Energia eólica

Denomina-se energia eólica a energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento). Seu aproveitamento ocorre por meio da

conversão da energia cinética de translação em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas eólicas, também denominadas

aerogeradores, para a geração de eletricidade, ou cataventos (e moinhos), para trabalhos mecânicos como bombeamento d’água.

Assim como a energia hidráulica, a energia eólica é utilizada há milhares de anos com as mesmas finalidades, a saber: bombeamento

de água, moagem de grãos e outras aplicações que envolvem energia mecânica. Para a geração de eletricidade, as primeiras

tentativas surgiram no final do século XIX, mas somente um século depois, com a crise internacional do petróleo (década

de 1970), é que houve interesse e investimentos suficientes para viabilizar o desenvolvimento e aplicação de equipamentos em

escala comercial.

Recentes desenvolvimentos tecnológicos (sistemas avançados de transmissão, melhor aerodinâmica, estratégias de controle e operação das

turbinas etc.) têm reduzido custos e melhorado o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos. O custo dos equipamentos, que era

um dos principais entraves ao aproveitamento comercial da energia eólica, reduziu-se significativamente nas últimas duas décadas. Projetos

eólicos em 2002, utilizando modernas turbinas eólicas em condições favoráveis, apresentaram custos na ordem de 820/kW instalado

e produção de energia a 4 cents/kWh (EWEA; GREENPEACE, 2003).

DISPONIBILIDADE DE RECURSOS

A avaliação do potencial eólico de uma região requer trabalhos sistemáticos

de coleta e análise de dados sobre a velocidade e o regime de ventos.

Geralmente, uma avaliação rigorosa requer levantamentos

específicos, mas dados coletados em aeroportos, estações meteorológicas

e outras aplicações similares podem fornecer uma primeira estimativa

do potencial bruto ou teórico de aproveitamento da energia eólica.

TECNOLOGIAS DE APROVEITA- MENTO – TURBINAS EÓLICAS

No início da utilização da energia eólica, surgiram turbinas de vários tipos

– eixo horizontal, eixo vertical, com apenas uma pá, com duas e três pás,

gerador de indução, gerador síncrono etc. Com o passar do tempo, consolidou-

se o projeto de turbinas eólicas com as seguintes características:

eixo de rotação horizontal, três pás, alinhamento ativo, gerador de indução

e estrutura não-flexível, como ilustrado na Figura 6.2 (CBEE, 2000).

Entretanto, algumas características desse projeto ainda geram polêmica,

como a utilização ou não do controle do ângulo de passo (pitch) das pás

para limitar a potência máxima gerada. A tendência atual é a combinação

das duas técnicas de controle de potência (stall e pitch) em pás que

podem variar o ângulo de passo para ajustar a potência gerada, sem, contudo,

utilizar esse mecanismo continuamente (WIND DIRECTIONS, 2000).

Quanto à capacidade de geração elétrica, as primeiras turbinas eólicas

desenvolvidas em escala comercial tinham potências nominais entre 10

kW e 50 kW. No início da década de 1990, a potência das máquinas aumentou

para a faixa de 100 kW a 300 kW. Em 1995, a maioria dos fabricantes

de grandes turbinas ofereciam modelos de 300 kW a 750 kW.

Em 1997, foram introduzidas comercialmente as turbinas eólicas de 1

MW e 1,5 MW, iniciando a geração de máquinas de grande porte. Em

1999 surgiram as primeiras turbinas eólicas de 2MW e hoje existem protótipos

de 3,6MW e 4,5MW sendo testados na Espanha e Alemanha. A

capacidade média das turbinas eólicas instaladas na Alemanha em 2002

foi de 1,4MW e na Espanha de 850kW. Atualmente, existem mais de

mil turbinas eólicas com potência nominal superior a 1 MW em funcionamento

no mundo (BOYLE, 1996; BTM, 2000; WINDPOWER, 2000;

WIND FORCE, 2003].

Quanto ao porte, as turbinas eólicas podem ser classificadas da seguinte

forma (Figura 6.3):

pequenas – potência nominal menor que 500 kW; médias

– potência nominal entre 500 kW e 1000 kW; e grandes – potência

nominal maior que 1 MW.

Nos últimos anos, as maiores inovações tecnológicas foram a utilização de

acionamento direto (sem multiplicador de velocidades), com geradores síncronos

e novos sistemas de controle que permitem o funcionamento das turbinas

em velocidade variável, com qualquer tipo de gerador. A tecnologia atual oferece

uma variedade de máquinas, segundo a aplicação ou local de instalação.

Quanto à aplicação, as turbinas podem ser conectadas à rede elétrica ou destinadas

ao suprimento de eletricidade a comunidades ou sistemas isolados. Em

relação ao local, a instalação pode ser feita em terra firme (como exemplo, turbina

de médio porte da Figura 6.3) ou off-shore (como exemplo, turbinas de

grande porte da Figura 6.3).