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A energia eólica como componente alternativo
Prefácio
Os moinhos de ventos são antigos amigos
e serviçais nossos, utilizando-se da energia dos ventos, isto é, eólica, para
realizar trabalhos de bombeamento d’água e e realizar trabalhos árduos para os
homens tais como moer grãos, gerar força para tracionar antigas mós, pedras
gigantes em forma de roda. Na Pérsia e antigos países dos séculos III, IV, V e
adiante, já eram utilizados moinhos de vento para bombear água para irrigação e
uso potável.
A produção da energia
eólica é uma conversão da energia cinética através de equipamentos previamente
calculados de modo a transformar a força dos ventos em força propulsora para o
gerador de energia elétrica.
Esse gerador é chamado
na prática e nos projetos como aerogerador que consiste num gerador elétrico
acoplado a um eixo que gira através de redutores e/ou multiplicadores da
energia cinética de modo a transformar a energia cinética desenvolvida, dentro
de um certo padrão de RPM (rotações por minuto) em energia elétrica pela
incidência dos ventos nas pás da turbina.
TIPOS DE GERADORES
Existem dois tipos de turbinas eólicas a
saber:
·
Vertical,
um sistema utilizado no início da geração de energia eólica e que nos dias de
hoje, foi abolido.
·
Horizontal,
hoje largamente utilizada pelos sistemas eólicos do planeta e é composta
essencialmente por um conjunto de duas ou três pás, com perfis com aerodinâmica
de alta eficiência além do baixo ruído gerado em relação ao sistema gerador com
maior numero de pás.
Estas
são impulsionadas por forças predominantes de sustentação e mantém a rotação
nos geradores que operam a velocidade variável do giro obtido pelas pás através
de um sistema mecânico intercambiável automaticamente e o pitch angular de passo das pás. Este recebe informação de
velocidade do vento, níveis de rotação do rotor e controla automaticamente a
velocidade do conjunto para garantir uma alta eficiência de conversão.
As equipes de engenharia de instalação de
turbinas eólicas, tem interesse em locais
cuja a velocidade
média anual dos ventos, esteja num mínimo de 3,5 a 3,6 m/s.
Estudos estatísticos calculam atualmente,
mais de 20 000 turbinas de grande porte em operação no mundo (principalmente nos
Estados Unidos) e na União Européia, espera-se a geração 10 % da energia
elétrica a partir do sistema eólico, até o decênio de 2030. O Brasil atua como produtor e exportador de equipamentos para
usinas eólicas, porém ainda não são muitas e nosso país perde esse grande
potencial presente em sua extensão territorial. Em 5 de julho de 2001, foi
instituído o Programa Emergencial de Energia Eólica – PROEÓLICA – Resolução Nº 24, da Câmara de Gestão da Crise de
Energia Elétrica – GCE.
Temos em destaque as seguintes
usinas:
·
Central Eólica
Experimental do Morro do Camelinho – MG: instalada em 1994, no Município de Gouveia – MG, e com capacidade
nominal de 1 MW, a central eólica do Morro do Camelinho foi a primeira usina
eólica do Brasil. O projeto foi realizado pela Companhia Energética de Minas
Gerais – CEMIG, com o apoio financeiro do governo alemão – Programa Eldorado. A
central é constituída por 4 turbinas de 250 kW, com rotor de 29 m de diâmetro e
torre de 30 m de altura. Em média, a geração de eletricidade é da ordem de
2.000 MWh por ano
· Usina Eólio-Elétrica de Palmas: é composta por cinco aerogeradores de 500 kW cada, totalizando 2,5 MW de potência instalada. Está situada na região de Horizonte, no Município de Palmas, ao sul do Estado do Paraná. A identificação do grande potencial eólico da região se deu através das medições de vento realizadas a partir de 1995 com o Projeto Ventar, coordenado pela Copel. A região selecionada para a usina é composta de campos naturais de grande altitude, onde sua implantação não impediu a continuidade das atividades agropastoris que ali vinham sendo desenvolvidas historicamente. A Usina de Palmas foi a primeira eólica da região sul do Brasil. A montagem de seus cinco aerogeradores foi feita no tempo recorde de uma semana, e entrou em operação em fevereiro de 1999. Foi implantada pela Centrais Eólicas do Paraná, da qual a Copel participava, inicialmente, com 30%. Em 2008 a Copel adquiriu 100% do controle dessa Empresa. Em janeiro de 2012, a Usina de Palmas passou efetivamente a fazer parte do parque gerador da Copel -- ocasião em que a Aneel aprovou a reversão da concessão para a Copel Geração S.A.
·
de Mucuripe (1,2MW) , a Central Eólica do Mucuripe, no Município de Fortaleza – CE,
que tinha potência instalada de 1.200 kW e estava desativada para ampliação de
sua capacidade de geração para 2.400 kW.
·
da Prainha (10MW) Central
Eólica de Prainha – CE: Localizada
no Município de Aquiraz – CE, a Central Eólica de Prainha (Figura 5.9) é o
maior parque eólico da América do Sul, com capacidade de 10 MW (20 turbinas de
500 kW). O projeto foi realizado pela Wobben Windpower e inaugurado em abril de
1999. As turbinas utilizam geradores síncronos, funcionam com velocidade
variável e com controle de potência por pitch (ângulo de passo das pás). As
torres são de aço, tubulares e com 45 m de altura. A proporção geração de
energia / demanda residencial é correspondente ao consumo de um município de
100 mil habitantes
·
Turbinas Eólicas
do Arquipélago de Fernando de Noronha-PE: a primeira turbina foi instalada em junho de 1992, sendo a
primeira turbina eólica de grande porte em operação comercial na América do
Sul. Esse projeto foi realizado pelo Grupo de Energia Eólica da Universidade
Federal de Pernambuco – UFPE, com financiamento do Folkecenter (um instituto de
pesquisas dinamarquês), em parceria com a Companhia Energética de Pernambuco –
CELPE. A turbina possui um gerador assíncrono de 75 kW, rotor de 17 m de
diâmetro e torre de 23 m de altura. Na época em que foi instalada, a geração de
eletricidade dessa turbina correspondia a cerca de 10% da energia gerada na
Ilha, proporcionando uma economia de aproximadamente 70.000 litros de óleo
diesel por ano. A turbina eólica continua em funcionamento e produz, de acordo
com a CELPE, uma média de 120 MWh por ano. A segunda turbina foi instalada em
maio de 2000 e entrou em operação em 2001. O projeto foi realizado pelo CBEE,
com a colaboração do RISØ National Laboratory da Dinamarca, e financiado pela
ANEEL. A turbina é composta de um gerador assíncrono de 225 kW, pás de 13 m de
comprimento, torre de 30 m de altura e sistema de controle especial. Na fase
experimental de funcionamento, produziu cerca de 60 MWh por mês. Juntas, as
duas turbinas geram até 25% da eletricidade consumida na ilha. Esses projetos
tornaram Fernando de Noronha o maior sistema híbrido eólico-diesel do Brasil.
Fonte: Ministério de Minas e Energia - Alguns parques eólicos em operação
PROJETOS E LICENÇAS
No Brasil, foram feitos estudos profundos na solução de
energia limpa e renovável e assim, dentro desse contexto, foram estudadas possibilidades
de aproveitamento do parque eólico existente, possibilidades de financiamento
nacional e multinacional de construção de mais parques de energia eólica bem
como outorgadas licenças imediatas no sentido a promover o avanço tecnológico
nessa área dentro do Brasil. Foram outorgadas:
Pq. Eól.de Beberibe Fuhrmet Energy do Brasil Beberibe – CE 25MW
Pécem CPL
Participações Caucaia – CE 25MW
CE-7 Icapuí Energia
Ren. do Brasil Aracati – CE 30MW
Pecém SIIF
Energias do Brasil Caucaia – CE 31MW
Quintanilha Machado SIIF Energias do Brasil Ar. do Cabo-RJ 40MW
RN-18 S. Feiticeiro Energ Renov. do Brasil Lajes – RN 40MW
Volta do Rio CPL
Participações Acaraú – CE 42MW
Pecém Fuhrlander
Em. Brasil S. Gonç.
Am.-CE 46MW
CE-10 Acaraú Energia
Ren. do Brasil Acaraú-CE 50MW
CE-4 Lagoinha “
“ “ “ “ “ “ “ “ “ Paraipaba – CE 50MW
RN-15 Rio do Fogo “
“ “ “ “ “ “ “ “ “ Maxaranguape-CE 50MW
RN20- S. do Mossoró “
“ “ “ “ “ “ “ “ “ Mossoró
– RN 50MW
RN-3 Gameleira “ “ “ “
“ “ “ “ “ “ Touros
– RN 50MW
Essas 13 outorgações são parte da lista de outorgados
composta de 38 licenças iniciais sendo desta lista, as empresas mais fortes e que maior número de outorgas receberam, seguem:
- · Energias Renováveis do Brasil e,
- · SIIF Energias do Brasil Ltda
Louvável os esforços do governo
brasileiro em incentivar os setores elétricos do Brasil de forma a reduzir
impactos de cortes súbitos de energia e os famosos e inesperados apagões e essa
ação conjunta destaca o interesse de empreendedores da área energética, nacionais
e internacionais. Em julho de 2001, foi instituído o
Programa Emergencial de Energia Eólica – PROEÓLICA – Resolução Nº 24, da Câmara
de Gestão da Crise de Energia Elétrica – GCE, cujo o objetivo era o de agregar
ao sistema elétrico nacional 1,05 GW ( gigawatts ) de energia eólica até o
final de 2003.
Principais benefícios previstos no Proeólica
· Garantia de compra da
energia gerada por um prazo mínimo de 15 anos e preços baseados no valor
normativo estabelecido pela ANEEL (Res. Nº 22, de Fev / 2001).
·
Fator importante para
estimular o uso da energia eólica no Brasil:
A
criação do Programa de Incentivo ao Uso de Fontes Alternativas de Energia
Elétrica (PROINFA).
PRINCIPIOS E NÍVEL TÉCNICO DE GERAÇÃO DE
ENERGIA EÓLICA
A IMPORTÂNCIA
DA ALTURA FÍSICA DA TURBINA
Na instalação da turbina, deve-se levar em conta a máx aplicável de que, quanto mais alta seja a instalação, melhor será o rendimento porque a potência do vento em função da altura, varia nas seguintes proporções:
Na instalação da turbina, deve-se levar em conta a máx aplicável de que, quanto mais alta seja a instalação, melhor será o rendimento porque a potência do vento em função da altura, varia nas seguintes proporções:
V0 - Velocidade em m/s à altura de referência h0 do solo |
α - Coeficiente
característico do local; entre 0,1 e 0,4
Fatores
diferentes para diferentes locais é a regra. Com base nessa regra pode-se criar
um gráfico aproximado partindo do fator-base 0,1.
.
.
Produzindo
a energia.
A energia cinética, resultante das deslocações de massas de ar nas pás de um aerogerador ou aeromotor, transformará obrigatóriamente em:
- · Energia elétrica através de turbinas eólicas ou aerogeradores
- · Energia mecânica através de aeromotores
A potência mecânica (P) numa turbina depende exclusivamente (fator cúbico) da velocidade do turbilhão de ar que passa através
dela, de modo que P é variável com a
intensidade e a direção do vento.
A potência do vento que passa perpendicularmente
através de uma área circular define P
como:
P = 1/2 (v3 r2) onde:
P = potência média do vento em Watts [W]
(rho)
= densidade do ar seco = 1,225 kg/m3 (PTN)
v = velocidade média do vento [m/s]
(pi) = 3.1415926535...
r = raio do rotor em m
[metros]
Porém,
esta energia não tem como ser totalmente recuperada pelo aerogerador, pois terá
que evacuar-se o ar turbinado;
Para que tenha-se um
cálculo preciso, é introduzido o coeficiente Cp no cálculo da potência que ficará da seguinte forma:
P = 1/2 (v3 r2Cp)
A teoria de Betz é a base de cálculo do
coeficiente Cp e caracteriza o nível de rendimento de uma turbina
eólica; pode ser determinado pela razão:
Limite de Betz
O limite de Betz indica que, mesmo para
os melhores aproveitamentos eólicos (turbinas de 2 ou 3 pás de eixo
horizontal), recupera-se apenas um máximo de 59% da energia do vento, o que
significa que Cp máx (teórico) é
0,59. Para uma aplicação real, este coeficiente é da ordem de 0,3 a 0,4 no
máximo. A teoria de Betz coloca em
modelo a passagem do ar antes e após a turbina, por um tubo de corrente onde:
Armazenamento da Energia Elétrica (Energia
Eólica)
A energia
eólica produzida, tem uma grande variedade de
aproveitamento para outros usos onde pode ser convertida em energia mecânica,
de tração estacionária, nestes casos, chamada de aeromotora e aerogeradora no
caso de geração de energia elétrica
Muito
se fala sobre energia eólica, porém pouco se fala sobre como pode utilizada;
Leva-se em consideração a força dos ventos aplicada nas pás de uma turbina
eólica que por sua vez produzirá uma energia cinética aplicável em diversos
outros sistemas secundários, entre eles o da geração de energia. Também temos que, hoje a energia eólica
apresenta resultados acima da expectativa na produção de energia limpa. Existem
fatores que devem ser considerados tais como a calmaria dos ventos onde não é
produzida energia suficiente para o regime de carga em demanda. Nestes casos,
há de prover um sistema de armazenamento constante para que não gere
interrupções do serviço agregado aos geradores.
Inicialmente,
quando é feito um estudo da área de instalação dos geradores, os
desenvolvedores do projeto, assim como o corpo de engenharia envolvido, tem uma
previsão dos “altos” e “baixos” das correntes aéreas. Levando em consideração
que um gerador ou alternador tem seu inicio de geração de energia aos 600rpm (
rotações por minuto ) e suponha-se que um aerogerador tenha esse mesmo regime
de rotações então é de prudência manter o sistema auxiliar de armazenamento .
São usados sistemas
auxiliares para armazená-la sob outras formas. Segue os sistemas comumente
utilizados:
·
Bateria: a bateria é um conjunto de células eletroquímicas capazes
de armazenar energia elétrica sob a forma de energia de reação química. Temos atualmente um único tipo de bateria
eletroquímica com capacidade de regeneração aplicável para o dito
armazenamento: as recarregáveis. Estas
baterias oferecem a possibilidade de reverter as reações de oxidação-redução
dos componentes químicos da bateria para que se possa gerar energia novamente,
portanto, considerando a tensão e corrente gerada pelo aerogerador, há de se
prover o sistema de armazenamento com um sistema regulador de tensão e corrente
de forma que mantenha o parque auxiliar de energia pronto para uso. Esse
regulador tem por prover a tensão e corrente necessária para o parque e ao
mesmo tempo regular para um regime mínimo de carga quando totalmente carregado
e pronto para uso quando necessário.
Abaixo é mostrado um diagrama muito básico daquilo que se propõe a
regular com precisão o parque auxiliar de armazenamento:
Fig. 2. Sugestão em blocos de um regulador de tensão
Outros
meios de armazenamento:
·
Geração de H2: Convertida e armazenada
sob a forma de energia química de hidrogênio.. Existem três formas diferentes
de armazenar este processo:
·
comprimido e engarrafado,
·
liquefeito
·
absorvido em hidratos metálicos.
·
Calor: sob a forma de calor
(energia térmica) feito com o uso de resistores. Os resistores se aquecem
liberando calor para aquecer água armazenada em um recipiente que gera um vapor
posteriormente armazenado.
·
E por outros meios menos práticos e portanto diante da tecnologia
avançada, menos aplicáveis.
A energia eólica e seus custos
CUSTO DE CONSTRUÇÃO DE
TURBINAS EÓLICAS
O custo de
construção de uma turbina eólica varia de acordo com o tipo e tamanho da
turbina que estará construindo. Pode ser grande, médio ou pequeno. A instalação
de um gerador de energia eólica doméstico em moeda nacional, pode custar em
torno de R$ 8.000,00 ( U$ 4.400,00 ) No
entanto, fazer um gerador eólico doméstico de modelo simples e com projeto ao
estilo dos antigos, custa muito menos. Para fins comerciais e projetos
energéticos governamentais, as turbinas eólicas tem um poder de geração da
ordem de 2 MW e pode ter um custo orçado entre 1,5 a 3 milhões de dólares.
Estes custos tornam-se astronômicos devido aos fatores que envolvem
instalações, construção, custo de transporte, fabricação de transformadores e
reguladores de alta potência, localização e manutenção. A eficiência obtida
dependerá em muito do tipo da turbina, sua localização e o próprio estilo ou
design do projeto como um todo. Em certos casos, uma turbina de 2 MW poderá
fácil ultrapassar os 4,5 milhões de dólares. Em cada instalação, seja única ou
em parque gerador, o trabalho do corpo de engenharia que envolve os diversos
ângulos do projeto tem para desenvolver a turbina com eficiência ao longo de
seu tempo útil de trabalho é algo incomensurável. Tendo em pauta que a
eficiência de um gerador eólico tem o seu coeficiente taxado em 0,59, ou seja,
não atinge 60% da força eólica aplicada e que transforma esse movimento em uma
energia cinética aproveitável de máximos 80%, há de se estudar muito a
aerodinâmica do corpo da turbina assim como também de suas pás, elemento principal
da turbina eólica.
Os dois
tipos, a turbina HAWT:
·
com eixo horizontal são muito eficientes em ventos médios e
fortes enquanto as
·
turbinas VAWT, de eixo vertical, aproveitam com eficiência a
força dos ventos de moderados a fracos. Seu ponto deficiente é não ter um bom
retorno em grande escala de geração.
AS TURBINAS DO TIPO SAVONIUS E ASPECTOS DA DARRIEUS
. Funcionamento da Turbina Eólica de
Eixo Vertical
A energia eólica surge devido aos raios do Sol, que
mais fortes no equador do que nas regiões polares, causam o aquecimento do ar
tropical que se eleva, cedendo lugar ao ar polar mais frio, que se move para
tomar-lhe o lugar.
Esse fluxo é constantemente perturbado pela rotação da
Terra e por condições atmosféricas locais. O resultado é o vento (energia
eólica) A energia eólica é uma abundante
fonte de energia renovável, a mais limpa e disponível. Ela é usada desde a antiguidade para movimentar
barcos à vela, moagem de grãos, captação de água. A utilização desta fonte
energética para a geração de eletricidade, em escala comercial, teve início há
pouco mais de 30 anos e através de conhecimentos da indústria aeronáutica, os
equipamentos para geração eólica evoluíram rapidamente, em termos de ideias e conceitos preliminares
para produtos de alta tecnologia.
No início da década de 70, com a crise mundial do
petróleo, houve um grande interesse de países europeus e dos Estados Unidos em
desenvolver equipamentos para a produção de eletricidade que ajudassem a
diminuir a dependência do petróleo e do carvão.
Turbina eólica
ou aerogerador, é uma máquina eólica que
absorve parte da potência cinética do vento através de um rotor aerodinâmico,
convertendo em potência mecânica de eixo (torque x rotação), a qual é
convertida em potência elétrica (tensão
x corrente).
A turbina eólica pode extrair energia cinética somente
do ar que passa através da área interceptada pelas pás rotativas.
A turbina eólica de eixo vertical (TEEV) é composta pelo rotor, base que o sustenta,
multiplicador (transmissão) e pelo gerador elétrico. Turbina Eólica de Eixo
Vertical (TEEV): o eixo é montado na vertical, perpendicularmente ao solo e
aproveita o vento que vem de qualquer direção (nenhum ajuste é necessário
quando a direção do vento muda). Todos os seus equipamentos se encontram ao
nível do solo, o que facilita a instalação e serviços. Mas isso significa uma
área de base maior para a turbina, o que é uma grande desvantagem em áreas de
cultivo. 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 para sustentação, pois assim a elevação do
rotor é menor. Como menor elevação significa menor velocidade do vento devido à
interferência do solo, as TEEV geralmente são menos eficientes que as Turbinas
Eólicas de Eixo Horizontal (TEEH) .
As TEEV apresentam o fato de suas pás, devido ao movimento
de rotação, terem constantemente alterado os ângulos de ataque e de
deslocamento em relação à direção do vento, gerando forças resultantes
alternadas, o que além de limitar o seu rendimento, causa vibrações acentuadas
em toda a sua estrutura.
Diagrama básico da turbina eólica HAWT ( TEEH )
Turbina eólica HAWT ( TEEH ) montada num parque marítimo
Aspecto de uma turbina eólica de eixo
vertical (TEEV) modelo SAVONIUS
Turbina Eólica do tipo TEEV, construção no projeto Darrieus
Projeto original da turbina eólica do tipo TEEV SAVONIUS
As TEEV podem ser usadas para eletrificação em zonas
rurais, recargas de baterias, bombeamento de água e irrigação, moagem de cereais. Dos aerogeradores com o eixo vertical
tem-se os modelos de rotor Darrieus e Savonius que são os mais usados, e com torre
de vórtice.
Rotor Savonius - é uma turbina de baixa rotação e alto
torque a qual pode trabalhar com baixas velocidades do vento predominando no
seu funcionamento as forças de arrasto.
Suas pás são formadas por semi-cilindros operando como
um anemômetro de conchas. Podem ser
utilizadas junto às turbinas Darrieus para fornecer o torque de partida. Sua eficiência
é baixa, seu rendimento mecânico máximo pode atingir 31% contra os 59%
apresentados pelas turbinas TEEH.
Apresenta sua curva
de rendimento em relação a velocidade
próxima à do rotor de multipás de eixo horizontal,
mas numa faixa mais estreita e de menor amplitude. Seu uso é mais indicado para
aeromotores, principalmente para pequenos sistemas de bombeamento de água, onde
o custo final devido a simplicidade do sistema de transmissão e construção do
rotor propriamente dito, podem compensar seu menor rendimento.
Dinamarca, pioneira na tecnologia moderna de energia
eólica
A Dinamarca é
a nação pioneira e representa a maior potência eólica do mundo. Os
dinamarqueses foram os pioneiros no desenvolvimento de energia eólica comercial
durante a década de 1970 e hoje quase a metade das turbinas eólicas em todo o
mundo são fabricadas pela indústria dinamarquesa, quer pela qualidade, quer
pela experiência adquirida ao longo destes longos anos dedicados ao segmento.
A energia eólica é muito importante na Dinamarca, porque é
uma energia verde, limpa e renovável. Escandinavos são conhecidos por suas
avançadas políticas ambientais e de energia eólica tem dado os dinamarqueses
uma forma de reduzir sua dependência de combustíveis poluentes:
· 20% do consumo de
eletricidade da Dinamarca é coberto por energia limpa produzida em parques
eólicos dinamarqueses. Às vezes, o fornecimento de energia eólica é capaz
de cobrir o consumo total de eletricidade de todo o setor oeste da
Dinamarca.
A Indústria de energia eólica cria as turbinas WelfareWind
e são muito populares na Dinamarca. Segundo pesquisas de opinião pública
realizada na Dinamarca, 86% da energia eólica recebem total apoio quando
comparado com as fontes de combustível existentes. As pesquisas também
mostram que o envolvimento direto do público em geral em projetos de geração
eólica contribuiu para aumentar a aprovação local.
Propriedade privada turbinas eólicas
Pelo menos 150.000 dinamarqueses já investiram em energia eólica e turbinas eólicas próprias ou ações de cooperativas pró turbinas. A Dinamarca tem cerca de 5.500 turbinas eólicas, das quais, 75% são de propriedade privada pelo sistema de cooperativas locais. A maioria dos empregos criados pela indústria eólica dinamarquesa é essencialmente situada em zonas pouco povoadas do país, contribuindo de forma importante para o bem-estar de algumas economias rurais.
Os
bons ventos da sustentabilidade
Imagine um concurso
entre pequenas cidades cujo objetivo seja premiar a que apresente o melhor
projeto para reduzir suas emissões de carbono e aumentar a geração de energia
renovável. Uma delas então se propõe a resolver essa equação em apenas 10 anos,
e vence. Por onde o trabalho começaria?
Essa foi a pergunta que os 4.100 habitantes da ilha dinamarquesa
de Samso se fizeram ao saber que haviam ganhado uma competição parecida com a
da hipótese acima, promovida pelo governo da Dinamarca em 1997 e disputada por
cinco ilhas (Laeso, Samso, Aero e Mon) e uma península (Thyholm). “Quando o
projeto ganhou, ninguém na ilha acreditou”, revela Jesper Kjems, ex-jornalista
freelance em Copenhague (Dinamarca) e hoje porta-voz das atividades de Samso.
“Eles não tinham ideia de como realizá-lo e tiveram que contratar urgentemente
uma empresa para prestar consultoria. ( Matéria de Clarissa Vasconcellos )
O projeto que caiu nas graças do governo propunha o fechamento
de usinas de combustível fóssil de Samso e a instalação de fazendas eólicas,
painéis solares e usinas de queima de biomassa na ilha. Um detalhe fundamental
costurava as ideias: era necessária a colaboração ativa dos habitantes. “Posso
parecer romântico, mas eu acredito que existam pessoas dispostas a fazer algo
junto pela comunidade em vez de esperar a ação das autoridades”, diz Soren
Harmensen, conselheiro do Gabinete de Energia e Meio Ambiente de Samso.
Entretanto, Kjems revela
que “não foi um processo fácil”. Havia tanto fazendeiros que não queriam
moinhos de geração de energia eólica em suas terras (muitos reclamam do
barulho) quanto outros que brigavam para que as engenhocas fossem instaladas em
suas propriedades.
Cerca de 450 habitantes
toparam investir nas propostas de energia limpa, de forma individual ou por
meio de cooperativas. Cada um dos onze moinhos que ficam em terra firme custa
em média um milhão de dólares (quase dois milhões de Reais), soma que, segundo
Kjems, se recupera em seis ou sete anos – já que eles têm vida útil de 20 anos
em média. Os dez moinhos instalados no mar são mais caros. Metade deles
pertence a cooperativas ou habitantes da ilha – os outros cinco são do governo local.
Fontes
renováveis e promissoras
Hoje, a ilha de Samso comemora que do total de consumo de sua eletricidade e em média, 75% de seu
aquecimento provêm de fontes de energia limpa. A ilha emitia sozinha, cerca de 45 a 50 mil
toneladas de dióxido de carbono anuais e dependia de combustível orgânico e de
eletricidade gerada pelo sistema térmico pela queima do carvão importados do continente. Agora,
Samso está com emissão zero de poluentes e ainda exporta a sobra de energia produzida para
outras partes da Dinamarca. Essa produção extra evita que cerca de 15 mil
toneladas de dióxido de carbono sejam despejadas na atmosfera.
Além do CO 2 neutro, as
mudanças implantadas geraram mais empregos, crescimento da economia local e
independência e democracia energéticas. As principais atividades econômicas da
ilha ainda são, nessa ordem, agricultura (é famosa por seus morangos e suas
batatas) e turismo (os vikings construíram canais e navios na região), mas a
produção de energia já aparece em terceiro lugar.
Agora os habitantes de
Samso se perguntam o que poderá acontecer nos próximos dez anos. Uma das
medidas previstas é a implantação de carros elétricos, iniciativa que gera
polêmica, já que o governo dinamarquês arrecada altas somas com a taxação de
veículos. “Compensamos a emissão dos gases dos carros com o excedente de
energia eólica que exportamos ao continente”, pondera Soren Harmensen,
conselheiro do Gabinete de Energia e Meio Ambiente de Samso.
Uma das principais dúvidas é como passar
adiante o modelo adotado na ilha. Além da participação da população, a
substituição da matriz energética requer um orçamento generoso. No caso de
Samso, foram foram algo em torno 500 milhões de coroas dinamarquesas (cerca de 180 milhões de
Reais), provenientes do governo da Dinamarca, empresários locais e membros de
cooperativas.
Essa união que fez a
força e a energia já atraiu nos últimos meses dezenas de meios de comunicação
internacionais a Samso. O destaque na mídia estimulou a visita de
representantes de universidades do Japão, Estados Unidos e outros países da
Europa, assim como de empresas relacionadas com energia limpa, para beber da
expertise dessa ilha.
Antes da revoada
jornalística, a população da Dinamarca praticamente não falava de Samso. “Hoje
eles acham o projeto inspirador, mas não podemos esquecer que é apenas mais um
dos muitos da Dinamarca”, explica Kjems, lembrando também que sua nação pode se
vangloriar de ser a que menos consome energia na União Europeia.
Há pouco mais de 30
anos, porém, o país que sediou a Cúpula Internacional Empresarial sobre
Mudanças Climáticas – evento preparatório para a 15ª Conferência das Partes da
Convenção-Quadro da ONU sobre Mudanças Climáticas (COP15) – chegou a ser 97%
dependente de petróleo. Mas a crise de 1973 obrigou a Dinamarca a adotar
medidas drásticas de redução de energia (como proibir a circulação de carros
aos domingos) e reinventar sua produção. Hoje, o segundo país da Europa com
mais bicicletas (só perde para Holanda) conta com 5 mil moinhos (que produzem
20% do total de sua energia) e é responsável por 1/3 das exportações de
turbinas eólicas no mundo.
Para conhecer de perto a
experiência de Samso, os visitantes devem enfrentar quatro horas de viagem,
partindo de Copenhague. Durante o trecho marítimo, pouco antes de chegar à
ilha, os passageiros se surpreendem com a imagem que de repente aponta no mar.
No meio do nada, cercados de brumas e maresia, dez moinhos de energia eólica
giram, criando uma paisagem insólita, digna de um filme de ficção científica.
Só que de ilha da fantasia, Samso não tem nada. Mais alguns dias e teremos novas postagens Até lá....
PERSPECTIVAS 2011 - 2014
Energia eólica no Brasil deve crescer 600% em três anos
25/11/2011 09:33 - Portal Brasil
A energia eólica ocupa a condição de fonte renovável com maior potencial de crescimento no Brasil entre os anos de 2011 e 2014, segundo cálculos da Empresa de Pesquisa Energética (EPE), do Ministério de Minas e Energia. O País conta atualmente com 1.000 megawatts instalados. Os estímulos governamentais ao setor, aliados ao mecanismo de leilões de energia realizados nos últimos anos, podem levar o Brasil a atingir, até 2014, a capacidade instalada de 7.000 megawatts de energia eólica. Isso representa um crescimento de 600% em relação a 2011.
O aumento da participação da energia eólica no total gerado em território brasileiro contribui para manter a matriz limpa e fortalecer a economia de baixo carbono, avalia o presidente da EPE, Maurício Tolmasquim. “Além de ampliar a produção, os leilões proporcionaram ao Brasil contratar a energia eólica ao menor preço entre todos os países do mundo”, afirma.
O diagnóstico de potencial eólico no País chega a 130 mil megawatts, se considerados os geradores de 70 metros de altura. Alguns estudos apontam que no caso do uso dos novos geradores de 100 metros de altura, esse potencial poderá dobrar.
O modelo energético do Brasil, baseado em energias renováveis, ganhará mais força com o crescimento do uso da energia eólica, tendo em vista seu caráter complementar à base hidrelétrica da matriz brasileira. Quando os parques eólicos estão gerando energia, é possível estocar água nos reservatórios. Quando diminuem os ventos, a água acumulada no reservatório gera energia nas usinas hidrelétricas. Nesse ciclo, a produção é sustentável e apresenta baixos índices de emissões.
Leilões
A energia eólica experimenta uma rápida expansão no Brasil desde a adoção, em 2009, dos leilões pelo menor preço para a contratação de projetos de geração de energia eólica. Os primeiros projetos do setor foram impulsionados a partir de 2004, com o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa), que contratou energia proveniente de 54 parques eólicos com preços subsidiados.
De 2005 em diante, quando foi instaurado o Novo Modelo do Setor Elétrico Brasileiro, o País adotou o modelo de leilões pelo menor preço para a contratação de projetos de geração de energia elétrica. Contudo, até 2008, os projetos eólicos apresentavam baixa competitividade frente às demais fontes.
Apenas em 2009, quando o Governo Federal realizou um leilão exclusivo para a fonte eólica,com regras de remuneração específicas, o setor se tornou competitivo. Desde então, a geração originada pelos ventos tem se destacado nos leilões.
Prós e contras na geração de energia eólica
Prós e contras na geração de energia eólica
Usualmente, a geração
elétrica se inicia com velocidades de vento de 2,5 a 3,0m/s; abaixo disso, o
conteúdo energético do vento não
justifica aproveitamento Æ velocidade de corte inferior = 2,5 m/s (9 km/h).
• Velocidades
superiores a 15,0 m/s (55 km/h)ativam os sistemas de limitação de potência da
máquina, que pode ser por controle de ângulo de passo das pás ou por estol
aerodinâmico, dependendo do modelo de turbina Æ velocidade de corte superior =
24 m/s (86 km/h). No intervalo de 15 a 24 m/s os sistemas de limitação não
permitem a aceleração do rotor e a potência permanece no limite. Notar também
que o tempo de existência de ventos com essas velocidades é muito pequeno.
CONTROLE E GESTÃO DE
ENERGIA:
TURBINAS EOLICAS SÃO PROJETADAS PARA PRODUZIR MAXIMA POTÊNCIA EM TORNO DE 15 m/s. (55 km/h), (NÃO COMPENSA PARA VELOCIDADES MAIORES EM VIRTUDE DA NÃO OCORRÊNCIA DE VENTOS CONSTANTES COM ESSA VELOCIDADE).
EM CASO DE VENTOS MAIS FORTES, É NECESSÁRIO DISSIPAR O EXCESSO DE ENERGIA E EVITAR DANOS ÀS TURBINAS E TORRES.
A DISSIPAÇÃO SE FAZ ATRAVÉS DE UM DOS DOIS CONTROLES:
O CONTROLE PITCH (PASSO DE PÁS MÓVEIS)
AS PÁS SÃO MOVIDAS E AJUSTADAS DE MODO A APROVEITAR OU DISPERSAR A ENERGIA DOS VENTOS;
CONTROLE STALL (ESTOL – SUSTENTAÇÃO DAS PÁS FIXAS)
A GEOMETRIA DO PERFIL DAS PÁS FIXAS DO ROTOR É TAL QUE NOS MOMENTOS EM QUE A VELOCIDADE DO VENTO SE TORNE MUITO ELEVADA, SEJA CRIADA TURBUÊNCIA E A PÁ ENTRA EM PERDA, (PERDENDO SUSTENTAÇÃO). SEM SUSTENTAÇÃO, O ROTOR DEIXA DE ACELERAR.
(NO CASO DO AVIÃO – NÃO PLANA E CONSEQUENTEMENTE CAI).
OBS. EXISTEM OUTROS TIPOS DE CONTROLES:
· CONTROLE E GESTÃO DE ENERGIA.
· PASSOS NO PLANEJAMENTO E DESENVOLVIMENTO DE UM SISTEMA DE ENERGIA EÓLICA.
· AVALIAR O LOCAL PARA A FONTE DE VENTO E AVALIAR AS NECESSIDADES ENERGÉTICAS PARA SELECIONAR O TIPO DE HÉLICE.
· CALCULAR O TAMANHO DA HÉLICE : SELECIONAR PARTES INTEGRANTES DA HÉLICE.
· SELECIONAR TORRE E OUTROS COMPONENTES
· AVALIAR OS CUSTOS DO SISTEMA
· AVALIAR TODO O PROJETO
· DESENHO FINAL DO SISTEMA
· AVALIAR AS MEDIDAS DE CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
· REFINAR O DESENHO DO SISTEMA
·
IMPACTO AMBIENTAL, SOCIAL E LEGAL
ENERGIA EÓLICA PARA PRODUÇÃO DE ENERGIA
ELÉTRICA
PONTOS NEGATIVOS
• estéticos
– as turbinas de grande porte são objetos de muita visibilidade;
• ruído
– as turbinas de grande porte geram ruído audível significativo, que é
proveniente de duas fontes: o próprio
fluxo de ar nas pás e os mecanismos
(gerador, caixa de redução, etc);
• sombras/reflexos
– as pás das turbinas produzem sombras e/ou reflexos
móveis;
• interferências
eletromagnéticas – transmissão de
rádio, TV e
telecomunicações;
• aves
– em fazendas eólicas podem ocorrer mortalidade de aves por impacto
nas pás das turbinas;
POSITIVOS: É RENOVÁVEL E NÃO PRODUZ LIXO DE NENHUMA
ESPÉCIE.
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