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Energia eólica

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Trabalho acadêmico apresentado a disciplina de Máquinas Elétricas para obtenção de nota parcial no curso de eletrotécnica no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFBA)

Trabalho acadêmico apresentado a disciplina de Máquinas Elétricas para obtenção de nota parcial no curso de eletrotécnica no Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFBA)

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  • 1. Apresentação Boa Noite. Pra começar eu gostaria de apresentar um personagem importante e digamos assim, interessante, para vocês: Éolo. O deus dos ventos da mitologia grega. Reza a lenda que o senhor dos deuses do vento vivia em uma ilha flutuante, chamada eólia. E que ele administra toda a energia do vento.
  • 2. Éolo A muitos anos Éolo domina a arte de controlar o vento. O homem esta descobrindo como aproveitar os seus poderes aos poucos. Há 4 mil de anos os egípcios começaram a capturar a energia dos ventos através da utilização de barcos a vela.
  • 3. Moinhos de Vento Há 2 mil anos antes de cristo, na antiga Babilônia já existem registros da utilização de moinhos de vento para moer grãos. Esses dispositivos utilizavam vigas de madeira presas ao eixo rotativo do moinho de vento. O conceito começou a se espalhar rapidamente ao longo do Oriente Médio. Apenas no século XI depois de cristo os cruzados europeus levaram esse conceito pra casa e só aí surgiu o moinho de vento holandês com o qual estamos familiarizados. Aos poucos a tecnologia foi se desenvolvendo e o homem percebeu que o vento poderia ser ainda mais útil. Ai ele criou os Aerogeradores.
  • 4. Como funciona? Desde de pequeno agente aprende que “O vento é o ar em movimento”.Esse movimento significa energia cinética, que pode ser capturada como a energia da água em movimento é capturada por uma turbina em uma usina hidrelétrica. No caso de uma turbina eólica, as pás da turbina são projetadas para capturar a energia cinética contida no vento. O resto é praticamente idêntico ao que ocorre em uma hidrelétrica: quando as pás da turbina capturam a energia do vento e começam a se mover, elas giram um eixo que une o cubo do rotor a um gerador. O gerador transforma essa energia rotacional em eletricidade. Fundamentalmente, gerar eletricidade a partir do vento é só uma questão de transferir energia de um meio para outro.
  • 5. Como funciona? Ao contrário do antigo projeto de moinho de vento holandês, que dependia muito da força do vento para colocar as pás em movimento, as turbinas modernas usam princípios aerodinâmicos mais sofisticados para capturar a energia do vento com mais eficácia. As duas forças aerodinâmicas principais que atuam sobre os rotores da turbina eólica são o empuxo, que atua perpendicularmente ao fluxo do vento, e o arrasto, que atua paralelamente ao fluxo do vento.
  • 6. Partes de um aerogerador Um aerogerador é constituído das seguintes partes: Pás do rotor: capturam a energia do vento e a convertem em energia rotacional no eixo; Eixo: transfere a energia rotacional para o gerador; Nacele: é a carcaça que abriga: Caixa de engrenagens: aumenta a velocidade do eixo entre o cubo do rotor e o gerador; Gerador: usa a energia rotacional do eixo para gerar eletricidade usando eletromagnetismo; Unidade de controle eletrônico (não mostrada): monitora o sistema, desliga a turbina em caso de mau funcionamento e controla o mecanismo de ajuste para alinhamento da turbina com o vento; Controlador (não mostrado): move o rotor para alinhá-lo com a direção do vento; Freios: detêm a rotação do eixo em caso de sobrecarga de energia ou falha no sistema. Torre: sustenta o rotor e a nacele, além de erguer todo o conjunto a uma altura onde as pás possam girar com segurança e distantes do solo; Equipamentos elétricos: transmitem a eletricidade do gerador através da torre e controlam os diversos elementos de segurança da turbina.
  • 7. Tamanho é Documento Tamanho é documento? Sim, Tamanho é muito importante quando se fala de aerogeradores. Quanto mais alta a turbina, mais energia ela pode capturar, visto que a velocidade do vento aumenta com a altura (o atrito com o solo e os objetos ao nível do solo interrompem o fluxo do vento). Os cientistas estimam um aumento de 12% na velocidade do vento cada vez que se dobra a elevação. (Faz favor de mostrar o gráfico) Quanto maiores as pás da turbina (e, portanto, quanto maior o diâmetro do rotor), mais energia uma turbina pode capturar do vento e maior a capacidade de geração de energia elétrica. Falando de modo geral, dobrar o diâmetro do rotor quadruplica a produção de energia. Os aerogeradores também precisam se alinhar constantemente com o vento, usando um mecanismo de ajuste. O sistema de ajuste padrão consiste de motores elétricos e caixas de engrenagens que movem todo o rotor para a esquerda ou direita em pequenos incrementos. O controlador eletrônico da turbina lê a posição de um dispositivo cata-vento (mecânico ou eletrônico) e ajusta a posição do rotor para capturar o máximo de energia eólica disponível.
  • 8. Vantagens A energia eólica apresenta diversos benefícios e qualidades acima das outras formas de produção de energia. Como é uma energia renovável, seu uso não causa nenhum dano à natureza, não emite gases poluentes e preserva recursos hídricos. Além disso, é inesgotável: o vento sempre estará lá soprando, embora algumas vezes mais, menos ou pare em alguns momentos, ele sempre existirá. Ela é compatível também com a agricultura e criação de gado, já que nos ambientes onde os aerogeradores se localizam devem ser desmatados e com nenhum obstáculo. Há também a economia na manutenção, já que as revisões são feitas apenas de seis em seis meses. Além de todas essas vantagens citadas, consegue ser mais segura e barata que a energia nuclear.
  • 9. Desvantagens Apesar de antes de instalarem as fazendas de aerogeradores fazerem pesquisas sobre a fauna da região, cerca de 100 mil pássaros morrem por ano por causa dos moinhos de ventos. Além dos pássaros, os aerogeradores diminuem a pressão atmosférica da região onde estão instalados o que ocasiona o rompimento dos vasos respiratórios dos morcegos, que são encontrados mortos aos montes com hemorragia interna. São alertas que preocupam, mas nenhum desses números e campanhas que falam dos malefícios dos aerogeradores podem ser considerados imparciais, boa parte das ONGs que divulgam esses dados são patrocinados por grandes empresários de usinas nucleares.
  • 10. Desvantagens Outra desvantagem é a poluição. Há quem ache que os aerogeradores são feios, por outro lado há turismo estimulado por pessoas que querem conhecê-los. Outra e uma das maiores desvantagens é o barulho, a tecnologia afirma que com o tempo essa desvantagem se extinguirá porém por enquanto as fazendas eólicas geralmente ficam bem afastadas das zonas residenciais. Nos EUA é comum encontrá-las próximas a presídios.
  • 11. Preço no EUA Ainda sim a maior desvantagem da utilização da energia eólica é o preço. Temos aqui uma tabela comparativa do preço do kWh nos EUA, o país com mais aerogeradores em uso. Comparação de custos da energia Tipo de recurso Custo médio (centavos de US$ por kWh) Hidrelétrica 2-5 Nuclear 3-4 Carvão  4-5 Gás natural  4-5 Vento 4-10 Geotérmica  5-8 Biomassa  8-12 Célula combustível a hidrogênio  10-15 Solar 15-32 Fontes: Associação Americana de Energia Eólica, Wind Blog, Stanford School of Earth Sciences.
  • 12. Preço no Brasil No Brasil a situação é ainda pior. O kWh eólico pode ser até 5 vezes mais caro que o de fonte hidrelétrica.
  • 13. Dados Os EUA é o maior produtor de enrgia eólica do mundo, mas isso não corresponde a 1% de toda a energia utilizada no país. Hoje o melhor exemplo de sucesso da energia eólica é a Dinamarca que tem o maior campo de energia eólica do mundo. Possui previsões de até 2025 ter 50% da energia produzida através da energia eólica e já pensa em utilizar energia limpa em carros elétricos.
  • 14. No Mundo Em 2009 a capacidade mundial de geração de energia elétrica através da energia eólica foi de aproximadamente 158 gigawatts (GW),   o suficiente para abastecer as necessidades básicas de dois países como o Brasil. O que é muito pouco considerando que essa é a produção MUNDIAL e que a energia eólica não é muito confiável, isto é o vento, a matéria prima para geração da energia não é muito constante, isto é, é necessário ter outra fonte de energia disponível pra caso falte a energia eólica. Na maioria dos casos essa energia que precisa ficar a disposição não vem de fontes muito limpas. Assim podemos considerar a energia eólica apenas uma solução paleativa, não total para os problemas da produção de energia.
  • 15. Na Bahia Na Bahia a onda de investimentos vem na fabricação dos aerogeradores em maio será inaugurada a primeira fabrica que será responsável por 40% do processo de fabricação. Outro investimento será na montagem de uma fazenda eólica na cidade de Brotas de Macaúbas que tera cerca de 37 aerogeradores.
  • 16. No Brasil. O potencial eólico brasileiro é de 143,5 GW (GigaWatts), segundo um estudo da Centro de Pesquisa em Energia Elétrica (Cepel) do Ministério de Minas e Energia feito em 2005. O estudo levou em conta geradores de energia eólica de até 50 metros. Com o avanço tecnológico no setor, que permite geradores de até 80 metros atualmente no Brasil, o potencial cresceria mais ou menos 50%. 143,5 GW representaria a geração de energia de 146 milhões de residência em um país com 190 mihões de pessoas. Considerando que dificilmente as residências são apenas para uma pessoa é mais do que suficiente.
  • 17. No Brasil. Porém, a produção atual brasileira de energia eólica é de apenas 0,25% de toda energia produzida no país. ( Tabela). Mas nem tudo são más notícias, as fazendas eólicas devem crescer com o investimento do governo O Programa de Incentivo a Fontes Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa), administrado pelo Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES), trata-se de uma linha de crédito prevê financiamento de até 70% do investimento, excluindo apenas bens e serviços importados e a aquisição de terrenos. O problema é que para instalação de uma fazenda eólica a maior parte dos gastos é justamente na aquisição de terreno e na importação da tecnologia.
  • 18. Tendências & Novidades – TEEVs Quando se trata de turbinas eólicas modernas, há dois projetos principais: as de eixo horizontal (TEEHs)e as de eixo vertical e As de eixo horizontal são as mais conhecidas e é a mesma que acabamos de explicar, as que todos conhecem. Existe apenas uma TEEV em funcionamento: a Darrieus em território Francês. Em uma TEEV, o eixo é montado na vertical, perpendicular ao solo. Como as TEEVs estão permanentemente alinhadas com o vento (ao contrário das de eixo horizontal), nenhum ajuste é necessário quando a direção do vento muda. Entretanto, uma TEEV não pode começar a se mover por si mesma: ela precisa de um impulso de seu sistema elétrico para dar partida. Em vez de uma torre, ela geralmente usa cabos de amarração para sustentação, pois assim a elevação do rotor é menor. Como menor elevação significa menor velocidade do vento devido à interferência do solo, as TEEVs geralmente são menos eficientes que as TEEHs. Como vantagem, todos os equipamentos se encontram ao nível do solo para facilidade de instalação e serviços. Mas isso significa uma área de base maior para a turbina, o que é uma grande desvantagem em áreas de cultivo.
  • 19. Tendências & Novidades – Ponte Uma equipe italiana de arquitetos criou um novo conceito de ponte que agrega geradores de energia eólica e solar em seu design.O conceito usa o espaço existente no vão de uma ponte no sul da Itália para instalar 26 turbinas de vento, o que poderia gerar 36 milhões de kWh anualmente. Sobre a ponte, painéis solares no lugar do asfalto ficariam responsáveis por gerar 11 milhões de kWh por ano, segundo os designers. O asfalto seria substituído por uma superfície de captação solar, já em uso nos EUA, que serve como estrada. Todo o sistema seria capaz de produzir cerca de 40 milhões de kWh por ano - energia suficiente para fornecer eletricidade para cerca de 15 mil famílias anualmente.
  • 20. Tendências & Novidades – HYmini Chama-se HY Mini e é a primeira turbina eólica portátil. Cabe na palma de uma mão e pode ser recarregada enquanto você faz suas caminhadas a pé, em bicicleta, esquiando, etc. Uma hora de pedalada produz energia suficiente para 50 fotos com a digital ou para telefonar com o celular por 4 horas.Em uma caminhada a passo veloz, por uma hora você terá produzido energia suficiente para fazer funcionar um Mp3 por duas horas.
  • 21. Conclusão – Pobre, mas limpinha! Apesar do preço, apesar dos pássaros, apesar do barulho a energia eólica é uma solução paliativa, para desafogar as usinas hidroelétricas e uma maneira mais saudável e limpa de investir em energia do que a nuclear.
  • 22.  

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