Energia Eólica

Energia eólica é a transformação da energia do vento em energia útil, tal como na utilização de aerogeradores para produzir eletricidade, moinhos de vento para produzir energia mecânica ou velas para impulsionar veleiros. A energia eólica, enquanto alternativa aos combustíveis fósseis, é renovável, está permanentemente disponível, pode ser produzida em qualquer região, é limpa, não produz gases de efeito de estufa durante a produção e requer menos terreno. O impacto ambiental é geralmente menos problemático do que o de outras fontes de energia.

1. A energia alternativa é a energia que vem
de recursos naturais como sol, vento,
chuva, marés e energia geotérmica, que
são recursos renováveis, naturalmente
reabastecidos. A geração de energia
eólica está crescendo à taxa de 30% ao
ano, com uma capacidade instalada a
nível mundial de 157,9 mil MW, e é
amplamente utilizada na Europa, Ásia e
nos Estados Unidos. Mas, você sabe o que
é, e no que consiste este tipo de
inovação?
Fontes
Alternativas
de Energia
Elétrica:
Energia Eólica
Turma: 1° ano - Informática
Alunos: Alexandre Barreto, Gabriel Resende,
Janaina Soares, Marcossuel Assis, Melanie
Cristine, Rafael Vilela e Thaís Menezes.
IFTM – Campus Ituiutaba

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Fontes Alternativas de Energia Elétrica – Energia Eólica
Alexandre Barreto, Gabriel Resende Miranda, Janaina Soares, Marcossuel Assis,
Melanie Cristine, Rafael Vilela, Thaís Menezes
{alexandre__barreto, janatorres1304, marcossuel.assis,
melanie.cristine, rafael.curujinha, thaismenezes96}@hotmail.com ;
[email protected]


Sumário

Introdução ......................................................................................................................... 2
Definição .......................................................................................................................... 3
Processos de Geração ....................................................................................................... 3
Conversão em Energia Mecânica ..................................................................................... 6
Moinhos de vento ............................................................................................................. 6
Barcos à vela .................................................................................................................... 7
Bomba Hidráulica ............................................................................................................ 8
Compressor Mecânico ...................................................................................................... 8
Calor (efeito-joule) ........................................................................................................... 9
Volante Mecânico ............................................................................................................. 9
Conversão em Energia Elétrica ........................................................................................ 9
Turbinas Eólicas ............................................................................................................. 10
Estruturas da Turbina de Geração Eólica ....................................................................... 11
Turbinas Eólicas de Eixo Horizontal - (TEEH).............................................................. 12
Turbinas Eólicas de Eixo Vertical - (TEEV) ................................................................. 14
Utilização da Energia Eólica no Brasil .......................................................................... 15
Turbinas Eólicas em Fernando de Noronha (PE) .......................................................... 17
Central Eólica Experimental do Morro do Camelinho (MG) ........................................ 17
Central Eólica de Prainha (CE) ...................................................................................... 17
Vantagens e Desvantagens ............................................................................................. 18
Poste Eólico .................................................................................................................... 19
Metodologia ................................................................................................................... 22
Referências ..................................................................................................................... 22

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Introdução

Denomina-se energia eólica a energia cinética contida nas massas de ar em
movimento (vento). Seu aproveitamento ocorre por meio de 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 cata-ventos para trabalhos mecânicos, bastante utilizados nos
países baixos como uma crescente fonte de energia elétrica.

Assim como a energia hidráulica, a energia eólica é utilizada há milhares de
anos com as mesmas finalidades, como o 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.

A primeira turbina eólica comercial ligada à rede elétrica pública foi instalada
em 1976, na Dinamarca. Atualmente, existem mais de 30 mil turbinas eólicas
em operação no mundo. Em 1991, a Associação Europeia de Energia Eólica
estabeleceu como metas a instalação de 4.000 MW de energia eólica na
Europa até o ano 2000 e 11.500 MW até o ano 2005.
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 (Greenpeace. 2003).

Este trabalho possui o intuito de mostrar como este tipo de energia é extraída e
como é utilizada amplamente por todo o mundo.
Procuramos focar no desenvolvimento eólico no Brasil, que infelizmente é
bastante inferior à países de 1° mundo, pois estes já possuem um certo nível de
entendimento em relação à necessidade do investimento em fontes alternativas
de produção energética para o país.

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Definição

Energia eólica é aquela gerada pelo vento. Desde a antiguidade este tipo de energia é
utilizado pelo homem, principalmente nas embarcações e moinhos. Atualmente, a
energia eólica, embora pouco utilizada, é considerada uma importante fonte de energia
por se tratar de uma fonte limpa (não gera poluição e não agride o meio ambiente).
O termo eólico vem do latim aeolicus, relativo à Éolo, deus grego dos ventos.

Processos de Geração

Ocorre por meio da conversão da energia cinética de translação em energia cinética
de rotação, com o emprego de turbinas eólicas (aerogeradores) em formato de “cata-
vento”, que são colocadas em locais abertos e com boa quantidade de vento, para a
geração de eletricidade.
Estes locais são conhecidos como Parques Eólicos (também chamados de Usinas
Eólicas), e geralmente estão localizados em zonas isoladas terrestres ou ao meio de
grandes extensões de águas, devido a constantes ventanias ocorridas nos mares.
Atualmente há 45 usinas eólicas em operação no Brasil, e que somam 794,334 MW
de potência instalada. Isso representa aproximadamente 0,7% da matriz de energia
elétrica brasileira.
O maior centro de geração de energia eólica do país atualmente é o Parque eólico de
Osório, localizado no Rio Grande do Sul, com a capacidade de gerar até 150 MW. Mas
Éolo, filho de Hipotas, era o
senhor da ilha Eólia, e era
querido dos deuses imortais. Ele
morava em uma ilha flutuante,
cercada por muralhas de bronze
inquebrável; ele tinha seis filhos
e seis filhas, e cada filho era
casado com uma filha.
Nas versões racionalizadas da
mitologia grega, Éolo foi um
sábio que conhecia sobre os
ventos, sendo por isso chamado
de senhor dos ventos, porque
ensinou como navegar pela
região, perigosa devido às fortes
correntezas e tempestades.

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um complexo de 14 parques eólicos na Bahia deve entrou em operação em julho de
2012 sendo ainda maior, e pode produzir até 300 MW.
No ano passado o governo brasileiro comprou 1,8 mil MW de energia eólica que
entrou em operação em julho de 2012. Isso significa que já neste ano haverá 3,4 GW de
parques eólicos em operação, ou 2,5% da capacidade instalada.
Na próxima página veremos algumas zonas brasileiras propícias à instalação destes
mesmos parques.
O Parque Eólico de Osório é uma usina de produção de energia eólica na
cidade de Osório, no Rio Grande do Sul, com 75 aerogeradores de 2 MW. A
capacidade total instalada é portanto 150 MW, sendo que a produção efetiva
média é aproximadamente 51 MW (suficiente para uma cidade de 240 mil
habitantes). É a maior usina eólica da América Latina, e a segunda maior do
mundo (em 2006). As torres do parque podem vistas das auto-estradas BR-290
e RS-030 e de praticamente todos os bairros da cidade.

A área dos parques era originalmente de várzea parcialmente alagada,
exigindo obras de drenagem, rebaixamento de lençol freático, terraplanagem e
aterro. Para reduzir o impacto ambiental, foram preservados corredores de 1 km
de largura entre as três áreas. As torres são servidas por 24 km de estradas
internas ao parque. As hélices tem diâmetro de mais de 70 metros e atingem até
140 metros acima do solo. As pás das hélices, de 35 metros de comprimento,
foram fabricadas em Sorocaba (SP) pela Wobben Windpower.

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Zonas propícias à criação de Usinas Eólicas de acordo com a velocidade média dos ventos:

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Conversão em Energia Mecânica

A energia eólica precisa ser armazenada para utilização quando a intensidade dos
ventos não for suficiente para atender a demanda e, também, para aproveitar o
excedente produzido quando a produção a supera.
Sabe-se que a energia cinética dos ventos não pode ser armazenada, então deve ser
feita sua conversão para outro tipo de energia armazenável. Uma das formas de fazer
essa conversão se dá pela utilização mecanismos que usam forças de natureza mecânica
para realizar o armazenamento, ou seja, a conversão em energia mecânica.
Veja a seguir, os principais métodos de armazenamento da energia eólica convertida
em energia mecânica:

 Moinhos de vento:

Os moinhos de vento foram inventados na Pérsia no século V. Os mecanismos
básicos de um moinho de vento não mudaram desde então: o vento atinge uma hélice
que ao movimentar-se gira um eixo que impulsiona uma bomba, utilizada na captação
de água, ou uma moenda, para triturar grãos e transformá-los em farinha. Para
aproveitar ao máximo a energia do vento, a cobertura do moinho gira automaticamente,
virando-se para a parte frontal, toda vez que se muda a direção dos ventos.

As hélices de uma turbina de vento são diferentes das lâminas dos antigos moinhos
porque são mais aerodinâmicas e eficientes. As hélices em movimento ativam um eixo
que está ligado à caixa de mudança. Por uma série de engrenagens a velocidade do eixo
de rotação aumenta, este está conectado ao gerador de eletricidade que com a rotação
em alta velocidade gera energia elétrica.















Os moinhos de vento podem ser
aplicados à moagem de cereais. Neste
caso, a energia que chega à base do
moinho através do seu eixo central é
utilizada para fazer rodar uma pedra
maciça, esculpida em forma de anel
cilíndrico.
Depois, a moagem do cereal é
recolhida por uma estrutura que
possui formato de pirâmide, existente
no fim da torre.
Ao lado, a imagem mostra um
moinho tradicional da Ilha do Pico.

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 Barcos à vela:

A energia produzida pelos ventos foi bastante utilizada, desde a antiguidade, para
mover barcos impulsionados por velas. A vela é a responsável pela captura da energia
do vento que após algumas reações aerodinâmicas leva o veleiro ao movimento.
A maioria dos barcos à vela modernos possuem velas triangulares que podem ser
manobradas para captar o máximo da energia do vento. Os barcos egípcios, de cerca de
1.300 a.C., usavam velas quadradas que só podiam aproveitar com eficácia a energia do
vento quando este vinha por trás. Por volta de 200 a.C., os navios do mediterrâneo
usavam velas que podiam ser manobradas, aproveitando a energia do vento mesmo
quando ele não soprava por trás delas.
Nenhum navio da Antiguidade superava as dimensões dos barcos a vela
chineses. Registros e evidências arqueológicas da época sugerem que os maiores
barcos a vela chineses eram modelos compridos e sem quilhas, com quatro a
seis velas enormes, chegando a incríveis 140 metros de comprimento.
Acredita-se que esses barcos funcionaram por cerca de 2.000 anos, atingindo
seu apogeu em termos de design durante o reinado da Dinastia Song.

Os barcos chineses velejaram com sucesso por centenas de anos, antes do
aparecimento dos barcos a vela nórdicos, mas bem depois que antigas
civilizações, como os gregos, começaram a dominar a força das velas.
A imagem acima mostra uma reprodução artística de como teria sido estes
barcos desde o início de sua criação.

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 Bomba Hidráulica:

Este sistema de armazenamento da
energia eólica é composto por uma
bomba conectada ao eixo de saída da
turbina. Quando a turbina atinge
determinada velocidade de rotação aciona
o mecanismo da bomba que eleva
determinada quantidade de água para um
reservatório situado a uma altura
específica, armazenando assim, a energia
eólica – mecânica sob a forma de energia
potencial da massa de água. Quando
necessário, a água é escoada e aciona
uma turbina hidráulica para que a energia
acumulada possa ser usada.
Nesses casos, a turbina costuma ser
instalada logo acima da fonte de captação
de água (que pode ser um poço) e a água
pode também, ser armazenada para
simples consumo ao invés de gerar
eletricidade.
A história de sua criação é bastante antiga, como podemos observar na imagem
acima, mostrando uma bomba romana no Museu Arqueológico Nacional em Madri.
Assim como esta civilização, diversas outras usufruíram dos benefícios de diversos
recursos naturais renováveis, possibilitando que diversas tecnologias atuais pudessem se
desenvolver de forma gradual e avançada.

 Compressor Mecânico:

Este tipo de armazenamento se refere à conversão da energia eólica – mecânica em
energia potencial armazenada sob a forma de ar comprimido (50-100 atmosferas).
A compressão é feita por um mecanismo que utiliza o movimento de rotação das pás
da turbina para comprimir o ar. Após comprimido o ar pode ser armazenado em
recipientes próprios ou mesmo em estruturas geológicas que se encontram vazias após
terem seu gás natural exaurido (empresas americanas estudam a possibilidade de
armazenar o ar comprimido na camada de arenito – a 1000 m de profundidade – que é
extremamente poroso). O ar armazenado, então, pode ser utilizado para a geração de
energia mecânica ou elétrica através de expansores.

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 Calor (efeito-joule):

Determinado armazenamento da energia eólica sob a forma de energia térmica, se dá
pelo aquecimento mecânico da água através do movimento de “pás” dentro do
recipiente de armazenamento (que é isolado do ambiente).
A resistência da água ao atrito ocasionado pelas pás em movimento faz com que ela
se aqueça, transformando a energia eólica em energia térmica. O armazenamento da
água é feito em recipiente térmico próprio e pode ser feito com a água na forma líquida
(água quente) ou na forma gasosa (vapor).

 Volante Mecânico:

Também chamado de “Flywheell”, ou simplesmente ”volante”. Seu funcionamento
baseia-se na conversão da energia eólica em energia cinética do movimento de rotação
do volante que poderá ser convertida, posteriormente, em qualquer outra energia.

Conversão em Energia Elétrica

Na atualidade utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores - grandes turbinas
colocadas em lugares de muito vento, os famosos “parques eólicos”.

Essas turbinas têm a forma de um cata-vento ou um moinho. Esse movimento,
através de um gerador, produz energia elétrica através da interação existente entre cada
uma das peças que compõem as torres. No fim das hélices há um equipamento
responsável pela ligação destas a um multiplicador de velocidade, que faz com que um
dispositivo de metal entre em rápida rotação e, em contado com outra superfície de
metal, produz, além de energia térmica, um pulso de elétrons que são captados por
verdadeiros geradores elétricos, que regulam e fazem todo o processo de conversão.

Após isto, a energia produzida é enviada para um controlador, responsável por todas
as medições e manutenções destes aerogeradores; somente a partir de todo este
processo, os resultados são recolhidos por cabos de eletricidade e distribuídos às
devidas residências, empresas, instituições, entre outras.

Como já foi dito, as turbinas eólicas precisam agrupar-se em parques, concentrações
de aerogeradores, necessários para que a produção de energia se torne rentável, mas
podem também ser usados isoladamente, para alimentar localidades remotas e distantes
da rede de transmissão. É possível ainda a utilização de aerogeradores de baixa tensão
quando se trate de requisitos limitados de energia eléctrica.

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 Turbinas Eólicas:

No início da utilização da energia eólica, surgiram turbinas de vários tipos, algumas
com eixo horizontal, outras com eixo vertical, com apenas uma pá, com duas e três pás,
gerador de indução, gerador síncrono, entre outras.

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.

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.

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.


















A maior turbina eólica
do mundo está instalada em
Emden, na Alemanha. Foi
construída em 2007, com 6
megawatts de potência,
mas, em 2009 esta turbina
E-126 foi re-potenciada
tendo sido aumentada a sua
capacidade para 7,5 MW.
No ano de 2010 foram
instaladas 24 na Alemanha
e na Bélgica do mesmo
modelo (E-126).

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Estruturas da Turbina de Geração Eólica

Recapitulando, Turbinas Eólicas, ou Aerogeradores, são máquinas que retiram a
energia cinética do vento e transformam em energia mecânica.

Normalmente estas máquinas são utilizadas para a geração de energia elétrica através
de acoplamento com geradores, mas também, turbinas eólicas podem ser utilizadas em
sistemas de bombeamento ou outros sistemas mecânicos (já descritos em tópicos
anteriores).

As turbinas eólicas são classificadas quanto à sua forma construtiva:

 Turbinas eólicas de eixo horizontal (TEEH);
 Turbinas eólicas de eixo vertical (TEEV).

E quanto à sua potência nominal:

 Pequeno Porte (até 50 KW de potência);
 Médio Porte (potência de 50 a 1000 KW);
 Grande Porte (acima de 1MW de potência).

Cada uma das imagens ilustram as três classificações potenciais nominais já
descritas na introdução feita acima deste boxe.
Da esquerda para a direita temos: uma Turbina Eólica de Pequeno Porte,
que pode ser instalada em qualquer residência para diversos fins; uma Turbina
Eólica de Médio Porte, com bastante abrangência por todo o mundo,
constituindo a maior parte dos parques eólicos terrestres; e algumas Turbinas
Eólicas de Grande Porte, utilizadas para abastecer energeticamente mais de 30
mil casas, sendo que estas abrangem, em sua maior parte, parques eólicos
marítimos, devido às grandes ventanias provocadas pelo espaço livre.

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 Turbinas Eólicas de Eixo Horizontal - (TEEH):

As TEEH são as mais difundidas no mercado, e têm como característica principal a
necessidade de um sistema de controle para posicionar o rotor na direção predominante
de vento. Os aerogeradores possuem três componentes básicos: o rotor com as pás, a
gôndola (nacele) e a torre.

Na gôndola ficam os principais componentes tais como o gerador elétrico, caixa
multiplicadora de velocidades, eixos, mancais, sistema de freios sistema de controle e
mecanismos de giro da turbina.

O rotor apresenta geralmente, um conjunto de três pás, podendo ter controle passivo
ou ativo das mesmas para operar numa determinada rotação. Na maioria das máquinas o
eixo que transmite o torque das pás apresenta uma velocidade de rotação baixa sendo
necessário aumentar a rotação utilizando um multiplicador de velocidades de
engrenagens. Após o multiplicador é conectado ao gerador elétrico que transforma a
energia mecânica em elétrica.

O gerador elétrico pode ser
assíncrono (indução) apropriado para
trabalhar com rotação constante, ou
gerador síncrono utilizado em
sistemas com rotação variável.
Existem também turbinas eólicas de
grande porte que utilizam geradores
síncronos de imãs permanentes que
operam com baixa rotação
dispensando a caixa multiplicadora.

As turbinas apresentam um
sofisticado sistema de controle que
permite otimizar os ganhos de
energia posicionando o rotor num
plano perpendicular a velocidade do
vento. A máquina possui sistemas
para realizar operações de segurança
freando-a para velocidades muito
altas (acima de 25 m/s). As pás
podem ser fixas ou podem mudar o ângulo de passo.
As turbinas eólicas apresentam, também, diferentes tipos de controle para frenagem
em velocidades de vento elevadas - são os controles por Stall ou Pitch.
Turbina Eólica de Eixo Horizontal
instalada no Alasca, a fim de abastecer
toda uma cidade remotamente isolada.

14. 13 | F o n t e s A l t e r n a t i v a s d e E n e r g i a E l é t r i c a - E n e r g i a E ó l i c a

No controle por stall, há aumento do arrasto e diminuição da velocidade angular ou
rotação, já no controle por pitch há de diminuição da rotação do rotor.
Veja abaixo a estrutura interna de uma TEEH:
A imagem abaixo mostra a estrutura interna de uma turbina eólica moderna, que funciona de
acordo com o esquema descrito anteriormente:

15. 14 | F o n t e s A l t e r n a t i v a s d e E n e r g i a E l é t r i c a - E n e r g i a E ó l i c a

 Turbinas Eólicas de Eixo Vertical - (TEEV):

Em uma TEEV, o eixo é montado na vertical, perpendicular ao solo. Como as
TEEVs estão permanentemente alinhadas com o vento (ao contrário das de eixo
horizontal), nenhum ajuste é necessário quando a direção do vento muda.

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 de amarração para sustentação, pois assim a elevação do rotor é
menor. Como menor elevação significa menor velocidade do vento devido à
interferência do solo, as TEEVs geralmente são menos eficientes que as TEEHs.

Como vantagem, todos os equipamentos se encontram ao nível do solo para
facilidade de instalação e serviços. Mas isso significa uma área de base maior para a
turbina, o que é uma grande desvantagem em áreas de cultivo.

Veja a estrutura que compõe uma TEEV na imagem abaixo:


Este tipo de turbina eólica funciona basicamente como uma TEEH, porém de uma
forma mais simples e resumida, pois sua estrutura é composta por componentes não tão
complexos, como cabos, pás, rotor, caixa de engrenagens e o gerador.

Ao entrar em movimento, o rotor promove uma interação entre os componentes da
caixa de engrenagens, produzindo assim a energia, captada pelo gerador.

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Utilização da Energia Eólica no Brasil

No Brasil, a participação da energia eólica na geração de energia elétrica ainda é
pequena. Em setembro de 2003 havia apenas 6 centrais eólicas em operação no país,
perfazendo uma capacidade instalada de 22.075 kW. Entre essas centrais, destacam-se
Taíba e Prainha, no Estado do Ceará, que representam 68% do parque eólico nacional.

No entanto, os incentivos vigentes para o setor elétrico brasileiro deverão despertar o
interesse de empreendedores. Destaque-se, aqui, o Programa de Incentivo às Fontes
Alternativas (PROINFA). Outro fator importante, como incentivo, é a possibilidade de
complementaridade entre a geração hidrelétrica e a geração eólica, visto que o maior
potencial eólico, na região Nordeste, ocorre durante o período de menor disponibilidade
hídrica.

Em setembro de 2003, havia registro de 92 empreendimentos eólicos autorizados
pela ANEEL, cuja construção não havia sido iniciada, que poderão agregar ao sistema
elétrico nacional cerca de 6.500 MW.


O Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa), foi
instituído com o objetivo de aumentar a participação da energia elétrica produzida por
empreendimentos concebidos com base em fontes eólica, biomassa e pequenas centrais
hidrelétricas (PCH) no Sistema Elétrico Interligado Nacional (SIN).

O intuito é promover a diversificação da Matriz Energética Brasileira, buscando
alternativas para aumentar a segurança no abastecimento de energia elétrica, além de
permitir a valorização das características e potencialidades regionais e locais.

Coube ao Ministério de Minas e Energia (MME), definir as diretrizes, elaborar o
planejamento do Programa e definir o valor econômico de cada fonte e à Centrais
Elétricas Brasileiras S.A. (Eletrobrás), o papel de agente executora, com a celebração de
contratos de compra e venda de energia (CCVE).

O Programa prevê a implantação de 144 usinas, totalizando 3.299,40 MW de
capacidade instalada, sendo 1.191,24 MW provenientes de 63 PCHs, 1.422,92 MW de
54 usinas eólicas, e 685,24 MW de 27 usinas a base de biomassa.

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A imagem abaixo mostra a situação de projetos eólicos ocorridos no Brasil até
Setembro de 2003; que de acordo com a legenda, observa-se grande parte das
construções são de pequeno e médio porte, apresentando também diversos projetos
inacabados (outorgados).

Não muito difundida no país, as concentrações de parques eólicos ocorrem no litoral
nordeste do Brasil, devido às grandes ventanias ocorridas nestes locais, o que
proporciona a construção de usinas de grande porte. A seguir veremos alguns exemplos
de usinas que funcionam em nosso país até nos dias atuais.

18. 17 | F o n t e s A l t e r n a t i v a s d e E n e r g i a E l é t r i c a - E n e r g i a E ó l i c a

 Turbinas Eólicas em Fernando de Noronha (PE):

A primeira turbina foi
instalada em junho de 1992, a
partir do projeto 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. 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.

 Central Eólica Experimental do Morro do Camelinho (MG):

Instalada em 1994, no Município de Gouveia – MG, com capacidade nominal de 1
MW, 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.


 Central Eólica de Prainha (CE):

Localizada no Município de Aquiraz – CE, a Central Eólica de Prainha é o maior
parque eólico do País, com capacidade de 10 MW (20 turbinas de 500 kW). O projeto
foi realizado pela Wobben Windpower (do Brasil) 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).

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Vantagens e Desvantagens

A utilização da energia eólica comporta numerosas vantagens face às energias
tradicionais e mesmo em comparação com outros tipos de energias renováveis, em
função do seu maior desenvolvimento.

O seu aproveitamento para encher as velas dos barcos coincide com o começo das
grandes civilizações e, marcou, substancialmente, a diferença entre elas.

Fenícios, Gregos, Romanos, e mais tarde os portugueses utilizaram-no para mover,
total ou parcialmente, os seus barcos, visando o comércio, conquistando novos
domínios ou explorando mares desconhecidos.

Alguns de seus principais benefícios incluem:

 É inesgotável.
 Não emite gases poluentes e também não gera resíduos.
 Diminui a emissão de gases de efeito de estufa (GEE).

 Os parques eólicos são compatíveis com outros usos e utilizações do terreno como
a agricultura e a criação de gado.
 Criação de emprego devido à constante manutenção das turbinas.
 Geração de investimento em zonas desfavorecidas.
 Benefícios financeiros (proprietários e zonas camarárias).

O presidente da Associação Brasileira de Energia Eólica, Ricardo de Maya
Simões, considera o número modesto. Segundo ele, o setor poderá ter
participação, em 2020, de 15% na matriz energética. Para isso, de acordo com
Simões, é necessária a realização de leilões exclusivos, além da busca do
domínio tecnológico.

A participação da energia
eólica (provinda da força
dos ventos), na matriz
energética brasileira, que
hoje está em 0,8%, deverá
atingir 7% por volta do ano
de 2020, conforme uma
previsão feita pelo Plano
Decenal de Expansão de
Energia, da Empresa de
Pesquisa Energética (EPE).

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 Reduz a elevada dependência energética do exterior, nomeadamente a dependência
em combustíveis fósseis.
 Poupança devido à menor aquisição de direitos de emissão de CO2 por cumprir o
protocolo de Quioto e diretivas comunitárias e menores penalizações por não
cumprir.
 Possível contribuição de cota de GEE para outros sectores da atividade económica.
 É uma das fontes mais baratas de energia podendo competir em termos de
rentabilidade com as fontes de energia tradicionais.

 Os aerogeradores não necessitam de abastecimento de combustível e requerem
escassa manutenção, uma vez que só se procede à sua revisão em cada seis meses.
 Excelente rentabilidade do investimento. Em menos de seis meses, o aerogerador
recupera a energia gasta com o seu fabrico, instalação e manutenção.


Infelizmente, a utilização deste recurso renovável também proporciona alguns
impactos ambientais à população local. Algumas das desvantagens incluem:

 A intermitência, pois nem sempre o vento sopra quando a eletricidade é necessária,
tornando difícil a integração da sua produção no programa de exploração.
 Pode ser ultrapassado com as pilhas de combustível (H2) ou com a técnica da
bombagem hidroelétrica.

 Provoca um impacto visual considerável, principalmente para os moradores em
redor, a instalação dos parques eólicos gera uma grande modificação da paisagem.

 Impacto sobre as aves do local: principalmente pelo choque destas nas pás, efeitos
desconhecidos sobre a modificação de seus comportamentos habituais de migração.

 Impacto sonoro: o som do vento bate nas pás produzindo um ruído constante.
Assim, as habitações mais próximas deverão estar no mínimo a 200 m de distância.

Poste Eólico

O engenheiro mecânico Fernandes Ximenes, proprietário da Gram-Eollic, empresa
que lançou no mercado o primeiro poste de iluminação pública 100% alimentado por
energias eólica e solar. Com modelos de 12 e 18 metros de altura (feitos em aço), o que
mais chama a atenção no invento, tecnicamente denominado de Produtor Independente
de Energia (PIE), é a presença de um avião no topo do poste.

Feito em fibra de carbono e alumínio especial – mesmo material usado em aeronaves
comerciais –, a peça tem três metros de comprimento e, na realidade, é a peça-chave do
poste híbrido. Ximenes diz que o formato de avião não foi escolhido por acaso. A
escolha se deve à sua aerodinâmica, que facilita a captura de raios solares e de vento.

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“Além disso, em forma de avião, o poste fica mais seguro. São duas fontes de
energia alimentando-se ao mesmo tempo, podendo ser instalado em qualquer região e
localidade do Brasil e do mundo”, esclarece.


Tecnicamente, as asas do avião abrigam células solares que captam raios
ultravioletas e infravermelhos por meio do silício (elemento químico que é o principal
componente do vidro, cimento, cerâmica, da maioria dos componentes semicondutores
e dos silicones), transformando-os em energia elétrica (até 400 watts), que é armazenada
em uma bateria afixada alguns metros abaixo. Cumprindo a mesma tarefa de gerar
energia, estão as hélices do avião. Assim como as naceles (pás) dos grandes cata-ventos
espalhados pelo litoral cearense, a energia (até 1.000 watts) é gerada a partir do giro
dessas pás.
Cada poste é capaz de abastecer outros três ao mesmo o tempo. Ou seja, um poste
com um “avião” – na verdade um gerador – é capaz de produzir energia para outros dois
sem gerador e com seis lâmpadas LEDs (mais eficientes e mais ecológicas, uma vez que
não utilizam mercúrio, como as fluorescentes compactas) de 50.000 horas de vida útil
dia e noite (cerca de 50 vezes mais que as lâmpadas em operação atualmente; quanto à
luminosidade, as LEDs são oito vezes mais potentes que as convencionais). A captação
(da luz e do vento) pelo avião é feita em um eixo com giro de 360 graus, de acordo com
a direção do vento.
Por meio dessas duas fontes, funcionando paralelamente, o poste tem autonomia de
até sete dias, ou seja, é à prova de apagão. Ximenes brinca dizendo que sua tecnologia é

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mais resistente que o homem: “As baterias do poste híbrido têm autonomia para 70
horas, ou seja, se faltarem vento e sol 70 horas, ou sete noites seguidas, as lâmpadas
continuarão ligadas, enquanto a humanidade seria extinta porque não se consegue viver
sete dias sem a luz solar”.
O inventor explica que a ideia
nasceu em 2001, durante o apagão.
Naquela época, suas pesquisas
mostraram que era possível oferecer
alternativas ao caos energético. Ele
conta que a caminhada foi difícil, em
função da falta de incentivo – o
trabalho foi desenvolvido com
recursos próprios. Além disso, teve
que superar o pessimismo de quem
não acreditava que fosse possível
desenvolver o invento.
O projeto, gestado durante sete
anos, pode ser visto no Palácio
Iracema, onde passa por testes. De
acordo com Ximenes, nos próximos
meses deve haver um entendimento
entre as partes. Sua intenção é
colocar a descoberta em praças,
avenidas e rodovias.
Com a inauguração, em agosto
do ano passado, do parque eólico
Praias de Parajuru, em Beberibe, o
Ceará passou a ser o estado
brasileiro com maior capacidade
instalada em geração de energia
elétrica por meio dos ventos, com
mais de 150 megawatts (MW).
Instalada em uma área de 325 hectares, localizada a pouco mais de cem quilômetros de
Fortaleza, a nova usina passou a funcionar com 19 aerogeradores, capazes de gerar 28,8
MW. O empreendimento é resultado de uma parceria entre a Companhia Energética de
Minas Gerais (Cemig) e a empresa Impsa, fabricante de aerogeradores. Além dessa, a
parceria prevê a construção de dois outros parques eólicos – Praia do Morgado, com
uma capacidade também de 28,8 MW, e Volta do Rio, com 28 aerogeradores
produzindo, em conjunto, 42 MW de eletricidade. Os dois parques serão instalados no
município de Acaraú, a 240 quilômetros de Fortaleza.

Acima (em listras vermelhas) observa-
se os captadores de energia solar, e logo
a frente deste, temos as hélices (rotor),
responsáveis pela produção de energia
eólica. É possível notar também a
bateria, logo após o término do poste de
a sustentação (preto).

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Metodologia

Os meios abordados no trabalho visam representar todo o conteúdo deste
documento, havendo a construção de uma maquete representativa à distribuição
da energia eólica, um painel relativo à estrutura interna de uma turbina, uma
simples construção relativa à produção direta de energia com a utilização da
força dos ventos e uma apresentação de todo o material através de slides.

Referências

WIKIPÉDIA: Energia Eólica.
Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_Eólica
Acesso: 21 de Agosto de 2012.


ENEOP: O que é a Energia Eólica?
Disponível em: http://www.eneop.pt/canais.asp?id_canal=110
Acesso: 21 de Agosto de 2012.


ELECTRONICA: Energia Eólica.
Disponível em: http://www.electronica-pt.com/index.php/content/view/17/29/
Acesso: 23 de Agosto de 2012.


EOLICA TECNOLOGIA: Energia Eólica e suas aplicações.
Disponível em: http://www.eolica.com.br/home/index.php
Acesso: 21 de Agosto de 2012.


CLUBE HOUSE: Poste Eólico.
Disponível em: http://clubehouse.com.br/noticias/poste-eolico-solar-2/
Acesso: 25 de Agosto de 2012.


WIKIPÉDIA: Energia Renovável no Brasil.
Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_renovável_no_brasil
Acesso: 25 de Agosto de 2012.

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ENERGIA EÓLICA BRASIL: Produção de Energia Eólica no Brasil.
Disponível em: http://www.energiaeolicabrasil.com.br/
Acesso: 26 de Agosto de 2012.

ANEEL: Energia Eólica.
Disponível em: http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/06-energia_eolica(3).pdf
Acesso: 26 de Agosto de 2012.