Your SlideShare is downloading. ×
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Eolica esse aki tonha
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Eolica esse aki tonha

601

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
601
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
2
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. Escola de Educação Básica Felisberto de Carvalho PROJETO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA:APLICAÇÃO EM PEQUENAS PROPRIEDADES RURAIS Nomes : Jéssica Vacarin MarieleCoppini Palmitos - SC 2012
  • 2. SUMÁRIO1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 042FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ....................................................................................... 06 2.1 Funcionamento Básico de um Sistema Eólico ................................................................ 06 2.1.1 Gasto Energético ...................................................................................................... 10 2.1.2 Componentes da Estrutura Eólica ............................................................................ 103ORÇAMENTO DOS MATERIAIS UTILIZADOS NO PROJETO ............................... 11 3.1 Preço Médio De Venda e Custo Beneficio ..................................................................... 124VANTAGENS E DESVANTAGENS DO SISTEMA EÓLICO ...................................... 135PROJETO PRÁTICO .......................................................................................................... 13BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................... 15
  • 3. 1. INTRODUÇÃO Uma das grandes preocupações que envolvem a sociedade em geral é a questãoreferente à energia, ela é uma fonte esgotável se não bem planejada e bem direcionada. Alémde causar sérios danos ambientais em suas estruturas, construções e explorações, como ashidroelétricas que necessitam de estruturas sólidas e de vasta degradação ambiental para suaestrutura e construção. A energia eólica seria um bom exemplo de energia renovável e que necessita de maisestudos e atenção, pois, indicando resultados significativos de crescimento tanto em paísesdesenvolvidos como em países emergentes. Situação onde pode ser explorada por pessoas quequeiram montar um módulo de energia próprio ao redor de suas casas e não precisar mais sefiliar às empresas. Como sendo uma boa possibilidade de recurso há desvantagens que devem ser levadasem conta, como o barulho, quando mal cuidado, monitorado e lubrificado, área ocupada quedeve ser específica (sem muitas elevações e habitações por perto). Principalmente hoje, estatecnologia ainda não está totalmente desenvolvida e o seu custo ainda é mais elevado,considerado a comunidade da atual energia convencional, de modo que é muito difícil umapopulação ter o seu próprio fornecimento de energia elétrica gerada por meios eólicos,entretanto esses fatores podem ser superados com o desenvolvimento desta tecnologia. Os tipos de energias que dispomos atualmente em nosso planeta se limitam em duasdivisões, é a energia de fonte não-renovável onde se pode dizer que são aquelas que seencontram na natureza em quantidades limitadas e se extinguem com a sua utilização como,por exemplo, os combustíveis fósseis (carvão, petróleo bruto e gás natural) e o urânio, que é amatéria-prima necessária para obter a energia resultante do processo de fusão nuclear. E aenergia renovável onde não é possível estabelecer um fim temporal para a sua utilizaçãocomo, por exemplo, o calor e os raios emitidos pelo sol e o vento podendo ser extraído emcada momento. Para justificar o desenvolvimento de energias do tipo “renováveis” podemos analisar,primeiramente, a atual dependência que temos de recursos energéticos não-renováveis, quepela estimativa se pode prever a futura escassez que haverá dos mesmos. Outro fatorimportante é a busca permanente de novas opções tecnológicas energéticas que não geramdegradação da atmosfera, do solo, de recursos hídricos e do meio ambiente de uma maneirageral, sempre levando em conta as fontes de energia intermináveis que temos no planeta.
  • 4. Apesar desses fatores, as fontes de energia renováveis ainda são pouco utilizadasdevido aos custos de instalação, à inexistência de tecnologias e redes de distribuiçãoexperimentadas e, em geral, ao desconhecimento e falta de sensibilização para o assunto porparte dos consumidores e dos municípios. Ao ritmo que cresce o consumo dos combustíveis fósseis, e tendo em conta que seprevê um aumento ainda maior em médio prazo, colocam-se dois importantes problemas: oprimeiro são questões de ordem ambiental que se destacam mais, e o segundo é o fato dosrecursos energéticos fósseis serem esgotáveis. As fontes de energias renováveis surgem comouma alternativa ou complemento às convencionais. O objetivo do trabalho em questão é dimensionar a estrutura necessária para que aenergia elétrica utilizada em uma pequena propriedade possa ser inteiramente suprida pelaenergia do vento, como qualquer investimento a instalação de uma estrutura adequada para ocorreto aproveitamento desta energia, sempre existe os pontos positivos e negativos, quedevem ser analisados. O investimento inicial em equipamentos e instalações é alto, mais é rapidamentediluído durante os anos seguintes de aproveitamento econômico, outro ponto que podemosressaltar são aquelas propriedades em regiões distantes em que a energia elétrica nãoconseguiu abastecê-las, o vento pode ser fonte alternativa. Com o apelo atual por energias quesejam cada vez mais limpas e inteiramente renováveis, a energia eólica surge como opçãomuito interessante. O estudo foi feito com base a suprir as exigências energéticas dos equipamentosexistentes em uma propriedade de 15 ha, que desempenha as atividades agrícolas de criaçãode avícolas ou suínas, que serão exemplificados posteriormente, além das exigênciasenergéticas da casa, com seis cômodos, a qual mantém quatro pessoas. Com isso o foco do projeto é ressaltar a utilidade da energia renovável e limpa, eprincipalmente a independência econômica com relação à conta de energia.
  • 5. 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA2.1 Funcionamento básico de um Sistema Eólico Para que o sistema de geração eólico consiga abastecer a propriedade todos oscomponentes devem estar em perfeito funcionamento e a estrutura deve ser cuidadosamenteplanejada de acordo com o consumo da propriedade. Para um bom funcionamento do sistemaeólico, também é necessário considerar alguns aspectos como o vento e o rotor. O vento é a disponibilidade energética do local, podendo ser um fator de definição dosucesso do projeto. Pouco vento pode fazer com que não se consiga gerar energia suficientepara abastecer a propriedade, porém um local com muito vento pode também comprometer oequipamento e a produção de energia. Os ventos são causados pelo aquecimento não uniformeda superfície terrestre, por isso podem ocorrer variações entre as estações. Assim devem-seanalisar minuciosamente todas as variáveis antes da instalação. O vento gira uma hélice gigante conectada a um gerador que produz eletricidade. Quando vários mecanismos como esse - conhecido como turbina de vento - são ligados a uma central de transmissão de energia, temos uma central eólica. A quantidade de energia produzida por uma turbina varia de acordo com o tamanho das suas hélices e, claro, do regime de ventos na região em que está instalada. E não pense que o ideal é contar simplesmente com ventos fortes. "Além da velocidade dos ventos, é importante que eles sejam regulares, não sofram turbulências e nem estejam sujeitos a fenômenos climáticos como tufões" (Everaldo Feitosa Artur apud Louback LopesMundo Estranho - 09/2005). http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/educacao/conteudo_224740.shtmlUm sistema eólico é constituído por vários componentes que devem trabalhar em harmoniapara propiciar um maior rendimento final. Para efeito de estudo global da conversão eólicadevem ser considerados os seguintes componentes: • Vento: Disponibilidade energética do local destinado à instalação do sistema eólico. • Rotor: É o componente do sistema eólico responsável por captar a energia cinética dos ventos e transformá-la em energia mecânica de rotação. A configuração do rotor influencia o rendimento global do sistema, existindo dois tipos de rotores: os horizontais e verticais.
  • 6. Rotores de Eixo Horizontal: Rotores de Eixo Vertical: • Pás do Rotor: Têm como função captar a energia do vento e transferi-la para o rotor. • Controlador de carga:controla para que não haja excesso de carga e descarga nas baterias. • Transmissão e Caixa Multiplicadora: Tem a finalidade de transmitir a energia mecânica entregue pelo eixo do rotor até ao gerador e é composta por eixos, engrenagens de transmissão e acoplamentos. • Inversor:Tem como função a conversão da energia elétrica em corrente continua (CC) para corrente alternada (CA), para que possa ser usada na utilização de eletrodomésticos convencionais. • Mecanismo de Controle: Responsável pela orientação do rotor, controle de velocidade, controle da carga, entre outros. • Torre: Responsável por sustentar e posicionar o rotor na altura conveniente. • Sistema de Armazenamento de baterias:composto por uma ou mais baterias para armazenagem da energia gerada. • Gerador Elétrico:recebe a energia da caixa multiplicadora, sendo responsável pela conversão da energia mecânica em energia elétrica. • O sistema de orientação: Permite a orientação da turbina conformea direção do vento. Geralmente as hélices das turbinas são compostas por três pás, pois possibilita ummaior aproveitamento da potência, diminui as vibrações e o barulho da turbina. As hélicesapresentam o mesmo formato das asas de aviões, possibilitando extrair o máximo da energiado vento.
  • 7. Ao se movimentarem, as hélices ativam o eixo do rotor, criando uma energiamecânica. Este eixo de rotação transmite a energia mecânica para que a caixa multiplicadoratransmita a energia para o gerador elétrico. A energia elétrica sai do gerador e passa pelo controlador de carga, sendo armazenadanas baterias, antes da utilização a energia passa pelo inversor para ser convertida em correntealternada. Esta energia pode ser usada para ligar os eletrodomésticos convencionais, ar-condicionado, geladeira, fogão elétrico, iluminação, entre outros. Todo sistema eólico somente começa a funcionar a partir de certa velocidade,chamada de velocidade de entrada, que é necessária para vencer algumas perdas. Quando osistema atinge a chamada velocidade de corte um mecanismo de proteção é acionado com afinalidade de não causar riscos ao rotor e à estrutura. Para os sistemas eólicos, a velocidade de rotação ótima do rotor varia com avelocidade do vento. Um sistema eólico tem o seu rendimento máximo a uma dada velocidadedo vento (chamada de velocidade de projeto ou velocidade nominal) e diminui paravelocidades diferentes desta.
  • 8. WINDWINS 2kw power curve 3000 2700 2400 2100 out power w 1800 1500 1200 900 600 300 0 0 5 10 15 20 25 wind speed m/s Podemos observsr no gráfico que uma variação da velocidade do vento varia tambéma quantidade de energia produzida, a parte do grafico horizontal corresponde a velocidade dovento em metros por segundo (m/s), e a parte vertical corresponde a energia produzida emWatts (W). Com isso, a velocidade de 0 m/s corresponde a 0 W, enquanto o aumento para 5m/s passa a energia produzir 300 W, apartir disso, cada aumento de velocidade do ventocorresponde em média um aumento 300 W em energia produzida. Chegando a 12 m/s produzo limite máximo de energia para o armazenamento que é de 3000 W, apartir disso o aumentoprogressivo do vento mantém a quantidade de energia produzia ou até retarda para evitardanos ao equipamento eólico. Projetar um sistema eólico, para um determinado tamanho de rotor e para uma cargapré-fixada, supõe trabalhar num bom intervalo de rendimento do sistema comrelação à curvade potência disponível do vento local. É necessário também, ter mecanismos de controleapropriados para melhorar o rendimento em outras velocidades de vento e aumentar ointervalo de funcionamento do sistema eólico. Um exemplo de mecanismo de controle é a utilização de rotores com ângulo de passovariável. Com este controle, à medida que a velocidade do vento varia, as pás mudam deposição, variando o rendimento do rotor. Com isto, pode-se aumentar o intervalo defuncionamento do sistema eólico e ainda manter uma determinada velocidade de rotação, quecorresponde à eficiência máxima do gerador. Os sistemas isolados de pequeno porte, em geral, utilizam alguma forma dearmazenamento de energia, este armazenamento pode ser feito através de baterias. Este sistema, que armazena energia em baterias necessita de um dispositivo paracontrolar a carga e a descarga da bateria. O controlador de carga tem como principal objetivonão deixar que haja danos ao sistema de bateria por sobrecargas ou descargas profundas. Para
  • 9. alimentação de equipamentos que operam com corrente alternada (CA) é necessário autilização de um inversor.2.1.1 GASTO ENERGÉTICO Para que possamos estabelecer o projeto energético em uma propriedade, é necessárioprimeiramente conhecer o seu consumo de energia, para ter certeza de que será capaz desuprir sua demanda. Podemos usar como exemplo uma propriedade com consumo mensal de energia de emmédia 850 quilowatts. O consumo de energia dá-se em maiores proporções das 06:00 às 22:00horas. Mas é preciso considerar que em nenhum momento do dia o gasto de energia éuniforme, pois varia de acordo com as atividades exercidas em cada horário. Para o dimensionamento do sistema eólico primeiro devemos saber qual a exigênciaelétrica da propriedade, visto que o investimento é relativamente caro, principalmente setratando de pequena propriedade rural.2.1.2 COMPONENTES DA ESTRUTURA EÓLICADimensões das pás Para que o alternador comece a gerar energia elétrica para armazenamento nas bateriasé necessário uma velocidade média de vento superior a 25 km/h ou 6,94 m/s. Seria entãorecomendado uma torre com 6 metros de comprimento, contendo3 hélices com 0.70m cada.Gerando um diâmetro de 1,40m e um deslocamento de 7mde perímetro.Controlador de carga Os sistemas que armazenam energia em baterias necessitam de um dispositivo paracontrolar a carga e a descarga da bateria. O controlador de carga tem como principal objetivonão deixar que haja danos ao sistema de bateria por sobrecargas ou descargas profundas.Caixa multiplicadora A transmissão, que engloba a caixa multiplicadora, possui a finalidade de transmitir aenergia mecânica entregue pelo eixo do rotor até o gerador. É composta por eixos, mancais,engrenagens de transmissão e acoplamentos. O projeto tradicional de uma turbina eólicaconsiste em colocar a caixa de transmissão mecânica entre o rotor e o gerador de forma a
  • 10. adaptar a baixa velocidade dorotor à velocidade de rotação mais elevada dos geradoresconvencionais.3. ORÇAMENTO DOS MATERIAIS UTILIZADOS NO PROJETO Para a implantação deste projeto será necessário a obtenção de alguns produtos eequipamentos, a análise do orçamento é de suma importância para a compra destes porvalores mais baixos, impactando diretamente no valor final do projeto, fazendo com que estese torne viável ou não.Tabela com os principais custos para a execução do projeto. Produtos Quant. Preço unitário Preço total Gerador Eólico 2 KW 01 R$ 1.423,29 R$1423,29 Hélice com 3 pás 01 R$488,94 R$488,94 Controlador 01 R$325,11 R$325,11 Inversor 01 R$852,44 R$852,44 Torre com 6 metros (com 3 cabos de aço) 01 R$245,75 R$245,75
  • 11. Bateria 06 R$447,98 R$2687,88 Fio de eletricidade 400 mts R$ 1,50 R$600,00 (da torre á casa) 6,0mm TOTAL R$ 6623,41Cotação:QingdaoWindwings Wind Turbine Co., Ltd. – Produto importado da China, valores já incluem custosde impostos e transporte.Custos mensais sobre mão de obra necessária: Cargo/função Quant. Salário TotalOperário para montagem da torre 02 R$ 1.800,00 R$ 3.600,00Eletricista 01 R$ 2.000,00 R$ 2.000,00 TOTAL R$ 5.600,00 Considerando um prazo de 2 dias para instalação do equipamento. Abrangecapacidade para atender em média a instalação em 10 propriedades ao mês. Gerando assimum custo de mão de obra em cada instalação de R$ 560,00. É necessário a construção de um cômodo equivalente 4m², de alvenaria e coberto,próximo a torre eólica, para armazenamento da energia das baterias e inversor, sendo deresponsabilidade do proprietário a sua construção.3.1 PREÇO MÉDIO DE VENDA E CUSTO BENEFICIO Considerando um custo do material de R$ 6.623.41, mais o custo da mão-de-obra deR$ 560,00 por construção, totaliza-se R$ 7.183,41. Colocando a margem de lucro de 30%equivale a R$ 2.155,02. Totalizando um preço ao interessado de R$ 9.338,43. Retomando o exemplo da nossa propriedade, considera-se um gasto mensal de energiade em média de 850 quilowatts, e o custo da energia de R$ 0,2366 por quilowatt, o gastomensal da propriedade seria por volta de R$ 201,11. Isso significa que o investimento nosistema eólico levaria aproximadamente4 anos para se pagar, ainda sem considerar osaumentos na taxa de energia que se teria neste período.
  • 12. 4. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO SISTEMA EÓLICO O sistema de geração de energia eólica pode servir para suprir totalmente anecessidade de energia de uma propriedade. Apresenta inúmeras vantagens, além de gerarempregos, é uma fonte de energia inesgotável e não emite gases poluentes, diminuindo aemissão de gases do efeito estufa. A geração de energia elétrica por meio de turbinas eólicas constitui uma alternativapara diversos níveis de demanda, sendo considerada a energia mais limpa do planeta,disponível em diversos lugares e em diferentes intensidades, uma boa alternativa às energiasnão-renováveis. As pequenas centrais podem suprir pequenas localidades distantes da rede,contribuindo para o processo de universalização do atendimento. Contribuindo para a reduçãoda emissão, pelas usinas térmicas, de poluentes atmosféricos; diminuindo a necessidade daconstrução de grandes reservatórios. Porém também apresenta seus aspectos negativos, como impacto às aves locais que sechocam nas pás, e o efeito sonoro, que faz com que as habitações mais próximas tenham queser no mínimo a 200 metros de distância. Apesar de efeitos negativos, como alterações na paisagem natural, essesimpactostendem a atrair turistas, gerando renda, emprego, arrecadações e promovendoodesenvolvimento regional.5. PROJETO PRATICO O projeto refere-se ao direcionamento de uma propriedade de media 15.000 m², combase econômica na agricultura e avicultura. Numa estrutura de um pavilhão de 600 m², nacriação de frangos de corte, em parceria de integração com alguma empresa frigorífica naárea. Em dimensões estruturais mais exatas, corresponde a 50 m de comprimento por 12 m delargura, com comportamento para ate 6.000 aves num ambiente fechado protegido por frentesde madeiras, rodeados de murros com 0,60 m em todo perímetro, fixada com tela de malhacom espessura de 0,02 m, para evitar entrada de outras aves no ambiente alojado, e vedaçãocom cortinados laminados padrão de cores amarelas, tanto lateralmente quanto na parte
  • 13. superior interna (no forro interno do aviário). As instalações elétricas estão todas ligadas aosistema eólico, com uma quantidade de 21 lâmpadas florescentes de capacidade de 25 W(watts), 6 ventiladores de 0,5 cv (corresponde a 368 W), 3 linhas de tratadores contendo 3motores de 1,5 cv (corresponde a 1.100 W), e mais um motor de abastecimento inicial dascaixas ligadas com o silo com capacidade de 2 cv (mais de 1400 W). Finalmente uma bombad’água para nebulização das aves de capacidade de 2 cv. A casa corresponde a 140 m², dividida em 6 cômodos, 3 quartos, sala, cozinha ebanheiro. Contendo ao total mais 10 lâmpadas distribuídas nas proporções dos cômodos e naprópria casa. Maquete feita pelo grupo com base na propriedade modelo do projeto.
  • 14. BIBLIOGRAFIA<revistaseletronicas.pucrs.br/ojs/index.php/graduacao/article/viewFile/3490/2738 > acessadoem 22/07/2012 as 13:45 horas.<www.cresesb.cepel.br/content.php?cid=tutorial_eolica > acessado em 22/07/2012 as 14;00horas.<http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/06-Energia_Eolica%283%29.pdf> acessadoem 22/07/2012 as 15:00 horas.<http://neosolar.com.br/media/pdf/manuais/moura_baterias_estacionarioas_clean_pt.pdf>acessado em 22/07/2012 as 15:30 horas.<http://www.abeeolica.org.br/site/zpublisher/secoes/home.asp> acessado em 22/07/2012 as16:30 horas.<http://www.qdfzy.com/en/default.asp> acessado em 22/07/2012 as18:00 horas.

×