Energia eólica

Energia eólica

Energia eólica

O que é energia eólica?

A energia eólica é uma energia renovável cuja origem é o vento. Essa fonte de energia aproveita a energia cinética gerada pelo efeito das correntes de ar para transformá-la em outras formas úteis para atividades humanas. Historicamente, a energia eólica tem sido usada desde a antiguidade para mover barcos a vela ou operar máquinas de usinagem ao mover suas pás.

O uso mais comum da energia eólica é a geração de eletricidade. As turbinas eólicas são máquinas que convertem a energia cinética do vento em energia elétrica.

A energia eólica é um recurso abundante, renovável e limpo que ajuda a reduzir as emissões de gases de efeito estufa. A instalação de turbinas eólicas permite reduzir a dependência de usinas termelétricas que trabalham com combustíveis fósseis ou usinas nucleares (em ambos os casos, fontes de energia não renováveis). Por esse motivo, é considerado um tipo de energia verde.

A energia eólica depende indiretamente da energia solar. Quando o sol aquece, o ar muda de densidade. A diferença na densidade entre diferentes massas de ar causa correntes de movimento e de ar. O ar mais denso (frio) pesa mais e tende a cair.

Origem da energia eólica

A origem da energia eólica é o vento. Por essa razão, podemos considerá-lo uma fonte inesgotável de energia.

Qual é a origem do vento?

A energia eólica está relacionada ao movimento de massas de ar que se movem de áreas de alta pressão atmosférica para áreas adjacentes de baixa pressão, com velocidades proporcionais ao gradiente de pressão.

Os ventos são gerados por causa do aquecimento não uniforme da superfície da Terra pela radiação solar. Entre 1 e 2% da energia proveniente do Sol torna-se vento. Durante o dia, as massas de ar sobre os oceanos, mares e lagos permanecem frias em relação às áreas vizinhas localizadas nas massas continentais. Nesse sentido, a energia eólica está relacionada à energia solar.

Os continentes absorvem uma quantidade menor de radiação solar e, portanto, o ar que está acima da terra se expande, se torna mais leve e se eleva. O ar mais frio e pesado que vem dos mares, oceanos e grandes lagos é posto em movimento para ocupar o lugar deixado pelo ar quente.

Produção de eletricidade a partir de energia eólica

Para tirar proveito da energia eólica de maneira eficiente, é conveniente estudar alguns dados. É importante conhecer as variações diurnas, noturnas e sazonais dos ventos, a variação da velocidade do vento em relação à altura acima do solo, a entidade das rajadas em curtos períodos de tempo e os valores máximos ocorridos em séries históricas de dados com duração mínima de 20 anos. Também é importante conhecer a velocidade máxima do vento. Para poder utilizar a energia eólica, é necessário que tenha uma velocidade mínima de 12 km / h, e que não exceda os 65 km / h. As turbinas eólicas têm uma capacidade máxima que, se excedida, deve ser interrompida por segurança.

A energia eólica é usada através do uso de máquinas eólicas (ou moinhos de vento) capazes de transformar energia eólica em energia de rotação mecânica. A energia cinética obtida pode ser usada para dirigir diretamente máquinas operando ou para a produção de energia elétrica. Neste último caso, o sistema de conversão, que compreende um gerador cinético com seus sistemas de controle e conexão à rede elétrica, é conhecido como turbina eólica.

A baixa densidade de energia da energia eólica por unidade de área, resulta na necessidade de instalação de mais máquinas para a utilização dos recursos disponíveis. O exemplo mais comum de uma turbina eólica é representado pelos "parques eólicos" (turbinas vários vento baseados nos territórios conectados a uma única linha de conexão à rede elétrica nacional ou local).

Atualmente é utilizado, sobretudo, para turbinas eólicas. Nestes, a energia eólica move uma hélice e por meio de um sistema de transmissão mecânica, o rotor de um gerador, normalmente um alternador, que produz energia elétrica é girado. Para que uma instalação seja lucrativa, eles geralmente são agrupados em concentrações chamadas parques eólicos.

Turbinas eólicas

Pequenas turbinas eólicas

São usinas de pequeno porte, próprias para uso doméstico ou para integrar o consumo de energia elétrica de pequenas atividades econômicas tipicamente no modo autônomo, ou seja, na forma de geradores individuais, que são então conectados à rede elétrica com contribuição para a chamada geração. instalações distribuídas ou de armazenamento.

Em geral, estas usinas consistem em turbinas eólicas de eixo horizontal com um diâmetro de rotor de 3 a 20 metros e uma altura do cubo de 10 a 20 metros. Em geral, para pequenas turbinas eólicas entendemos sistemas com potência nominal entre 20 kW e 200 kW, enquanto que para micro energia eólica entendemos sistemas com potência nominal inferior a 20 kW.

Para estas pequenas centrais, o preço de instalação é mais elevado, atingindo cerca de 1500-3000 euros por kW instalado, uma vez que o mercado para este tipo de planta ainda é subdesenvolvido.

Turbinas eólicas de alta altitude

Existem inúmeros projetos, em sua maioria ainda em nível de protótipo, para a exploração de alta altitude a energia eólica, apontando para uma redução dos custos de produção de energia em comparação com sistemas de vento tradicionais. Uma turbina eólica de grande altitude é um conceito de design para uma turbina eólica está localizada no ar sem uma torre, beneficiando assim a velocidade do mais alto vento e quase constante em altitudes elevadas, evitando a despesa de torres de construção, ou necessidade de rotação de contatos ou mecanismos de guinada.

Os desafios para um projeto deste tipo incluem a garantia de ter uma suspensão segura capaz de manter turbinas centenas de metros do chão para ventos fortes e tempestades, transferindo a energia gerada para o chão. Atualmente, esses problemas enfrentam principalmente o recurso a tecnologias cada vez mais confiáveis ​​desenvolvidas no campo dos drones. Além disso, pode haver interferência na atividade de aviação.

Energia eólica magnética

Um desenvolvimento promissor de energia eólica é, vento -magnetic que ocorre com algum tipo de turbina magneto-vento, com o efeito de reduzir o atrito experimentado pelo eixo do rotor e pinhão de rotor principal, com uma eficiência notável e inferior custo de manutenção.

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Última revisão: 10 de abril de 2019