE POTÊNCIA

A curva de potência de um aerogerador é um gráfico que indica a potência elétrica de saída para cada velocidade de vento diferente. Estas são encontradas através de medições em campo, por meio de um sistema anemométrico posicionado a frente do aerogerador. A distância e a posição desta torre de medição são determinadas por normas especificas internacionais.

A curva de potência garantida pelo fabricante é utilizada em softwares específicos, como WAsP, WindPro e WindFarmer para efetuar cálculos e determinar a estimativa de geração anual de energia em GWh (através de micrositing – posicionamento dos aerogerador na área). A seguir é apresentada a curva de potencia retirada do programa WindPro 2.6.


Figura 2.4 – Curva de Potência do Aerogerador Wobben / Enercon E82 - 2,0 MW

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A curva de potência certificada e demais características do aerogerador encontram-se na especificação técnica da Wobben/Enercon, Anexo I.

3.3 DESCRIÇÃO DOS COMPONENTES

3.3.1 AEROGERADOR

Potencia nominal: 2.000 kW;

Potência de referência: 2.000 kW;

Máxima potência gerada: 2.100 kW;

Controle da potência: passo variável (PITCH);

Velocidade do vento:

Nominal: 12 m/s

Partida (CUT IN): 2,5 m/s

Máxima (CUT OUT): entre 28 e 34 m/s


3.3.2 TORRE

Estruturalmente, o aerogerador será suportado por uma torre cilíndrica, fabricada em concreto e aço, com cerca de 108 metros de altura.

3.3.3 NACELE

No topo da torre é montada a nacele, uma base metálica onde são montados o eixo do rotor, o gerador elétrico e demais equipamentos eletro-mecânicos do aerogerador. Esta estrutura metálica é coberta por uma carenagem fabricada em fibra de vidro. A nacele tem o espaçamento necessário para propiciar a realização das inspeções e manutenções requeridas para a operação do aerogerador.

A Figura 3.1 esquematiza os principais equipamentos eletro-mecânicos abrigados na nacele de um aerogerador.

Figura 3.1 – Desenho Esquemático da Nacele de um Aerogerador

Fonte: Wobben/ENERCON

3.3.4 GERADOR

Potência nominal aparente: 2.000 (kVA);

Rotações de operações: 6 a 19,5 (rpm);

Fator de potência: 1;

Classe de isolamento: IP23.


3.3.5 SISTEMA DE PROTEÇÃO

O aerogerador possui pára-raios nas pás, além de sensores de proteção, por meios de medições do vento, estruturais, elétricas, temperatura, entre outros. Vale ressaltar que todos os equipamentos, peças e sistemas de proteção foram projetados em conformidade com as mais criteriosas normas internacionais.

Todo o controle operacional do aerogerador, dos parâmetros elétricos da energia produzida e procedimentos de proteção são feitos automaticamente a partir de um sistema de controle computadorizado (inclui os sistemas de supervisão, proteção e controle) abrigado na parte inferior e interna da torre metálica. Para tanto o sistema de controle utiliza informações dos diferentes sensores instalados em vários locais do aerogerador.

O sistema é completamente protegido contra as descargas atmosféricas de acordo com as normas IEC 1024 classe 1. As pás têm receptores em suas extremidades e os contatos e raios que possam atingir o aerogerador são todos registrados por computador.

No caso de existir uma transmissão de um raio da pá para o rotor, este será desviado imediatamente através de centelhadores, e de uma ligação a terra por meio de escovas.

Caso existam raios que possam ir do cubo para o suporte da máquina, os mesmos serão desviados do rolamento do rotor por centelhadores e escovas.

3.3.6 EQUIPAMENTOS METEOROLÓGICOS

Uma estação meteorológica, composta por um anemômetro e dois sensores de direção do vento, é instalada na parte superior da nacele, onde os seus dados poderão ser vistos no painel do aerogerador ou na central de controle através do sistema de telecomando e supervisão.

3.4 RENDIMENTOS PREVISTOS

Segundo a certificação realizada pela empresa Megajoule está sendo previsto para a usina eólica de Mangue Seco 2 um rendimento aerodinâmico global de 96,05 % e um fator de capacidade da ordem de 49,6 %.

3.5 DADOS ANEMOMÉTRICOS

A partir dos valores medidos, no período de 01/01/2007 a 31/12/2007, na torre anemométrica instalada nas coordenadas 785.681 E e 9.427.274 N, obtemos os seguintes valores de densidade do ar, temperatura média, pressão atmosférica e distribuição de Weibull para a altura do rotor do aerogerador:


Densidade do ar adotada no projeto: 1,147 a 1,152 (Kg/m3);

Temperatura média adotada no projeto: 25,3 a 26,7 (º C);

Pressão atmosférica adotada no projeto: 987,0 a 987,2 (hPa);

A Certificação das Medições Anemométricas e Estimativa da Produção de Energia Elétrica encontra-se no Anexo II.

3.6 SISTEMAS E EQUIPAMENTOS ELÉTRICOS

3.6.1 CARACTERÍSTICAS DA SUBESTAÇÃO ELEVADORA

Será construída uma subestação na qual será instalado um transformador trifásico de potência de 30 MVA, isolamento em óleo mineral, resfriamento ONAN, tensão primária 34,5 kV, tensão secundária 138 (±2 x 2,5%) kV, 60 Hz, impedância 8 % e tipo de ligação Delta – Estrela aterrado.

O vão do transformador será ligado ao barramento de 138 kV existente com arranjo de barra simples, por meio de um disjuntor e uma (1) chave seccionadora.


Principais dos equipamentos instalados:

Disjuntor tripolar: tensão nominal 145 kV, corrente nominal 1.250 A, capacidade de interrupção 40 kA, 60 Hz.

Chave seccionadora tripolar: tensão nominal 145 kV, corrente nominal 1.250 A, corrente suportável nominal de curta duração, 1 s, 31,5 kA, 60 Hz.

Transformador de corrente com três núcleos, sendo dois de proteção e um para medição de faturamento.

Núcleo de medição para faturamento com suas características definidas pela ONS.

Pára-raios monopolares, uso externo, tipo estação, para proteção dos transformadores de força, tensão nominal 120 kV, corrente nominal de descarga 10 kA, 60 Hz, operação em sistema solidamente aterrado.

Sistema de proteção previsto:

A proteção do vão de 138 kV do transformador de potência será constituída, no mínimo, pelas seguintes funções:

87B – proteção diferencial do barramento de 138 kV;

87T – proteção diferencial do transformador de potência para defeitos entre fases;

86T – relé de bloqueio;

50/51 – proteção de sobrecorrente do transformador de potência;

87G – proteção diferencial do transformador de potência para defeitos fase e terra;

3.6.2 DESCRITIVO DA CONEXÃO ELÉTRICA DO EMPREENDIMENTO

A usina eólica de Mangue Seco 2, com um total de 26 MW de potência instalada, será conectada à linha de transmissão da COSERN através da Subestação existente da PETROBRAS. Essa instalação se dará através de um transformador de 34,5 kV / 138 kV. Os aerogeradores serão conectados a estes transformadores através de um sistema de cabos subterrâneos em 34,5 kV e um conjunto de painéis de média tensão.

A linha de transmissão em 138 kV que interliga a SE elevadora à Subestação da Petrobras será compartilhada com as usinas eólicas de Mangue Seco 1, 3 e 5.


3.6.3 CABEAMENTO ELÉTRICO E DE CONTROLE

Os cabeamentos de controle serão subterrâneos e os elétricos serão subterrâneos, nos trechos em 34,5 kV e aéreos nos trechos em 138 kV.

3.7 CONSTRUÇÃO CIVIL

3.7.1 MOBILIZAÇÃO E CANTEIRO DE OBRAS

A mobilização consiste na colocação, montagem e instalação nos locais da obra de todos os equipamentos, materiais e mão-de-obra necessários à execução dos serviços, inclusive depósitos de materiais, bem como, construção de escritórios e demais instalações. Todo material a ser empregado na construção do canteiro da obra será novo e estará de acordo com a última edição das normas e especificações de materiais de construção.

As instalações do canteiro de obras terão boa aparência, as paredes serão pintadas, as dependências possuirão aeração adequada e serão construídas dentro dos padrões sanitários normatizados. A área do canteiro será cercada e iluminada convenientemente.

As instalações do canteiro terão as seguintes características:

Acesso para equipamentos, máquinas e pessoas;

Escritório para as atividades de coordenação, administração de pessoal, controle de qualidade, planejamento, fiscalização e segurança, saúde e meio ambiente;

Almoxarifado;

Área para a instalação de oficinas de fabricação;

Refeitório;

Sanitários e vestiários;

Portaria;

Segurança e medicina do trabalho;

Central de armação, de forma e de concreto;

Depósito de cimento;

Laboratório de concreto e solos.


3.7.2 VIAS DE ACESSO

Serão aproveitados como vias primárias os acessos existentes. As vias secundárias que darão acesso aos aerogeradores devem ter 5 metros de largura nos trechos retos e 8 metros de largura nos trechos em curva, as quais devem possuir raio interno mínimo de 35 metros. As estradas deverão ser executadas com revestimento primário de piçarra com espessura média de 40 centímetros sobre uma camada de areia com espessura média de 30 centímetros.

3.7.3 FUNDAÇÃO DOS AEROGERADORES

Para cada aerogerador da usina, será preparada uma área circular com dimensões com 23,00 m de diâmetro. Dentro dela será construída uma base circular de aproximadamente 17,00 metros de diâmetro de concreto armado com um anel de aço de aproximadamente 8,00 metros de diâmetro no centro onde será fixada a torre do aerogerador e a canalização para saída dos condutores de energia elétrica.

3.7.4 PRÉDIO DA SUBESTAÇÃO E CENTRO DE OPERAÇÃO E SUPERVISÃO

O prédio da subestação é individualizado, com pavimento em piso elevado, contendo uma sala de controle, sala de painéis, dois banheiros, vestiários e copa. Um sistema de VAC (Ventilação e Ar Condicionado) será implantado nas salas de controle e painéis. Além desta edificação será construída uma portaria com banheiro na entrada da SE Elevadora para realizar o controle do acesso às instalações.

Na sala de controle o operador tem acesso on line a todos os aerogeradores podendo fazer o controle e diagnóstico preciso de cada aerogerador de forma imediata.


4. ASPECTOS AMBIENTAIS

4.1 LICENÇA AMBIENTAL

Número Data da Solicitação

Data de Emissão

Data de Validade

ÓrgãoEmissor

Licenciamento do Empreendimento Licença Prévia 2008-

023058/TEC/LP-

0141

27/08/2008 28/09/2009 28/09/2011 IDEMA

Licença de Instalação 2010-036795/T

EC/LI-0028

20/04/2010 15/07/2010 15/07/2014 IDEMA

Licença de Desmatamento

2010-037779/TEC/SVeg-

0083

11/06/2010 04/08/2010 04/08/2011 IDEMA

4.2 IMPACTOS SOCIOAMBIENTAIS

O projeto da Usina Eólica de Mangue Seco 2 corresponde a um empreendimento que tem como objetivo participar do mercado de fornecimento de energia elétrica.

A implantação do projeto obedecerá à sistematização adotada em sua concepção desde a fase inicial até sua conclusão. Os trabalhos relativos ao diagnóstico ambiental da área do empreendimento e entorno corresponde a seguinte descrição:

A geologia da área compreende terrenos essencialmente sedimentares, sendo constituída parcialmente por sedimentos tércio-quaternários da Formação Barreiras. Sob o ponto-de-vista geomorfológico, a área do empreendimento possui uma unidade principal: o tabuleiro pré-litorâneo (ou tabuleiro costeiro). A dinâmica sedimentar atuante na área no domínio dos tabuleiros mostra-se relativamente estabilizada pela cobertura vegetal, sobretudo, sendo a dinâmica eólica inexpressiva.

Os solos da área apresentam uma estreita relação com os componentes geológicos e geomorfológicos, compreendendo, predominantemente, os Argissolos Vermelho-amarelos / equivalente Distrófico (setores de tabuleiros).

Na cobertura vegetal da área de intervenção destacam-se 03 (três) unidades fito-ecológicas, a saber: Vegetação Herbácea, Vegetação Subperenifólia Arbóreo-Arbustiva de Tabuleiros, Vegetação Ribeirinha. A fauna regional segundo observações realizadas em campo e relatos de moradores do local é relativamente rica, fato este relacionado com a existência de ecossistemas naturais preservados.


Na área de influência direta do empreendimento identifica-se o desenvolvimento de

atividades antrópicas, relativas ao plantio de árvores frutíferas e roçados.

O prognóstico sobre a evolução da área sem a implantação da usina é relativamente simples de ser avaliado, pois em se tratando de uma propriedade parcialmente produtiva, onde se desenvolve uma atividade agrícola com plantios de árvores frutíferas e pequenos roçados, pode ocorrer à continuidade desta atividade nos moldes atualmente desenvolvidos, sem maiores prejuízos.

Com o empreendimento, a previsão é de que a atividade de geração de energia eólica possa ser desenvolvida de forma compartilhada com a atividade a agrícola. A introdução de uma nova atividade, nos moldes do desenvolvimento sustentável, será uma forma a mais de agregar valores e obter rendimentos através da exploração racional e planejada do local.

Para avaliação dos impactos ambientais gerados e/ou previsíveis pelo empreendimento, são utilizados os valores atribuídos a cada impacto identificado na listagem de relação causa e efeito.

O modelo empregado para a área de influência funcional do projeto de implantação e operação da usina eólica de Mangue Seco 2 contempla 184 (100%) impactos ambientais.

No levantamento realizado através da listagem de relação causa efeito para o empreendimento dos 184 (100%) impactos identificados e/ou previsíveis na área de influência funcional do empreendimento, 107 (ou 58,15%) são de caráter benéfico, enquanto 77 (ou 41,85%) são de caráter adverso.

Quanto ao atributo magnitude 140 (ou 76,09%) são de pequena magnitude, 42 (ou 22,83%) de média e 2 (ou 1,09%) de grande magnitude. Já com relação à importância, o total dos impactos se divide em 95 (ou 51,63%) de importância não significativa, 82 (ou 44,57%) de importância moderada e 7 (ou 3,8%) são impactos de importância significativa. Com referência ao atributo duração, observa-se que do total de impactos, 122 (ou 66,3%) são de curta duração, 8 (ou 4,35%) de média duração e 54 (ou 29,35%) são impactos de longa duração.

Relativamente à condição ou reversibilidade destes impactos, prognosticou-se 166 (ou 90,22%) impactos reversíveis e 18 (ou 9,78%) de impactos irreversíveis, enquanto para o atributo ordem prognosticou-se 78 (ou 42,39%) de ordem direta e 106 (ou 57,61%) de ordem indireta. Quanto à temporalidade, os impactos prognosticados se dividem em 133 (ou 72,28%) temporários e 51 (ou 27,72%) de caráter permanente; e, considerando-se o atributo escala a abrangência das intervenções são prognosticadas em 114 (ou 61,96%) de escala local e 70 (38,04%) de escala regional.


Os efeitos positivos são identificados principalmente no meio sócio-econômico,

destacando-se maior oferta de ocupação/renda, crescimento do comércio, maior arrecadação tributária, valorização paisagística e produção de energia elétrica, efeito este que funcionará como agente multiplicador do crescimento econômico e social na área de influência funcional do empreendimento.

O projeto da usina eólica de Mangue Seco 2 apresenta-se bem concebido em termos técnicos, econômicos e ambientais, bem como atende aos condicionantes legais para sua instalação da área pleiteada, sendo viável sua implantação e operação nos termos apresentados neste relatório, recomendando-se que sejam observadas as seguintes condições: informar ao órgão ambiental, qualquer alteração no projeto original, adotar as medidas mitigadoras propostas para cada ação do empreendimento e implementar os Planos de Controle e Monitoramento Técnico e Ambiental propostos para a área.

5. ÍNDICE DE INDISPONIBILIDADE (TEIF E IP)

Os índices de indisponibilidade forçada e de indisponibilidade programada foram informados pelo fabricante do aerogerador e por nossa experiência na nossa usina eólica piloto de Macau que já tem seis anos de operação. Para a usina eólica de Mangue Seco 2 esta sendo adotado um valor de TEIF de 1 % e de IP de 2 %, ou seja, a usina eólica de Mangue Seco 2 ficará indisponível por 3 % do tempo ao ano.

6. DESENHOS DE PROJETOS

6.1 LOCALIZAÇÃO E ACESSOS A USINA

A Usina Mangue Seco 2 será implantada em um terreno de 1472,18 ha, com área destinada apenas a este empreendimento de 1187,08 ha, em forma de polígono irregular, compreendendo uma série de propriedades pertencente a diferentes proprietários particulares.

O desenho da localização e dos acessos à usina eólica encontra-se no anexo III deste Memorial Descritivo.

6.2 DIAGRAMA UNIFILAR

O diagrama unifilar se encontra no anexo IV deste memorial descritivo

7. ART

As anotações de responsabilidade técnica - ARTs do projeto encontram-se no Anexo V deste memorial descritivo.


ANEXO I - ESPECIFICAÇÕES DO AEROGERADOR ENERCON E-82

E-82

Descrição Técnica Folha: 1 de 19

Informação do Documento:

Autor / data: S.Anlas / 21.10.05 Departamento: VI Aprovado / data: M. Kuhlmann / 04.11.05 Revisão / data: 4 / 10.07.07

A ENERCON reserva-se no direito de realizar modificações técnicas.

Tradutor / data: C.Carsted / 28.11.05 Revisor / data: Referencia: VI-Technical Description E-82-Rev004ger-eng.doc

Descrição Técnica

E-82

E-82






Índice

1 BREVE DESCRIÇÃO TÉCNICA ........................................................................................... 3 1.1 O conceito ENERCON .................................................................................................. 4 1.2 Rotor …………………………………………………………………………………………... 5 1.3 Gerador ……………………………….………………………………………………………. 6 1.4 Sistema de gerenciamento de rede .............................................................................. 6 1.5 Controle de orientação .................................................................................................. 8 1.6 Sistema de segurança ………....................................................…….....................….... 9 1.7 Sistema de controle ……………………………………..…………………………………... 11 2 SISTEMA DE CONTROLE ……………………………………………………………….....…….. 12 2.1 Resposta às mensagens relacionadas aos sensores de segurança …...........……...... 12 2.2 Partida do aerogerador ….....................................................……….............................. 12 2.3 Operação normal …………………………………..…………………………………...……. 13 2.4 Modo de operação livre ……………............................................................................... 13 2.5 Parada do aerogerador ……....................................................………........................... 14 2.6 Falta de vento ………………………………………………………..………………...…….. 15 2.7 Tempestade …………………………………………………………..………………………. 16 2.8 Controle de orientação ….....................................................……………....................... 16 3 ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS ……………………………………………………………...…... 18

A ENERCON reserva o direito de realizar quaisquer modificações e melhorias, a qualquer momento, sem comunicação prévia.

E-82






1 BREVE DESCRIÇÃO TÉCNICA

O E-82 é um aerogerador com rotor de três pás, controle de passo ativo, velocidade de operação variável e uma potência nominal de 2000 kW. Com o seu diâmetro de rotor de 82 m e altura do cubo de 78 – 108 m, o E-82 faz uso eficaz das condições de vento existentes no seu local de operação para a geração de energia elétrica.

Figura 1: Visão Geral do E-82

Direção do vento

Sentidode rotação

FOK: nível da fundação GOK: nível do solo

Altu

ra to

tal d

e 14

9,38

m

Altu

ra to

tal d

o cu

bo 1

08,3

8m

Altu

ra d

a to

rre 1

07,1

0m

E-82






O principal objetivo de desenvolvimento e projeto da Wobben Windpower / ENERCON, é a minimização de esforços. Assim, todos os componentes são projetados e construídos neste sentido. O resultado é um Aerogerador que, entre outras coisas, convence devido ao seu baixo nível de esforço e uma longa vida útil.

O controle da potência através da variação da velocidade permite que o E-82 opere com uma máxima eficiência, sem que haja necessidade de se aumentar os esforços operacionais, e sua máxima carga, ou até mesmo em carga parcial, além de evitar picos de energia indesejáveis. Desta forma, a qualidade de energia injetada na rede elétrica está garantida.

1.1 O conceito ENERCON

Os aerogeradores da ENERCON se destacam pelas seguintes características:

O anel interno do gerador em anel e o rotor do E-82, ambos da ENERCON, formam uma única peça. Estas duas peças são conectadas diretamente no cubo, de forma que elas possam girar a uma mesma velocidade durante a operação. A ausência de caixa de engrenagens e outros componentes de alta rotação reduz a perda de energia entre o rotor e o gerador, emissões de ruídos, vazamento de óleo e desgaste mecânico.

A energia produzida pelo gerador do E-82 alimenta a rede elétrica da concessionária através do sistema de conexão à rede elétrica da ENERCON. Este sistema é composto por um retificador/inversor (conversor). Ele assegura a alimentação da rede elétrica da concessionária com uma eletricidade de alta qualidade.

Ao usar o conversor, este conceito de gerenciamento de rede permite que o rotor do E-82 opere em velocidades variáveis. O rotor gira devagar com ventos de baixa velocidade e rápido com ventos de alta velocidade. Isso otimiza a corrente de vento nas pás do rotor. Além disso, a velocidade variável também reduz os esforços provocados por rajadas de vento.

Cada uma das três pás é equipada com um sistema de passo elétrico. O sistema de passo limita a velocidade do rotor e o uso da potência do vento. Assim, esse sistema permite que a energia do E-82 seja reduzida à potência nominal, mesmo por um curto período. Mesmo se as pás estiverem operando na velocidade mais rápida, o rotor irá parar sem atuação dos freios mecânicos.

E-82






Figura 2: Desenho da nacele

E-82






1.2 Rotor

As pás do rotor do E-82 são feitas de fibra de vidro reforçada com resina epóxi. Essas pás têm uma influência determinante na produção de energia do aerogerador e na sua emissão de ruídos. A forma e o perfil das pás do E-82 são projetados conforme os seguintes requisitos:

• alta eficiência; • longa vida útil; • baixa emissão de ruídos; • baixos esforços, e • baixo consumo de material.

Uma característica especial que merece destaque é o novo perfil das pás do rotor, o qual se estende até a nacele. Este projeto inovador elimina a perda da corrente de ar interna como ocorre com as pás convencionais. Em conjunto com a nacele aerodinâmica, o aproveitamento do vento predominante é consideravelmente otimizado.

As pás do rotor do E-82 foram especialmente projetadas para operar com o controle de passo e velocidade variáveis. Devido a este perfil especial, as pás não são sensíveis à turbulência e à sujeira nas pontas. No lado externo, um revestimento superior protege as pás contra os fatores ambientais. O material à base de poliuretano é altamente resistente ao desgaste, além de ser de alta durabilidade e resistente à fatores químicos e radiação solar.

Cada uma das três pás do rotor é ajustada pelo sistema de passo, o qual é controlado por um microprocessador. Os codificadores de ângulo monitoram constantemente o ângulo de cada pá, e asseguram que as três pás estejam sempre sincronizadas. Isso permite um ajuste rápido e preciso conforme as condições de vento.

1.3 Gerador

A corrente de ar nas pás aciona o rotor, que por sua vez aciona diretamente o gerador em anel do E-82. O gerador multi-pólo da ENERCON, cuja operação se baseia em um gerador síncrono, foi especialmente projetado para esta finalidade.

Devido à baixa velocidade rotacional e a utilização de um grande gerador transversal, os níveis de temperatura são relativamente baixos durante a operação, estando sujeitos apenas às pequenas variações. As variações suaves de temperatura e algumas mudanças de carga durante a operação reduzem significativamente os espaços mecânicos e o desgaste associado ao isolamento e material do gerador. Além disso, a velocidade variável e o gerenciamento na rede elétrica através dos conversores contribuem para a redução dos picos de velocidade.

E-82






1.4 Sistema de gerenciamento de rede

O gerador em anel é conectado à rede elétrica através do sistema de conexão de rede elétrica da ENERCON. Os principais componentes deste sistema são: retificador, conexão DC e inversores modulares.

O sistema de gerenciamento de rede, gerador e unidade de passo são controlados de forma a fornecer uma potência máxima e uma excelente compatibilidade com a rede.

O acoplamento flexível entre o gerador em anel e a rede oferece as condições ideais de transmissão de energia, além de reduzir as reações indesejáveis entre o rotor e a rede em ambas as direções. As mudanças repentinas na velocidade do vento são controladas de forma a manter a alimentação da rede estável. Assim, as eventuais falhas na rede elétrica têm pouco efeito sobre a parte mecânica. A potência que alimenta o E-82 pode ser regulada exatamente entre 0Kw a 2000 kW.

Dependendo da configuração da WEC, estão disponíveis diferentes números de módulos de conversor. Eles alimentam a corrente trifásica de energia na baixa tensão dentro da rede elétrica. Normalmente, um transformador próximo ou diretamente ligado ao aerogerador converte 400V à alta tensão desejada.

Com esta tecnologia de conversor, o aerogerador pode ser considerado uma fonte regulada de energia. E, assim que a tensão nos terminais de energia estiver dentro da variação permitida, os conversores irão alimentar as correntes senoidais e simétricas. A tensão na saída é afetada pela alimentação, todavia ela não pode ser controlada ativamente. Se for necessário, poderá ser instalado um regulador de tensão no ponto comum de conexão da usina eólica.

Dependendo do ângulo de fase da tensão da rede e da energia do gerador, será gerado um valor de corrente a ser alimentada. A corrente trifásica será gerada de acordo com este valor e com a potência disponível na conexão DC. Este valor é comparado com a corrente atual (valor atual) a cada 100 μs e corrigido no caso de desvios. A corrente da alimentação é

Gerador Síncrono Conversor

Conexão DC

Retificador TransformadorFiltro

Chave de Alimentação

Controlador de Excitação

Sistema de Controle

Velocidade Variável

Freqüência de Alimentação Constante

Opções de Projeto Escopo Padrão do Escopo de Fornecimento do Aerogerador

E-82






senoidal e amplamente livre de oscilações harmônicas perturbadoras. Um filtro de alta freqüência adicional reduz as oscilações harmônicas existentes. Não há nenhuma emissão de vibração significativa. Os picos de corrente momentâneos são eliminados com a tecnologia deste conversor.

A variação da operação paralela à rede é limitada pela tensão máxima e mínima da rede elétrica. Estes valores (subtensão e sobretensão) podem ser configurados como valores limites do E-82.

Além disso, a ENERCON fornece, quando requisitado, aerogeradores com versões de “transmissão”. Essa característica permite que o aerogerador passe por variações de tensão (falhas de rede) com duração de um a vários segundos ao invés de se desconectar imediatamente da rede. Assim que a tensão for restabelecida, a potência máxima ativa possível passará a alimentar a rede. Durante uma falha da rede, a potência ativa alimenta a rede conforme a tensão remanescente, corrente máxima do conversor e condições atuais de vento. Além disso, o aerogerador pode apoiar a rede alimentando a corrente reativa no caso de falha da rede. Com esta característica, os aerogeradores da ENERCON são capazes de fornecer às usinas eólicas as propriedades de potência freqüentemente exigidas e ao mesmo tempo contribuir para a manutenção da estabilidade da operação da rede.

O E-82 é pré-configurado a um fator de potência de cosϕ=1. Ele não precisa de potência reativa nem distribui potência reativa na rede dentro de toda a gama de potência de 0 a 2000kW. Somente a potência ativa alimenta a rede. Não há necessidade de nenhuma equalização de pagamento da potência reativa, conforme solicitado por algumas concessionárias de energia.

No entanto, se eventualmente for solicitado esta equalização de pagamento por uma concessionária, será possível também operar o aerogerador com um fator de energia ≠1. Isso faz com que o aerogerador seja capaz de contribuir com o equilíbrio da potência reativa e manter a tensão na rede. A variação máxima da potência reativa varia conforme a configuração do aerogerador. A potência ativa a ser alimentada não é afetada pela potência reativa a ser alimentada simultaneamente.

A gama de operação paralela à rede também é determinada por um valor limite de freqüência inferior e superior. A gama entre estes limites de freqüência é muito maior que nos sistemas de produção de energia convencionais, isso graças à tecnologia flexível do conversor IGBT da ENERCON. Os aerogeradores da Wobben Windpower / ENERCON podem ser usados em rede com uma freqüência nominal de 50 Hz ou 60 Hz.

Se estas tensões ou limites de freqüência não puderem ser mantidos, o sistema de controle do E-82 irá desligar todos os contatores da rede no inversor, e conseqüentemente desconectar, imediatamente o E-82 da rede em todas as fases.

E-82






1.5 Controle de orientação

O rolamento de orientação da nacele é montada diretamente na parte superior da torre, sendo composta por uma coroa dentada e um rolamento giratório, formando uma única peça. Seis módulos de ajuste (“motores/redutores de orientação”) ficam engrenados na coroa dentada para posicionar a nacele contra a direção do vento. Todo o peso da nacele é transferido através desse rolamento para a torre. O mancal principal está diretamente fixado neste rolamento.

1.6 Sistema de segurança

O sistema de segurança garante uma operação segura do Aerogerador de acordo com as condições estabelecidas pelos padrões internacionais e institutos de testes independentes.

1.6.1 O sistema de freio

A operação dos aerogeradores da Wobben Windpower / ENERCON é feita aerodinamicamente através do posicionamento das pás do rotor. Os três transmissores de passo independentes movem as pás do rotor para posição de ataque em segundos (ex. eles são “conduzidos pelo vento”). A velocidade do aerogerador é reduzida sem que haja necessidade de aplicação de carga adicional. Para reduzir a velocidade do rotor a um nível seguro, basta posicionar uma das três pás contra o vento (bandeirar).

O rotor não trava no local mesmo quando o aerogerador é desligado. Ele opera livremente a uma velocidade muito baixa. O rotor e a engrenagem de transmissão permanecem praticamente sem peso. Quando o rotor travar são aplicados cargas menores nos mancais, permitindo a continuidade da sua operação.

O rotor só é travado completamente no local quando houver manutenção ou quando o botão EMERGENCY STOP for ativado. Neste caso, é utilizado um freio adicional. Ele não funciona até que o rotor tenha sido parcialmente freado com os controles de passo. O travamento do rotor só é usado como um mecanismo de segurança final para os casos de manutenção.

Em caso de emergência (ex. falha de alimentação da concessionária), cada uma pás do rotor será desacelerada com segurança através do seu próprio mecanismo de passo de freagem. Os sistemas de freagem são monitorados e incumbidos automaticamente de garantir disponibilidade. Os sistemas de freagem, que são ligados eletricamente, ativam simultaneamente o controle de passo.

O sistema de controle de passo é equipado com uma fonte de alimentação paralela para os casos de emergência (baterias ou sistema de retenção). Junto com os três transmissores de passo totalmente independentes este conceito de segurança preenche os requerimentos para uma falha de sistema de freio seguro.

E-82






1.6.2 Sistema de proteção contra descargas atmosféricas

O E-82 é equipado com um sistema de proteção contra descargas atmosféricas da ENERCON que descarrega eventuais descargas elétricas sem causar qualquer dano ao aerogerador.

As pontas de condução e transmissão das pás do rotor e a ponta da pá possuem um perfil de alumínio preso a um anel de alumínio no ponto de gerenciamento da pá. As descargas elétricas são absorvidas com segurança por este perfil e a corrente de descarga é conduzida através de uma abertura de chispa e por cabos aterrados ao redor da fundação. A parte de trás do invólucro da nacele também é equipada com um condutor de descarga atmosférica que descarrega a corrente no solo.

Se houver uma descarga atmosférica ou um aumento anormal na tensão (sobretensão), todo o equipamento elétrico e eletrônico é protegido por componentes embutidos que absorvem a energia. Todos os componentes condutivos principais do aerogerador são conectados a uma barra coletora equipotencial com um cabo com seção transversal adequado. Além disso, são instalados supressores de sobretensão com baixa impedância de aterramento no ponto de gerenciamento da linha de alimentação principal.

As peças eletrônicas do aerogerador localizadas no invólucro de metal são eletricamente isoladas. O sistema de monitoramento remoto é protegido por um módulo de proteção especial para os dados de interface

1.6.3 Sistema de sensores

Um amplo sistema de monitoramento garante a segurança do aerogerador. Todas as funções que necessitam de segurança (ex: velocidade do rotor, temperatura, cargas, oscilações, etc) são monitoradas eletronicamente. Se este sistema eletrônico falhar, uma função de segurança mecânica torna-se disponível. Se um dos sensores detectar uma falha grave, o aerogerador será imediatamente desligado.

1.7 Sistema de controle

O sistema de controle do E-82 é composto por um sistema microprocessador desenvolvido pela ENERCON. Os sensores examinam todos os componentes e dados do aerogerador, como direção e velocidade do vento, e ajusta a operação do E-82 da forma mais apropriada.

Quando a velocidade do vento adequada para operação do aerogerador for medida por três minutos consecutivos, é iniciado o processo automático de partida. Assim que o limite da velocidade mais baixa for alcançado, a energia alimenta a rede. Na partida não ocorrem correntes elevadas, uma vez que o gerenciamento da rede é realizado através da conexão DC e conversor.

Durante a operação com carga parcial, a velocidade e o ângulo da pá do rotor são ajustados continuamente conforme as mudanças das condições de vento. A potência é controlada

E-82






através da excitação do gerador. Se a velocidade nominal do vento exceder, o ângulo da pá é ajustado para manter a velocidade nominal.

Quando o sistema de controle de tempestade (opcional) for desativado, o aerogerador irá parar assim que a média da velocidade do vento exceder 25 m/s nos primeiros 10 minutos ou um houver um valor de pico de 30 m/s. O aerogerador reiniciará quando a velocidade do vento permanecer, de forma constante, abaixo da velocidade de vento para desligamento. O rotor fica operando livremente a uma velocidade muito baixa mesmo quando desligado.

O controle de orientação inicia mesmo antes da velocidade de partida ser alcançada. O sensor de direção do anemômetro faz medições constantes da direção do vento. Se o desvio entre a direção do eixo do rotor e a direção do vento medido for muito grande, os transmissores de ajuste da orientação irão corrigir a nacele para a posição correta. O ângulo de desvio e o tempo que ele leva para corrigir a posição da nacele variam conforme a velocidade do vento.

Quando o aerogerador precisar ser parado (manualmente ou através do sistema de controle), os ângulos das pás serão diminuídos, reduzindo-se conseqüentemente, a superfície de contato da pá com o vento, e com isto o aerogerador será lentamente parado.

E-82






2 SISTEMA DE CONTROLE

2.1 Resposta às mensagens relacionadas aos sensores de segurança

A forma com que o aerogerador reage à operação dos sensores individuais é explicada nas próximas seções. Se um sensor de segurança for ativado, o aerogerador iniciará uma parada automática. A natureza do desligamento/parada e se haverá ou não uma nova partida, dependerá da falha ocorrida.

As falhas ocorridas no aerogerador são exibidas no display LCD. As falhas de menor importância poderão ser desconsideradas, e nestes casos basta o operador pressionar o botão “Reconhecimento da falha”. Depois disso, o aerogerador voltará automaticamente a operar. Algumas falhas somente podem ser solucionadas pelos técnicos da Assistência Técnica, e da mesma forma por ele deletadas do display. O texto com o status correspondente da falha pisca no display LCD. Estas mensagens também encontram-se identificadas por um asterisco.

Além disso, a confiabilidade dos sensores é constantemente verificada pelo sistema de controle. Quando um sensor é ativado, a mensagem de falha é enviada através do sistema de monitoramento remoto. Dependendo do sensor, o aerogerador pode ainda continuar a operar por determinado período de tempo. Em alguns sensores, a parada do aerogerador será imediata e a falha deverá ser corrigida para que seja possível realizar uma nova partida.

2.2 Partida do Aerogerador

Exceto se expressamente especificado de outra forma, estas instruções se aplicam a operação de partida e partida que venha a ocorrer logo após um desligamento automático e mediante ativação da chave start/stop (partida/parada).

Quando o aerogerador for ligado (chave principal em ON na cabine de controle e chave start/stop na posição start), a mensagem "Turbine operational" irá aparecer rapidamente no display LCD (status 0:2), desde que o sistema de controle do E-82 não tenha detectado nenhuma falha. Após 90 segundos do comando de partida, as pás do rotor serão acionadas, movimentando-se para a sua posição de operação (aproximadamente 90°) e colocadas no “modo livre”. Neste modo o aerogerador opera em baixa rotação.

O aerogerador iniciará o seu procedimento real de partida para operação quando, após três minutos consecutivos, a velocidade média do vento for superior à velocidade do vento necessária para a partida.

E-82






2.3 Operação normal

Depois que o procedimento de partida do E-82 for concluído, o aerogerador irá iniciar a sua operação normal. Durante a operação, as condições do vento serão continuamente monitoradas: a velocidade do rotor, excitação do gerador e potência serão otimizados, a posição da nacele será ajustada para a direção do vento e todas as mensagens dos sensores serão registradas. Quando as temperaturas externas forem muito elevadas assim como a velocidade dos ventos, o ventilador do gerador será ligado.

2.3.1 Operação abaixo da potência nominal

Durante a operação abaixo da potência nominal, a velocidade e a saída de potência são continuamente ajustadas para as variações das condições do vento. No limite da faixa de produção, as pás do rotor são ajustadas em alguns graus para evitar a interrupção do fluxo de ar (efeito stall).

Assim, conforme a velocidade do vento aumenta, a velocidade do rotor e a saída de potência também aumentam.

2.3.2 Modo de controle automático

Quando a velociodade do vento exceder a velocidade de vento nominal, o ângulo da pá é ajustado de forma a manter a velocidade do rotor dentro / ou próxima do seu valor nominal e dentro do limite de produção ("modo de controle automático“). Através da avaliação dos resultados de monitoração da velocidade e aceleração, é possível determinar o ajuste necessário do ângulo da pá, e repassá-lo ao acionador de passo de pá. A saída de potência é mantida no seu valor nominal.

2.4 Modo de operação livre

Se o aerogerador for desligado (por exemplo, devido a falta de vento ou falhas), as pás do rotor normalmente irão se mover para uma posição de 60º em relação à posição operacional. O aerogerador passará então a operar a uma velocidade menor. Se esta velocidade aumentar (aproximadamente 3 RPM.), as pás do rotor serão inclinadas para a posição da direção do vento (aproximadamente 90º). Este modo operacional é chamado “livre”. Este modo reduz os esforços e permite que o aerogerador seja reiniciado o mais rápido possível. O motivo do desligamento do aerogerador e, conseqüentemente, da ativação do modo livre, é apresentado na mensagem de status.

2.5 Parada do aerogerador

O E-82 pode ser parado de forma manual através da ativação da chave “start/stop” ou pressionando o botão EMERGENCY STOP. O sistema de controle pára o aerogerador quando houver uma falha ou condições de vento inadequadas (veja a Figura 3).

E-82






Figura 3: Procedimentos de desligamento do E-82

2.5.1 Parada automática

A parada automática dos aerogeradores da ENERCON ocorre pelo giro angular das pás do rotor para fora do vento (frenagem aerodinâmica). As pás do rotor inclinadas reduzem as forças de resistência aerodinâmicas, freando o rotor. Os mecanismos de giro angular da pá executam esta operação em poucos segundos (ex. na posição inclinada).

O aerogerador também pára automaticamente em decorrência de determinadas falhas ou eventos operacionais e sob algumas condições de vento. Algumas falhas provocam uma parada rápida do aerogerador, pois afetam as baterias de alimentação de emergência das pás do rotor. Outras falhas provocam uma parada normal do aerogerador.

Dependendo do tipo de falha, é possível haver um reinício automático do aerogerador. Em todos os casos o transformador é desconectado da rede no momento da parada.

2.5.2 Parada manual

O E-82 pode ser parado através da chave start/stop (partida/parada) localizada na cabine de controle. Quando a opção stop for acionada, o sistema de controle irá mover as pás do rotor de forma que não haja resistência ao vento, e o aerogerador reduz sua velocidade até parar.

Neste caso, o freio de parada não é ativado e o controle de orientação permanece em operação de forma que o E-82 possa continuar a se ajustar de acordo com o vento.

Desligamento por

Falha Operação Normal

ex.: parada de emergência, parada rápida, freio de rotor

Alimentação de emergência (baterias)

dos motores de ângulo de passo das pás

ex.: vibrações, perda de rede, excesso de velocidade, falha de ângulo das pás

ex.: proteção de carga, erro na placa de dados

ex.: entreferro do Gerador, excesso de temperatura no rolamento, falha na bateria

ex.: oscilação na torre, excesso de temperatura, falha na rede

ex.: desligamento de sombra, aerogerador parado

manualmente

ex.: tempestade falta de vento

Alimentação de emergência (baterias)

dos motores de ângulo de passo das pás

Retorno rápido das pás para a posição de

parada


parada


parada

Retorno das pás para a posição de parada

Retorno das pás para 60°, posição de modo

livre

Retorno das pás para a posição de parada

Retorno das pás para 60°, posição de modo

livre

Ativação do freio mecânico

E-82






2.5.3 Desligamento manual em situações de emergência

Em situações de risco a pessoas ou partes do aerogerador, este pode ser desligado através do acionamento do botão EMERGENCY STOP. O botão EMERGENCY STOP encontra-se localizado na cabine de controle. Ao pressionar este botão, será ativada imediatamente a parada de emergência do rotor, com retorno rápido das pás para a posição de parada, mediante uso da alimentação de emergência (baterias) dos motores de ângulo de passo das pás, em conjunto com o freio hidráulico. Todos os outros componentes continuarão sendo alimentados.

Os botões possuem travas que devem ser colocadas na sua posição original tão logo tenha passado a emergência e o aerogerador esteja pronto para ser reiniciado.

Se a chave principal na cabine de controle for posicionada em OFF (desligada), todos os componentes do aerogerador serão desligados - exceto a iluminação da torre e cabine de controle, e a iluminação individual de cada chave e plugue. O aerogerador iniciará a parada de emergência do rotor com retorno rápido das pás para a posição de parada. O freio mecânico não será ativado quando a chave principal for ativada.

2.6 Falta de vento

Se o aerogerador estiver em operação e a velocidade do rotor diminuir muito em decorrência da falta de vento, o mesmo permanecerá no modo “livre”, inclinando lentamente as pás do rotor para a posição de 60º. O aerogerador irá reiniciar automaticamente a sua operação quando a velocidade do vento para início de produção for alcançada.

Se o anemômetro congelar devido a uma baixa temperatura (<3o), a turbina tentará reiniciar de hora em hora, verificando sempre se a velocidade do vento é suficiente para a operação. Mesmo com o anemômetro congelado é possível ser dada a partida do aerogerador, desde que o sensor de vento esteja operando normalmente. Se o aerogerador começar a operar e produzir energia, ele segue para a operação normal. A exibição correta das velocidades do vento será, no entanto, omitida, pois o sensor congelado não conseguirá transferir os dados corretamente.

2.7 Tempestade

O aerogerador não inicia a partida à partir da posição de parada ou do modo livre quando a velocidade do vento estiver acima de 31 m/s. Se a velocidade média do vento for de 31 m/s ou a velocidade máxima de 34 m/s for excedida, o E-82 irá parar pois o modo de controle automático de parada será ativado. O aerogerador também irá parar se o ângulo máximo permitido da pá for excedido. Um anemômetro congelado, portanto não representa um risco de segurança. Em todos os casos a turbina irá passar a operar no modo livre.

Os componentes do E-82 tais como pás do rotor, nacele, torre e fundação são projetados para resistir consideravelmente a altas velocidades de vento.

E-82






O aerogerador irá iniciar automaticamente quando a velocidade do vento reduzir abaixo da velocidade de vento - corte de produção (31 m/s) por 10 minutos consecutivos.

Quando a velocidade do vento ultrapassar 28m/s, o Sistema de Controle de Tempestade da ENERCON não irá parar a turbina repentinamente, mas reduzir bastante a sua potência através da inclinação contínua das pás do rotor. A potência somente é reduzida a zero em velocidades de vento de aproximadamente 34 m/s. Esta estratégia regula o comportamento elétrico da rede e ao mesmo tempo aumenta a potência fornecida.

2.8 Controle de orientação

O E-82 possui uma combinação de sensor de vento (anemômetro e sensor de direção) que se encontra instalado na parte superior da nacele. Este instrumento é utilizado para medir a direção e velocidade do vento.

O controle de orientação do E-82 já começa a funcionar mesmo abaixo da velocidade de vento para início da produção. Mesmo quando o aerogerador é desligado (por exemplo, devido a uma velocidade do vento alta) este sistema continuará se ajustando de acordo com as condições do vento. O ângulo e o período de medição dependem da velocidade do vento e da potência do aerogerador.

Controle de orientação

operação de orientação p/ direita

desvio da posição da nacele para a direção do vento superior a um certo ângulo mínimo

operação de orientação

p/ esquerda

desvio da posição da nacele para a direção do vento superior a um certo ângulo mínimo

baixo vento(v < 3,5 m/s)

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a direita

mais de 3 voltas da nacele para a esquerda

destorcimento do cabo para

a direita

baixo vento(v < 3,5 m/s)

2 - 3 voltas para a esquerda da nacele

destorcimento do cabo para a esquerda

mais de 3 voltas para a esquerda da nacele

destorcimento do cabo para a esquerda

Figura 4: Apresentação esquemática do controle de orientação

O procedimento de orientação é determinado pela contagem das rotações do motor de orientação, e o tempo de posicionamento necessário é verificado quanto à sua coerência. Se o sistema de controle detectar irregularidades no controle de orientação ou destorcimento do cabo (consulte a próxima seção), ele irá ativar um procedimento de parada.

E-82






2.8.1 Destorcimento dos cabos de controle e alimentação

Os cabos de alimentação e controle do E-82 localizados na torre, são conduzidos da nacele à torre por um dispositivo de folga de cabo, fixado na parede da torre. Os cabos possuem liberdade de movimento suficiente para permitir que a nacele gire diversas vezes numa mesma direção sobre seu próprio eixo. Isto permite o torcimento gradual dos cabos. O sistema de controle do E-82 assegura que os cabos torcidos sejam automaticamente destorcidos.

Quando os cabos forem torcidos de duas a três vezes, o sistema de controle utilizará o próximo período de baixo vento para distorcer os cabos. Se isto não for possível devido às condições do vento e os cabos forem torcidos mais de 3 vezes, o aerogerador irá parar e o cabo será destorcido independentemente da velocidade do vento. Os cabos levam aproximadamente meia hora para serem destorcidos. Após o destorcimento dos cabos, o aerogerador é novamente iniciado automaticamente.

Os sensores de torção de cabo podem ser encontrados na chamada chave de torção de cabo, que se encontram no E-82 instaladas próximo a porta de acesso. O sensor é conectado através da coroa-engrenagem e caixa de engrenagens ao anel de giro da orientação. As mudanças da posição da nacele são transmitidas para o sistema de controle de operação.

Além disso, as chaves de limite à direita e à esquerda detectam se a faixa operacional permitida foi excedida em cada uma das direções (chave limite de torção de cabo para direita ou esquerda). Isto evita uma maior torção dos cabos da torre. Se isto ocorrer, o aerogerador irá parar e não poderá ser reiniciado automaticamente.

E-82






3 Especificações Ténicas

Modelo do Aerogerador: ENERCON E-82

Potência nominal: 2000 kW

Diâmetro do rotor: 82m

Altura do cubo: 78-108 m (várias opções de torre e fundação)

Conceito do Aerogerador: Sem engrenagem, velocidade variável, controle do ângulo de passo das pás

Rotor:

Tipo: Orientação do rotor contra o vento com controle ativo do ângulo de passo das pás

Direção da rotação: Horária

Número de pás: 3

Área de varredura: 5.281 m2

Material da pá: Epóxi reforçado com fibra de vidro, com proteção integrada contra raios

Velocidade: Variável, 6-19,5 rpm

Velocidade na ponta da Pá 25 – 80 m/s

Controle de passo: Sistema de passo de pá da ENERCON, um sistema de acionamento de passo independente por pá, com

suprimento de reserva de energia para emergências

Sistema de acionamento com gerador:

Cubo: Rígido

Rolamento principal: Rolamento cônico duplo de rolos cilíndrico

Gerador: Gerador em anel da ENERCON com acionamento direto.

Alimentação da rede: Inversor ENERCON

Sistema de Freio: - 3 sistemas independentes de controle do ângulo de passo

E-82






das pás, com baterias de emergência; - Freio do rotor; - Trava do rotor

Controle de Orientação: Ativo via engrenagens de ajuste, amortecimento dependente do esforço

Velocidade do vento – início de produção:

2,5 m/s

Velocidade Nominal 12 m/s

Velocidade do vento – corte de produção:

28 – 34 m/s (com controle de Tempestade da ENERCON)

Monitoramento remoto: ENERCON SCADA

Memorial Descritivo do Projeto Usina Eólica de Mangue Seco 2

ANEXO II - CERTIFICAÇÃO DAS MEDIÇÕES ANEMOMÉTRICAS E ESTIMATIVA DA PRODUÇÃO

DE ENERGIA ELÉTRICA

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ANEXO III – DESENHO DE LOCALIZAÇÃO E ACESSO

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ANEXO IV – DIAGRAMA UNIFILAR

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10


ANEXO V – ART (ANOTAÇÃO DE RESPONSABILIDADE TÉCNICA)

memorial descritivo do projeto usina eÓlica de...

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