Uma turbina eólica é um moinho de vento que converte a energia cinética do vento em um movimento giratório para gerar eletricidade. Essas turbinas eólicas são um elemento essencial para a geração de energia eólica.
A energia eólica é uma fonte de energia renovável que produz energia elétrica graças à força do vento. As turbinas eólicas são projetadas de forma aerodinâmica para converter a força do vento em energia mecânica e posteriormente em eletricidade em um alternador.
Os parques eólicos são compostos por várias turbinas eólicas. A finalidade dos parques eólicos é a produção de energia elétrica para abastecê-la na rede elétrica.
A frequência fornecida à conexão de rede deve ser constante em 50 Hz na Europa e 60 Hz na América. A eletricidade produzida é enviada para uma série de conversores antes de alimentar a rede.
A vida útil das turbinas eólicas atualmente instaladas é de cerca de 25 anos.
Tipos de turbinas eólicas
Existem dois tipos de turbinas eólicas de acordo com a posição do eixo do rotor:
Turbinas eólicas de eixo horizontal: nas quais o rotor é orientado, ativa ou passivamente, paralelamente à direção de origem do vento.
Turbinas eólicas de eixo vertical: cuja orientação é independente da direção de origem do vento.
Gerador eólico de eixo horizontal
Um gerador eólico com eixo horizontal de rotação no solo é constituído por uma torre de aço com alturas entre 60 e 100 metros. No topo da torre existe uma gôndola onde estão localizados os elementos mais importantes da máquina:
As lâminas que captam a energia do vento. As lâminas têm entre 20 e 60 metros de comprimento.
O rotor converte a energia do vento em energia mecânica.
Uma caixa de engrenagens para alterar a velocidade angular e a relação de potência de forma a obter os valores ideais para o funcionamento do gerador elétrico. No entanto, algumas turbinas eólicas usam outras técnicas para fazer isso.
O gerador elétrico acionado pelo rotor que transforma a energia mecânica em eletricidade.
Este tipo de turbina eólica pode gerar energia altamente variável, que pode variar de alguns kW a 5 a 6 MW, dependendo do vento local e do clima.
As turbinas eólicas tradicionais têm, quase sem exceção, o eixo horizontal de rotação.
As pás deste tipo de turbina eólica são feitas de madeira ou poliéster ou epóxi reforçadas com fibra de vidro.
Gerador eólico de eixo vertical
Este tipo de moinho é caracterizado por possuir menos partes móveis em sua estrutura. Esta simplicidade confere-lhe uma elevada resistência às fortes rajadas de vento e a capacidade de tirar partido de qualquer direção do vento sem ter de se orientar constantemente.
As turbinas eólicas de eixo vertical são máquinas muito versáteis. Essas máquinas podem ser usadas tanto para uso doméstico quanto para a produção centralizada de eletricidade da ordem de megawatts. Uma única turbina atende às necessidades elétricas de cerca de 1.000 residências, em média.
A diferença substancial em comparação com as turbinas de eixo horizontal é a forte variação de torque nas pás durante a rotação. Essa variação causa grande fadiga e risco de quebra.
Qual é a velocidade máxima e mínima na qual uma turbina eólica pode operar?
A faixa de velocidade do vento está em uma média de 4 a 22 m / s.
Todas as turbinas eólicas requerem uma velocidade mínima do vento (corte) de 3 a 5 m / s para girar. Quando a velocidade atinge 12 a 14 m / s, ele pode fornecer energia elétrica.
Por outro lado, com ventos muito fortes de 20–25 m / s, o sistema de travagem bloqueia a turbina eólica por razões de segurança. O travamento pode ser feito com freios que travam o rotor ou girando as pás para modificar a aerodinâmica para que o vento não as empurre.
