O QUE É?
A energia eólica é a energia obtida pelo movimento do ar (vento). É uma
abundante fonte de energia, renovável, limpa e disponível em todos os lugares.
Os moinhos de vento foram inventados na Pérsia no séc. V. Eles foram usados
para bombear água para irrigação. 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 (gerador de
eletricidade).
1 - O que é a energia eólica?
A energia eólica é a energia cinética do ar em movimento (ventos), que pode ser aproveitada pelo homem para realizar trabalho útil. 2 - Como são formados os ventos?
Os ventos são causados pelo aquecimento diferenciado da superfície da Terra. Esta não uniformidade na temperatura da superfície da Terra, e conseqüentemente, na atmosfera, é devida principalmente à orientação da Terra no espaço e a seus movimentos de rotação e translação. Em última análise, os regimes de ventos são causados pela desigual distribuição de incidência de energia solar na superfície da Terra. 3 - Como é medida e quantificada a energia eólica?
A energia eólica é medida através de sensores de velocidade e direção do vento, denominados anemômetros, operados por instituições com diferentes objetivos. Em geral, a velocidade do vento é medida em m/s (metros/segundo), podendo ainda ser medida em outras unidades, tais como nós, km/h, etc. O parâmetro mais importante é a velocidade média do vento, mas é desejável conhecer também a sua distribuição estatística de velocidades.
Tabela de Conversão km/h x 0,539593 = nó km/h x 0,27778 = m/s metro/s x 1,942535 = nó metro/s x 3,6 = km/h nó x 1,85325 = km/h nó x 0,514792 = metro/s
4 - Quais as instituições no Brasil que coletam dados de velocidade do vento?
No Brasil, existem inúmeras instituições que coletam dados de vento. Entre elas, o Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) do Ministério da Agricultura, o Ministério da Marinha (BNDO/CHM), o Ministério da Aeronáutica (DEPV e INFRAERO), o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL), diversas concessionárias de energia elétrica (CEMIG, COELCE, COELBA, COPEL, entre outras), Secretarias de Energia de vários estados, etc. 5 - A velocidade do vento no Brasil permite a utilização da energia eólica?
De uma forma geral, grande parte do litoral brasileiro, em particular o da região Nordeste, apresenta velocidades de vento propícias ao aproveitamento da energia eólica em larga escala. O litoral do Estado do Rio Grande do Sul é também considerado bastante favorável, assim como o litoral Norte do Estado do Rio de Janeiro. No interior do país, em áreas montanhosas também se encontram diversos sítios propícios. A região Norte é a menos favorecida em relação à energia eólica. O potencial eólico brasileiro pode ser conhecido em caráter geral através de consultas aos Atlas Eólicos. O Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, preparado pelo CEPEL, encontra-se disponível para aquisição no CRESESB. 6 - A disponibilidade de energia eólica é constante ao longo do ano?
Geralmente não. Na prática, verifica-se que o recurso eólico apresenta variações temporais em várias ordens de grandeza: variações anuais (em função de alterações climáticas), variações sazonais (em função das diferentes estações do ano), variações diárias (causadas pelo microclima local), variações horárias (brisa terrestre e marítima, por exemplo) e variações de curta duração (rajadas). A variação espacial da energia eólica também é muito grande. 7 - Como varia a disponibilidade de energia eólica com a altura em relação à superfície da terra?
Para qualquer fluido em movimento a velocidade do fluxo aumenta à medida em que este se afasta das superfícies que o delimitam. Portanto, a velocidade do vento aumenta com a altura em relação à superfície da Terra de forma dependente da rugosidade do terreno. Em terrenos planos (baixa rugosidade) esta variação é muito menos significativa do que em terrenos irregulares (alta rugosidade), sendo as áreas urbanas classificadas nesta segunda categoria. Por isso, os aerogeradores são geralmente instaladas em torres elevadas, onde as velocidades são significativamente maiores do que na superfície.
Curva do perfil de velocidades do vento variando com a altura, onde z é a altura de medição e zo é a rugosidade do terreno (Fonte: CEPEL, 2007) 8 - O que são aerogeradores?
São máquinas capazes de transformar a energia cinética dos ventos em energia elétrica. A energia cinética é convertida em energia mecânica rotacional pela turbina eólica. Essa energia mecânica é transmitida pelo eixo através de uma caixa de engrenagens ou diretamente ao gerador, que realiza a conversão eletro-mecânica, produzindo energia elétrica.
A energia elétrica gerada pode ser injetada diretamente na rede elétrica convencional (normalmente aerogeradores de grande porte) ou utilizada em sistemas isolados – eletrificação rural (geralmente aerogeradores de pequeno porte). 9 - Como funciona um aerogerador?
O princípio de funcionamento baseia-se na conversão da energia cinética dos ventos em energia elétrica. Tal processo é resultante do movimento de rotação causada pela incidência do vento nas pás do aerogerador, que converte a energia cinética dos ventos em potência mecânica rotacional no eixo do rotor. Essa potência mêcanica é então transmitida ao gerador, que através de uma processo de conversão eletro-mecânica, produz uma potência elétrica de saída.As pás das máquinas modernas são dispositivos aerodinâmicos com perfis especialmente desenvolvidos, equivalentes às asas dos aviões, e que funcionam pelo princípio físico da sustentação.O diagrama a seguir descreve as forças aerodinâmicas vistas no corte de uma pá de aerogerador.
A força de sustentação é perpendicular ao fluxo do vento resultante visto pela pá (Vres), resultado da subtração vetorial da velocidade do vento incidente (Vw) com a velocidade tangencial da pá da turbina eólica (Vtan), conforme a equação a seguir.
Onde Vtan é produto da velocidade angular do rotor (wrotor) pelo raio do rotor : 
A força de arrasto é produzida na mesma direção de Vres. A resultante das componentes da força de sustentação e de arrasto na direção Vtan, produz o torque (Tmec) da turbina eólica. A potência mecânica (Pmec) extraída do vento é igual ao torque vezes a velocidade angular do rotor, conforme a equação abaixo.
10 - Existem muitos tipos de aerogeradores?
Sim. Atualmente as máquinas de grande porte disponíveis são em esmagadora maioria máquinas tripás de eixo horizontal. Contudo, existem inúmeros outros tipos de aerogeradores, tais como as máquinas bipás, monopás, quadripás e multipás de eixo horizontal, além das máquinas Darrieus e Savonius de eixo vertical, bem como diversos outros dispositivos. Estas inúmeras variantes são normalmente utilizadas apenas para máquinas de pequeno porte.
Eixo horizontal
Eixo vertical
11 - Este tipo de tecnologia é nova?
Não. Na verdade, as máquinas movidas pelo vento são utilizadas desde a Idade Antiga, e podem ser consideradas como um dos primeiros avanços tecnológicos da humanidade. O primeiro registro histórico de utilização da força motriz do vento para bombeamento de água e moagem de grãos através de cata-ventos remonta à Pérsia (atual Iraque/Irã), por volta do ano 200 AC, sendo que máquinas semelhantes têm sido utilizadas continuamente na Europa há muitos séculos. Os cata-ventos multipás para bombeamento d’água são bastante conhecidos e utilizados há muitas décadas, inclusive no interior do Brasil. As aerogeradores de pequeno porte para geração de energia elétrica (sistemas isolados) também têm sido usadas há cerca de 20 anos. A primeira aerogerador de grande porte para geração de energia elétrica remonta à década de 1950 e esta tecnologia tem tido grande impulso na Europa desde a década de 1980.
Moinho de Vento Persa de 200 A.C.
Moinho de Vento do tipo "Post Mill" de 900 D.C.
Aerogerador moderno usado atualmente
12 - Esta tecnologia está comercialmente disponível no Brasil?
Sim, existem diversas empresas fornecedoras de máquinas de pequeno porte para aplicações em sistemas autônomos isolados, a seção ">>Guia de Instituições e Empresas" apresenta uma listagem contendo dados de muitas delas. 13 - Quais são os componentes de um aerogerador?
O aerogerador é composto pelos seguintes subconjuntos:- rotor - é o componente que efetua a transformação da energia cinética dos ventos em energia mecânica de rotação. No rotor são fixadas as pás da turbina. Todo o conjunto é conectado a um eixo que transmite a rotação das pás para o gerador, muitas vezes através de uma caixa multiplicadora;
- nacele - é o compartimento instalado no alto da torre e que abriga todo o mecanismo do gerador, o qual pode incluir: caixa multiplicadora, freios, embreagem, mancais, controle eletrônico, sistema hidráulico, etc.
- torre - é o elemento que sustenta o rotor e a nacele na altura adequada ao funcionamento da turbina eólica. É um item estrutural de grande porte e de elevada contribuição no custo inicial do sistema. Em geral, as torres são fabricadas de metal (treliçada ou tubular) ou de concreto. As torres de aerogeradores de pequeno porte são estaiadas (sustentadas por cabos tensores) enquanto as das turbinas de médio e grande porte são auto-portantes.
1 - Controlador do Cubo
2 - Controle pitch3 - Fixação das pás no cubo
4 - Eixo principal
5 - Aquecedor de óleo
6 - Caixa multiplicadora
7 - Sistema de freios
8 - Plataforma de serviços
9 - Controladores e Inversores
10 - Sensores de direção e velocidade do vento 11 - Transformador de alta tensão
12 - Pás
13 - Rolamento das pás
14 - Sistema de trava do rotor
15 - Sistema hidráulico
16 - Plataforma da nacele
17 - Motores de posicionamento da nacele
18 - Luva de acoplamento
19 - Gerador
20 - Aquecimento de ar
(Fonte: VESTAS, 2006) 14 - Quais são as potências de aerogeradores disponíveis comercialmente para geração de energia elétrica?
- Pequeno porte – potência nominal menor ou igual a 10 kW, normalmente utilizado em residências rurais, fazendas e aplicações remotas;
- Médio porte – potência nominal na faixa de 10 - 250 kW, sendo destinadas à utilização em pequenas comunidas, sistemas híbridos e geração distribuída;
- Grande porte – potência nominal maior do que 250 kW, sendo destinadas à utilização em parques eólicos e geração distribuída.
15 - Como são as máquinas que aproveitam diretamente a energia eólica para bombeamento de água?
Estas máquinas são dispositivos puramente mecânicos, nos quais o rotor, geralmente do tipo multipás, é acoplado a um eixo de manivelas (girabrequim) horizontal que transforma o movimento rotativo em um movimento linear, o qual por meio de uma longa haste metálica vertical aciona uma bomba d’água submersa do tipo piston.No caso de bombeamento de água de poços, o equipamento é montado diretamente acima do poço. Este tipo de dispositivo é muito comum no interior do Brasil, sendo também bastante utilizado nas salinas localizadas em alguns pontos do litoral (RJ e RN). Estas máquinas são denominadas popularmente no Brasil de cata-ventos. 16 - Como é o comportamento de um aerogerador em função da velocidade do vento?
Ventos com baixa velocidade não têm energia suficiente para acionar os aerogeradores, que só funcionam a partir de uma determinada velocidade mínima, que normalmente varia entre 2,5m/s e 4,0m/s. Com o aumento da velocidade do vento, a potência no eixo da máquina aumenta gradativamente até atingir a potência nominal da máquina, que ocorre a uma determinada velocidade nominal do vento, a qual varia geralmente entre 9,5m/s e 15,0m/s. Para velocidades do vento superiores à nominal, em muitas máquinas, a potência permanece constante até uma velocidade de corte superior, na qual a máquina deve sair automaticamente de operação para evitar que sofra danos estruturais. É importante saber que a energia disponível varia com o cubo da velocidade do vento, de forma que o dobro de velocidade representa um aumento de oito vezes em energia.
Curva característica de potência de um aerogerador (Fonte: ENERCON, 2007) 17 - Como saber quanta energia elétrica será gerada em determinado local?
Para estimar com confiabilidade a energia produzida por um aerogerador é necessário conhecer, além das características da máquina que será utilizada (curva potência x velocidade do vento), a distribuição estatística da velocidade do vento no local onde ela será instalada. Tais dados de vento normalmente só são obtidos por meio de levantamentos específicos do potencial eólico efetuados no próprio local de interesse. 18 - Qual é a velocidade média mínima do vento que permite a utilização de aerogeradores?
Depende da aplicação. Geralmente para aplicações em larga escala com máquinas de grande porte, se requer uma velocidade média de, no mínimo, 6,5m/s a 7,5m/s, para que os sistemas sejam economicamente viáveis. Já para a utilização em sistemas isolados pequenos, incluindo os sistemas mecânicos para bombeamento d’água, assume-se que uma média de 3,5m/s a 4,5m/s é o mínimo admissível. Estes valores consideram tanto a viabilidade técnica quanto econômica. 19 - Quem fabrica aerogeradores para geração de energia elétrica?
Mundialmente existem dezenas de fabricantes de aerogeradores. A título de informação podemos citar: Enercon (Alemanha), Neg Micon (Alemanha), Vestas (Dinamarca), Nordex (Alemanha), Jacobs (Alemanha), Bergey Windpower (Estados Unidos), Zond (Estados Unidos), Wobben Windpower (Brasil), etc. 20 - Existe fabricação nacional de aerogeradores?
Sim, existe a WOBBEN, uma subsidiária brasileira da ENERCON (empresa alemã) instalada no Estado de São Paulo (Sorocaba). Inicialmente, esta fábrica dedicou-se apenas à produção das pás para aerogeradores de grande porte, visando essencialmente a exportação. Em 2000, foram produzidos os primeiros aerogeradores brasileiros completos, tanto para exportação quanto para atender ao mercado interno. Existem também vários outros fabricantes 100% nacionais de pequenos cata-ventos mecânicos para bombeamento d’água e geração elétrica. 21 - É possível instalar aerogeradores em centros urbanos?
Geralmente isto não é considerado viável. Conforme já mencionado, as áreas urbanas são locais que apresentam rugosidade bastante elevada, de forma que os ventos próximos à superfície são fracos e muito turbulentos. 22 - Quais são as principais aplicações dos sistemas eólicos para geração de energia elétrica?
Existem duas vertentes: os sistemas de grande porte interligados à rede elétrica, normalmente denominados "Parques Eólicos", e os sistemas isolados.- Parques Eólicos – Constituem sistemas de grande porte, com potência instalada na faixa de unidades a dezenas de MW. As parques eólicos podem ser dotadas de várias dezenas de aerogeradores e injetam toda a energia gerada na rede elétrica convencional, funcionando como uma usina geradora; são também denominadas usinas eólicas;
- Sistemas Isolados – São sistemas autônomos de pequeno porte, com potência instalada na faixa de centenas de W a unidades de kW, normalmente destinados à eletrificação rural. Tais sistemas podem destinar-se a alimentar uma residência rural, uma fazenda, uma aldeia ou outro tipo de instalação.
23 - É economicamente viável a utilização de energia eólica para estas aplicações?
Sim, totalmente viável nos locais onde os ventos são favoráveis uma vez que a viabilidade de tais empreendimentos está condicionada à velocidade dos ventos no local.No caso dos sistemas isolados de pequeno porte a viabilidade é obtida naturalmente para velocidades de vento baixas, pois deve-se comparar os custos dos sistemas eólicos com os elevados custos de extensão da rede elétrica convencional.No caso das parques eólicos, a viabilidade ainda só é alcançada para velocidades de vento elevadas, pois têm que competir com os custos de energia obtidos com as formas de geração convencional (hidroelétrica, térmica, etc). Nos locais favoráveis, os investimentos em energia eólica são bastante rentáveis e têm sido explorados em todo o mundo pela iniciativa privada. Em alguns países (Dinamarca e Alemanha) a energia eólica já é complementar à geração convencional e tem participação expressiva na matriz energética nacional. 24 - Além do aerogerador, quais os demais componentes de um sistema eólico autônomo para geração de energia?
Os equipamentos que compõem um sistema eólico autônomo para geração de energia elétrica são:- aerogerador – gera energia elétrica a partir da energia cinética dos ventos;
- banco de baterias - composto por uma ou mais baterias, normalmente baterias Chumbo-ácido 12V seladas; funciona como elemento armazenador de energia elétrica para uso durante os períodos de calmaria, quando não há disponibilidade de vento;
- controlador de carga – dispositivo eletrônico que protege as baterias contra sobrecarga ou descarga excessiva;
- inversor – dispositivo eletrônico que converte a energia elétrica em corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA), de forma a permitir a utilização de eletrodomésticos convencionais. Alguns sistemas pequenos não empregam inversor e utilizam cargas (luminárias, TV, etc.) alimentadas diretamente por corrente contínua (CC).
Aqui considera-se que o aerogerador já produz energia em um nível de tensão CC compatível com o do banco de baterias; caso contrário, são ainda necessários outros dispositivos para efetuar a conversão. 25 - Como os aerogeradores de grande porte são conectadas à rede elétrica convencional?
Geralmente a conexão é feita por meio dos seguintes dispositivos:- Conversor eletrônico de potência – equipamento eletrônico (composto por retificador, inversor, etc.) que converte a energia gerada pela turbina, em geral AC de tensão e freqüência variáveis, para níveis adequados à injeção na rede;
- Transformador – equipamento elétrico que aumenta o nível de tensão gerado pelo conversor para a tensão da rede, da ordem de dezenas ou centenas de kV (linha de transmissão).
Os sistemas conectados à rede geralmente não são dotados de armazenamento de energia (baterias), de forma que produzem energia somente quando existe disponibilidade de vento. 26 - Como são os sistemas eólicos para bombeamento de água?
Os sistemas eólicos para bombeamento de água são compostos pelos seguintes equipamentos:- aerogerador – gera energia elétrica a partir da energia cinética dos ventos;
- controlador de bomba – dispositivo eletrônico que condiciona a energia gerada pela turbina de forma a ser utilizada de forma eficiente pelo conjunto motor elétrico/bomba d’água;
- conjunto motor/bomba – pode ser de diversos tipos e utilizar motores elétricos CC ou CA (depende do fabricante);
- sistema hidráulico – reservatório, registros, etc.
OBS: A descrição acima refere-se ao sistema de bombeamento elétrico; os sistemas puramente mecânicos já foram descritos anteriormente. 27 - Quais são os impactos ambientais da utilização de energia eólica?
Os equipamentos de pequeno porte têm impacto ambiental são desprezíveisl. Os impactos ambientais das parques eólicos, embora pequenos, podem ser classificados em quatro tipos:- Impactos visuais – O impacto visual de um parque eólico na paisagem é muito subjetivo. Alguns vêem a turbina eólica como um símbolo de energia limpa e bem recebida, outras reagem negativamente à nova paisagem.
- Emissão de ruído – Durante a década de oitenta e início da década de noventa, o problema foi um obstáculo a disseminação da energia eólica. O desenvolvimento tecnológico nos últimos anos, juntamente com as novas exigências de um mercado crescente e promissor, promoveram um avanço significativo na diminuição dos níveis de ruído produzido pelas turbinas eólicas.
- Sombras/reflexos – As pás das turbinas produzem sombras e/ou reflexos móveis que também são indesejáveis nas áreas residenciais. Atualmente os projetos de energia eólica levam em consideração esse fator solucionando esse problema.
- Impactos sobre a fauna – No início da utilização da aerogeradores não havia se considerado o comportamento migratório de aves, o que resultou em acidente e morte de alguns pássaros. Mas devemos observar que muitas vezes, pássaros colidem com estruturas com as quais têm dificuldade de visualização tais como torres de alta voltagem, mastros e janelas de edifícios. Os pássaros também morrem por vários outros motivos entre eles o tráfego de veículos em auto-estradas e as caçadas. Os novos projetos de energia eólica só são licitados com uma avaliação prévia dos impactos ambientais na região.
28 - Existem parques eólicos em operação no Brasil?
Sim, diversas. Abaixo é apresentada uma listagem das parques eólicos em operação no Brasil (Fonte: www.aneel.gov.br, 2007).
Usinas Eólicas em Operação Usina Potência (kW) Destino da Energia Município Eólica de Prainha 10.000 PIE Aquiraz - CE Eólica de Taíba 5.000 PIE São Gonçalo do Amarante - CE Eólica-Elétrica Experimental do Morro do Camelinho 1.000 SP Gouveia - MG Eólio - Elétrica de Palmas 2.500 PIE Palmas - PR Eólica de Fernando de Noronha 225 PIE Fernando de Noronha - PE Mucuripe 2.400 PIE Fortaleza - CE RN 15 - Rio do Fogo 49.300 PIE Rio do Fogo - RN Eólica de Bom Jardim 600 PIE Bom Jardim da Serra - SC Eólica Olinda 225 PIE Olinda - PE Parque Eólico do Horizonte 4.800 APE-COM Água Doce - SC Macau 1.800 APE Macau - RN Eólica Água Doce 9.000 PIE Água Doce - SC Parque Eólico de Osório 50.000 PIE Osório - RS Parque Eólico Sangradouro 50.000 PIE Osório - RS Parque Eólico dos Índios 50.000 PIE Osório - RS Total: 15 Usina(s) Potência Total: 236.850 kW
Legenda SP Serviço Público PIE Produção Independente de Energia APE Autoprodução de Energia
A energia eólica é considerada a fonte alternativa que apresenta maior potencial de crescimento no Brasil a curto e médio prazos e existem inúmeras outras parques eólicos em planejamento ou em projeto, a maioria com investimentos feitos pela iniciativa privada (empresas estrangeiras). 29 - E a utilização de parques eólicos em outros países?
A energia eólica tem apresentado crescimento acelerado em todo o mundo, atingindo cerca de 32% ao ano no período de 1998-2002 (Fonte: AWEA). Normalmente os investimentos são feitos pela iniciativa privada, mas contam com muitos incentivos governamentais. Os locais do mundo de maior utilização de energia eólica são:- Europa – costas do Mar do Norte, incluindo Dinamarca, Alemanha, Holanda e Inglaterra; na Dinamarca já existe inclusive uma fazenda eólica "off-shore", ou seja, instalada no mar;
- Estados Unidos – montanhas do Estado da Califórnia e no Estado do Texas.
A tabela abaixo mostra, além do Brasil, os 12 países de maior utilização de energia eólica no mundo, juntamente com a potência eólica instalada (MW) nestes países, segundo estimativas da WWEA e AWEA (dados de final de 2006). O Brasil, com cerca de 237 MW instalados, ocupa a 20a posição nesta lista (Fonte: WWEA e http://www.windpower-monthly.com/WPM:WINDCATOR::)
-- País Potência (MW) 1 Alemanha 20622 2 Espanha 11615 3 Estados Unidos 11603 4 Índia 6270 5 Dinamarca 3136 6 China 2604 7 Itália 2123 8 Reino Unido 1963 9 Portugal 1716 10 França 1567 11 Canadá 1459 12 Japão 1394 20 Brasil 237
Ainda segundo dados de final de 2006, o total mundial instalado de energia eólica é de 74.185MW, um valor superior à potência de Itaipu, a maior usina hidroelétrica do mundo com 12.600MW. 30 - O que é o PROINFA?
O Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica - PROINFA foi criado no âmbito do Ministério de Minas e Energia - MME pela Lei no 10.438 de 26 de abril de 2002 e tem como objetivo a diversificação da matriz energética brasileira e a busca por soluções de cunho regional com a utilização de fontes renováveis de energia, mediante o aproveitamento econômico dos insumos disponíveis e das tecnologias aplicáveis, a partir do aumento da participação da energia elétrica produzida com base nas fontes eólica, pequenas centrais hidrelétricas - PCH e biomassa no Sistema Elétrico Interligado Nacional - SIN.O PROINFA, na sua primeira etapa, promoverá a implantação de 3.300 MW de capacidade em instalações de produção com início de funcionamento previsto para até 30 de dezembro de 2006, sendo assegurada a compra da energia a ser produzida durante 15 anos, a partir da data de entrada em operação definida no contrato. 31 - Qual é a durabilidade dos sistemas eólicos autônomos e quais suas necessidades de manutenção?
De uma forma geral, os sistemas eólicos são bastante duráveis e precisam de pouca manutenção. A vida útil de aerogeradores é estimada em 15 anos. Os dispositivos eletrônicos (inversor, controlador de carga) têm vida útil superior a 10 anos. No caso de sistemas eólicos isolados com armazenamento de energia em baterias, as baterias são consideradas o ponto crítico do sistema, mas quando este é bem projetado elas têm vida útil de 4 a 5 anos. 32 - Pode-se utilizar baterias automotivas em sistemas eólicos autônomos?
Não é recomendável, pois a vida útil das baterias automotivas neste tipo de aplicação é estimada em cerca de 2 anos. Recomenda-se a utilização de baterias estacionárias de ciclo profundo, que têm uma vida útil de 4 a 5 anos. 33 - Como projetar e instalar um sistema eólico autônomo de geração de energia para uso próprio?
Normalmente o usuário comum (leigo) não está habilitado a projetar e instalar um sistema eólico por conta própria. Recomenda-se recorrer a empresas especializadas como, por exemplo, as relacionadas no ">>Guia de Instituições e Empresas". 34 - O CEPEL tem instalado sistemas eólicos no Brasil?
Sim, o CEPEL atua desde 1992 nesta área, já tendo participado de projetos piloto para avaliação e demonstração desta tecnologia, em cooperações técnicas internacionais. Em 2001 o CEPEL publicou o Atlas do Potencial Eólico Brasileiro e atualmente desenvolve alguns projetos em parceria com o Ministério da Marinha e a Petrobrás. 35 - Onde posso obter publicações sobre energia solar e eólica?
O CRESESB tem disponíveis as seguintes publicações:- Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos – publicação contendo muitas informações técnicas básicas sobre energia solar fotovoltaica, destinadas a estudantes universitários, professores e profissionais da área técnica interessados nesta fonte de energia;
- Atlas Solarimétrico do Brasil - uma publicação realizada pela UFPE e CHESF com suporte técnico e financeiro do MME - ELETROBRÁS - CEPEL - CRESESB;
- Atlas do Potencial Eólico Brasileiro - uma publicação realizada pela CAMARGO SCHUBERT e TRUEWIND SOLUTIONS com suporte técnico e financeiro do MME - ELETROBRÁS - CEPEL - CRESESB;
- Economia Solar Global: Estratégias para a Modernidade Ecológica - publicação de Hermann Scheer;
- Eletrificação Rural Descentralizada: Uma Oportunidade para a Humanidade, Técnicas para o Planeta - uma obra de particular importância para a discussão sobre a universalização do uso da energia elétrica;
- Coletânea de Artigos Vol. 1: Energias Solar e Eólica - Publicação que reúne 21 artigos escritos por diversos pesquisadores brasileiros atuantes nas áreas das energias solar e eólica, com relatos de experiências significativas e que resultaram em contribuições efetivas para o desenvolvimento destas formas de energia no país.
- Coletânea de Artigos Vol. 2: Energias Solar e Eólica - O primeiro volume da Coletânea CRESESB teve ótima aceitação. O conceito de uma publicação concentrando vários artigos importantes mas publicados dispersos em diferentes épocas, em diferentes veículos, parece ter agradado e atingido seu objetivo de facilitar o trabalho dos que precisam de informações qualificadas na área de energias renováveis, em particular solar e eólica. Essa coletânea reúne 33 novos artigos.
- Energia Eólica – curso técnico básico em vídeo sobre o aproveitamento da energia eólica para geração de eletricidade e bombeamento de água;
- Energia Solar – curso técnico em vídeo sobre a utilização de coletores térmicos planos para aquecimento de água;
36 - Qual é o procedimento necessário para a aquisição das publicações do Cresesb?
Para informações sobre o procedimento de aquisição de publicações do CRESESB clique aqui. 37 - O que é o CRESESB?
O CRESESB (Centro de Referência em Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito) é um centro de referência mantido pelo MME – Ministério de Minas e Energia e Sediado no CEPEL, com o objetivo principal de divulgar e fomentar o desenvolvimento das energias solar e eólica no Brasil. 38 - O que são sistemas híbridos?
São sistemas de geração de energia que utilizam simultaneamente várias fontes, como energia solar fotovoltaica, energia eólica, geradores Diesel, etc. Estes sistemas são geralmente de porte relativamente grande e destinam-se a atender ao consumo de uma aldeia ou comunidade. 39 - Existem sistemas híbridos no Brasil?
Sim, mas somente dois, instalados pelo CEPEL em uma vila no Pará e outra no Amazonas, em cooperação técnica com um laboratório federal dos Estados Unidos (NREL – National Renewable Energy Laboratory).
1 - O que é a energia eólica?
A energia eólica é a energia cinética do ar em movimento (ventos), que pode ser aproveitada pelo homem para realizar trabalho útil.
2 - Como são formados os ventos?
Os ventos são causados pelo aquecimento diferenciado da superfície da Terra. Esta não uniformidade na temperatura da superfície da Terra, e conseqüentemente, na atmosfera, é devida principalmente à orientação da Terra no espaço e a seus movimentos de rotação e translação. Em última análise, os regimes de ventos são causados pela desigual distribuição de incidência de energia solar na superfície da Terra.
3 - Como é medida e quantificada a energia eólica?
A energia eólica é medida através de sensores de velocidade e direção do vento, denominados anemômetros, operados por instituições com diferentes objetivos. Em geral, a velocidade do vento é medida em m/s (metros/segundo), podendo ainda ser medida em outras unidades, tais como nós, km/h, etc. O parâmetro mais importante é a velocidade média do vento, mas é desejável conhecer também a sua distribuição estatística de velocidades.
| Tabela de Conversão |
|---|
| km/h x 0,539593 = nó |
| km/h x 0,27778 = m/s |
| metro/s x 1,942535 = nó |
| metro/s x 3,6 = km/h |
| nó x 1,85325 = km/h |
| nó x 0,514792 = metro/s |
4 - Quais as instituições no Brasil que coletam dados de velocidade do vento?
No Brasil, existem inúmeras instituições que coletam dados de vento. Entre elas, o Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) do Ministério da Agricultura, o Ministério da Marinha (BNDO/CHM), o Ministério da Aeronáutica (DEPV e INFRAERO), o Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL), diversas concessionárias de energia elétrica (CEMIG, COELCE, COELBA, COPEL, entre outras), Secretarias de Energia de vários estados, etc.
5 - A velocidade do vento no Brasil permite a utilização da energia eólica?
De uma forma geral, grande parte do litoral brasileiro, em particular o da região Nordeste, apresenta velocidades de vento propícias ao aproveitamento da energia eólica em larga escala. O litoral do Estado do Rio Grande do Sul é também considerado bastante favorável, assim como o litoral Norte do Estado do Rio de Janeiro. No interior do país, em áreas montanhosas também se encontram diversos sítios propícios. A região Norte é a menos favorecida em relação à energia eólica. O potencial eólico brasileiro pode ser conhecido em caráter geral através de consultas aos Atlas Eólicos. O Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, preparado pelo CEPEL, encontra-se disponível para aquisição no CRESESB.
6 - A disponibilidade de energia eólica é constante ao longo do ano?
Geralmente não. Na prática, verifica-se que o recurso eólico apresenta variações temporais em várias ordens de grandeza: variações anuais (em função de alterações climáticas), variações sazonais (em função das diferentes estações do ano), variações diárias (causadas pelo microclima local), variações horárias (brisa terrestre e marítima, por exemplo) e variações de curta duração (rajadas). A variação espacial da energia eólica também é muito grande.
7 - Como varia a disponibilidade de energia eólica com a altura em relação à superfície da terra?
Para qualquer fluido em movimento a velocidade do fluxo aumenta à medida em que este se afasta das superfícies que o delimitam. Portanto, a velocidade do vento aumenta com a altura em relação à superfície da Terra de forma dependente da rugosidade do terreno. Em terrenos planos (baixa rugosidade) esta variação é muito menos significativa do que em terrenos irregulares (alta rugosidade), sendo as áreas urbanas classificadas nesta segunda categoria. Por isso, os aerogeradores são geralmente instaladas em torres elevadas, onde as velocidades são significativamente maiores do que na superfície.
Curva do perfil de velocidades do vento variando com a altura, onde z é a altura de medição e zo é a rugosidade do terreno (Fonte: CEPEL, 2007)
8 - O que são aerogeradores?
São máquinas capazes de transformar a energia cinética dos ventos em energia elétrica. A energia cinética é convertida em energia mecânica rotacional pela turbina eólica. Essa energia mecânica é transmitida pelo eixo através de uma caixa de engrenagens ou diretamente ao gerador, que realiza a conversão eletro-mecânica, produzindo energia elétrica.
A energia elétrica gerada pode ser injetada diretamente na rede elétrica convencional (normalmente aerogeradores de grande porte) ou utilizada em sistemas isolados – eletrificação rural (geralmente aerogeradores de pequeno porte).
9 - Como funciona um aerogerador?
O princípio de funcionamento baseia-se na conversão da energia cinética dos ventos em energia elétrica. Tal processo é resultante do movimento de rotação causada pela incidência do vento nas pás do aerogerador, que converte a energia cinética dos ventos em potência mecânica rotacional no eixo do rotor. Essa potência mêcanica é então transmitida ao gerador, que através de uma processo de conversão eletro-mecânica, produz uma potência elétrica de saída.
As pás das máquinas modernas são dispositivos aerodinâmicos com perfis especialmente desenvolvidos, equivalentes às asas dos aviões, e que funcionam pelo princípio físico da sustentação.
O diagrama a seguir descreve as forças aerodinâmicas vistas no corte de uma pá de aerogerador.
A força de sustentação é perpendicular ao fluxo do vento resultante visto pela pá (Vres), resultado da subtração vetorial da velocidade do vento incidente (Vw) com a velocidade tangencial da pá da turbina eólica (Vtan), conforme a equação a seguir.
Onde Vtan é produto da velocidade angular do rotor (wrotor) pelo raio do rotor :
A força de arrasto é produzida na mesma direção de Vres. A resultante das componentes da força de sustentação e de arrasto na direção Vtan, produz o torque (Tmec) da turbina eólica. A potência mecânica (Pmec) extraída do vento é igual ao torque vezes a velocidade angular do rotor, conforme a equação abaixo.
10 - Existem muitos tipos de aerogeradores?
Sim. Atualmente as máquinas de grande porte disponíveis são em esmagadora maioria máquinas tripás de eixo horizontal. Contudo, existem inúmeros outros tipos de aerogeradores, tais como as máquinas bipás, monopás, quadripás e multipás de eixo horizontal, além das máquinas Darrieus e Savonius de eixo vertical, bem como diversos outros dispositivos. Estas inúmeras variantes são normalmente utilizadas apenas para máquinas de pequeno porte.
Eixo horizontal | Eixo vertical |
11 - Este tipo de tecnologia é nova?
Não. Na verdade, as máquinas movidas pelo vento são utilizadas desde a Idade Antiga, e podem ser consideradas como um dos primeiros avanços tecnológicos da humanidade. O primeiro registro histórico de utilização da força motriz do vento para bombeamento de água e moagem de grãos através de cata-ventos remonta à Pérsia (atual Iraque/Irã), por volta do ano 200 AC, sendo que máquinas semelhantes têm sido utilizadas continuamente na Europa há muitos séculos. Os cata-ventos multipás para bombeamento d’água são bastante conhecidos e utilizados há muitas décadas, inclusive no interior do Brasil. As aerogeradores de pequeno porte para geração de energia elétrica (sistemas isolados) também têm sido usadas há cerca de 20 anos. A primeira aerogerador de grande porte para geração de energia elétrica remonta à década de 1950 e esta tecnologia tem tido grande impulso na Europa desde a década de 1980.
Moinho de Vento Persa de 200 A.C. | Moinho de Vento do tipo "Post Mill" de 900 D.C. |
Aerogerador moderno usado atualmente | |
12 - Esta tecnologia está comercialmente disponível no Brasil?
Sim, existem diversas empresas fornecedoras de máquinas de pequeno porte para aplicações em sistemas autônomos isolados, a seção ">>Guia de Instituições e Empresas" apresenta uma listagem contendo dados de muitas delas.
13 - Quais são os componentes de um aerogerador?
O aerogerador é composto pelos seguintes subconjuntos:
- rotor - é o componente que efetua a transformação da energia cinética dos ventos em energia mecânica de rotação. No rotor são fixadas as pás da turbina. Todo o conjunto é conectado a um eixo que transmite a rotação das pás para o gerador, muitas vezes através de uma caixa multiplicadora;
- nacele - é o compartimento instalado no alto da torre e que abriga todo o mecanismo do gerador, o qual pode incluir: caixa multiplicadora, freios, embreagem, mancais, controle eletrônico, sistema hidráulico, etc.
- torre - é o elemento que sustenta o rotor e a nacele na altura adequada ao funcionamento da turbina eólica. É um item estrutural de grande porte e de elevada contribuição no custo inicial do sistema. Em geral, as torres são fabricadas de metal (treliçada ou tubular) ou de concreto. As torres de aerogeradores de pequeno porte são estaiadas (sustentadas por cabos tensores) enquanto as das turbinas de médio e grande porte são auto-portantes.
| |
| 1 - Controlador do Cubo 2 - Controle pitch3 - Fixação das pás no cubo 4 - Eixo principal 5 - Aquecedor de óleo 6 - Caixa multiplicadora 7 - Sistema de freios 8 - Plataforma de serviços 9 - Controladores e Inversores 10 - Sensores de direção e velocidade do vento | 11 - Transformador de alta tensão 12 - Pás 13 - Rolamento das pás 14 - Sistema de trava do rotor 15 - Sistema hidráulico 16 - Plataforma da nacele 17 - Motores de posicionamento da nacele 18 - Luva de acoplamento 19 - Gerador 20 - Aquecimento de ar |
(Fonte: VESTAS, 2006)
14 - Quais são as potências de aerogeradores disponíveis comercialmente para geração de energia elétrica?
- Pequeno porte – potência nominal menor ou igual a 10 kW, normalmente utilizado em residências rurais, fazendas e aplicações remotas;
- Médio porte – potência nominal na faixa de 10 - 250 kW, sendo destinadas à utilização em pequenas comunidas, sistemas híbridos e geração distribuída;
- Grande porte – potência nominal maior do que 250 kW, sendo destinadas à utilização em parques eólicos e geração distribuída.
15 - Como são as máquinas que aproveitam diretamente a energia eólica para bombeamento de água?
Estas máquinas são dispositivos puramente mecânicos, nos quais o rotor, geralmente do tipo multipás, é acoplado a um eixo de manivelas (girabrequim) horizontal que transforma o movimento rotativo em um movimento linear, o qual por meio de uma longa haste metálica vertical aciona uma bomba d’água submersa do tipo piston.
No caso de bombeamento de água de poços, o equipamento é montado diretamente acima do poço. Este tipo de dispositivo é muito comum no interior do Brasil, sendo também bastante utilizado nas salinas localizadas em alguns pontos do litoral (RJ e RN). Estas máquinas são denominadas popularmente no Brasil de cata-ventos.
16 - Como é o comportamento de um aerogerador em função da velocidade do vento?
Ventos com baixa velocidade não têm energia suficiente para acionar os aerogeradores, que só funcionam a partir de uma determinada velocidade mínima, que normalmente varia entre 2,5m/s e 4,0m/s. Com o aumento da velocidade do vento, a potência no eixo da máquina aumenta gradativamente até atingir a potência nominal da máquina, que ocorre a uma determinada velocidade nominal do vento, a qual varia geralmente entre 9,5m/s e 15,0m/s. Para velocidades do vento superiores à nominal, em muitas máquinas, a potência permanece constante até uma velocidade de corte superior, na qual a máquina deve sair automaticamente de operação para evitar que sofra danos estruturais. É importante saber que a energia disponível varia com o cubo da velocidade do vento, de forma que o dobro de velocidade representa um aumento de oito vezes em energia.
Curva característica de potência de um aerogerador (Fonte: ENERCON, 2007)
17 - Como saber quanta energia elétrica será gerada em determinado local?
Para estimar com confiabilidade a energia produzida por um aerogerador é necessário conhecer, além das características da máquina que será utilizada (curva potência x velocidade do vento), a distribuição estatística da velocidade do vento no local onde ela será instalada. Tais dados de vento normalmente só são obtidos por meio de levantamentos específicos do potencial eólico efetuados no próprio local de interesse.
18 - Qual é a velocidade média mínima do vento que permite a utilização de aerogeradores?
Depende da aplicação. Geralmente para aplicações em larga escala com máquinas de grande porte, se requer uma velocidade média de, no mínimo, 6,5m/s a 7,5m/s, para que os sistemas sejam economicamente viáveis. Já para a utilização em sistemas isolados pequenos, incluindo os sistemas mecânicos para bombeamento d’água, assume-se que uma média de 3,5m/s a 4,5m/s é o mínimo admissível. Estes valores consideram tanto a viabilidade técnica quanto econômica.
19 - Quem fabrica aerogeradores para geração de energia elétrica?
Mundialmente existem dezenas de fabricantes de aerogeradores. A título de informação podemos citar: Enercon (Alemanha), Neg Micon (Alemanha), Vestas (Dinamarca), Nordex (Alemanha), Jacobs (Alemanha), Bergey Windpower (Estados Unidos), Zond (Estados Unidos), Wobben Windpower (Brasil), etc.
20 - Existe fabricação nacional de aerogeradores?
Sim, existe a WOBBEN, uma subsidiária brasileira da ENERCON (empresa alemã) instalada no Estado de São Paulo (Sorocaba). Inicialmente, esta fábrica dedicou-se apenas à produção das pás para aerogeradores de grande porte, visando essencialmente a exportação. Em 2000, foram produzidos os primeiros aerogeradores brasileiros completos, tanto para exportação quanto para atender ao mercado interno. Existem também vários outros fabricantes 100% nacionais de pequenos cata-ventos mecânicos para bombeamento d’água e geração elétrica.
Geralmente isto não é considerado viável. Conforme já mencionado, as áreas urbanas são locais que apresentam rugosidade bastante elevada, de forma que os ventos próximos à superfície são fracos e muito turbulentos.
22 - Quais são as principais aplicações dos sistemas eólicos para geração de energia elétrica?
Existem duas vertentes: os sistemas de grande porte interligados à rede elétrica, normalmente denominados "Parques Eólicos", e os sistemas isolados.
- Parques Eólicos – Constituem sistemas de grande porte, com potência instalada na faixa de unidades a dezenas de MW. As parques eólicos podem ser dotadas de várias dezenas de aerogeradores e injetam toda a energia gerada na rede elétrica convencional, funcionando como uma usina geradora; são também denominadas usinas eólicas;
- Sistemas Isolados – São sistemas autônomos de pequeno porte, com potência instalada na faixa de centenas de W a unidades de kW, normalmente destinados à eletrificação rural. Tais sistemas podem destinar-se a alimentar uma residência rural, uma fazenda, uma aldeia ou outro tipo de instalação.
23 - É economicamente viável a utilização de energia eólica para estas aplicações?
Sim, totalmente viável nos locais onde os ventos são favoráveis uma vez que a viabilidade de tais empreendimentos está condicionada à velocidade dos ventos no local.
No caso dos sistemas isolados de pequeno porte a viabilidade é obtida naturalmente para velocidades de vento baixas, pois deve-se comparar os custos dos sistemas eólicos com os elevados custos de extensão da rede elétrica convencional.
No caso das parques eólicos, a viabilidade ainda só é alcançada para velocidades de vento elevadas, pois têm que competir com os custos de energia obtidos com as formas de geração convencional (hidroelétrica, térmica, etc). Nos locais favoráveis, os investimentos em energia eólica são bastante rentáveis e têm sido explorados em todo o mundo pela iniciativa privada. Em alguns países (Dinamarca e Alemanha) a energia eólica já é complementar à geração convencional e tem participação expressiva na matriz energética nacional.
24 - Além do aerogerador, quais os demais componentes de um sistema eólico autônomo para geração de energia?
Os equipamentos que compõem um sistema eólico autônomo para geração de energia elétrica são:
- aerogerador – gera energia elétrica a partir da energia cinética dos ventos;
- banco de baterias - composto por uma ou mais baterias, normalmente baterias Chumbo-ácido 12V seladas; funciona como elemento armazenador de energia elétrica para uso durante os períodos de calmaria, quando não há disponibilidade de vento;
- controlador de carga – dispositivo eletrônico que protege as baterias contra sobrecarga ou descarga excessiva;
- inversor – dispositivo eletrônico que converte a energia elétrica em corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA), de forma a permitir a utilização de eletrodomésticos convencionais. Alguns sistemas pequenos não empregam inversor e utilizam cargas (luminárias, TV, etc.) alimentadas diretamente por corrente contínua (CC).
Aqui considera-se que o aerogerador já produz energia em um nível de tensão CC compatível com o do banco de baterias; caso contrário, são ainda necessários outros dispositivos para efetuar a conversão.
25 - Como os aerogeradores de grande porte são conectadas à rede elétrica convencional?
Geralmente a conexão é feita por meio dos seguintes dispositivos:
- Conversor eletrônico de potência – equipamento eletrônico (composto por retificador, inversor, etc.) que converte a energia gerada pela turbina, em geral AC de tensão e freqüência variáveis, para níveis adequados à injeção na rede;
- Transformador – equipamento elétrico que aumenta o nível de tensão gerado pelo conversor para a tensão da rede, da ordem de dezenas ou centenas de kV (linha de transmissão).
Os sistemas conectados à rede geralmente não são dotados de armazenamento de energia (baterias), de forma que produzem energia somente quando existe disponibilidade de vento.
26 - Como são os sistemas eólicos para bombeamento de água?
Os sistemas eólicos para bombeamento de água são compostos pelos seguintes equipamentos:
- aerogerador – gera energia elétrica a partir da energia cinética dos ventos;
- controlador de bomba – dispositivo eletrônico que condiciona a energia gerada pela turbina de forma a ser utilizada de forma eficiente pelo conjunto motor elétrico/bomba d’água;
- conjunto motor/bomba – pode ser de diversos tipos e utilizar motores elétricos CC ou CA (depende do fabricante);
- sistema hidráulico – reservatório, registros, etc.
OBS: A descrição acima refere-se ao sistema de bombeamento elétrico; os sistemas puramente mecânicos já foram descritos anteriormente.
27 - Quais são os impactos ambientais da utilização de energia eólica?
Os equipamentos de pequeno porte têm impacto ambiental são desprezíveisl. Os impactos ambientais das parques eólicos, embora pequenos, podem ser classificados em quatro tipos:
- Impactos visuais – O impacto visual de um parque eólico na paisagem é muito subjetivo. Alguns vêem a turbina eólica como um símbolo de energia limpa e bem recebida, outras reagem negativamente à nova paisagem.
- Emissão de ruído – Durante a década de oitenta e início da década de noventa, o problema foi um obstáculo a disseminação da energia eólica. O desenvolvimento tecnológico nos últimos anos, juntamente com as novas exigências de um mercado crescente e promissor, promoveram um avanço significativo na diminuição dos níveis de ruído produzido pelas turbinas eólicas.
- Sombras/reflexos – As pás das turbinas produzem sombras e/ou reflexos móveis que também são indesejáveis nas áreas residenciais. Atualmente os projetos de energia eólica levam em consideração esse fator solucionando esse problema.
- Impactos sobre a fauna – No início da utilização da aerogeradores não havia se considerado o comportamento migratório de aves, o que resultou em acidente e morte de alguns pássaros. Mas devemos observar que muitas vezes, pássaros colidem com estruturas com as quais têm dificuldade de visualização tais como torres de alta voltagem, mastros e janelas de edifícios. Os pássaros também morrem por vários outros motivos entre eles o tráfego de veículos em auto-estradas e as caçadas. Os novos projetos de energia eólica só são licitados com uma avaliação prévia dos impactos ambientais na região.
28 - Existem parques eólicos em operação no Brasil?
Sim, diversas. Abaixo é apresentada uma listagem das parques eólicos em operação no Brasil (Fonte: www.aneel.gov.br, 2007).
| Usinas Eólicas em Operação | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Usina | Potência (kW) | Destino da Energia | Município | ||||||
| Eólica de Prainha | 10.000 | PIE | Aquiraz - CE | ||||||
| Eólica de Taíba | 5.000 | PIE | São Gonçalo do Amarante - CE | ||||||
| Eólica-Elétrica Experimental do Morro do Camelinho | 1.000 | SP | Gouveia - MG | ||||||
| Eólio - Elétrica de Palmas | 2.500 | PIE | Palmas - PR | ||||||
| Eólica de Fernando de Noronha | 225 | PIE | Fernando de Noronha - PE | ||||||
| Mucuripe | 2.400 | PIE | Fortaleza - CE | ||||||
| RN 15 - Rio do Fogo | 49.300 | PIE | Rio do Fogo - RN | ||||||
| Eólica de Bom Jardim | 600 | PIE | Bom Jardim da Serra - SC | ||||||
| Eólica Olinda | 225 | PIE | Olinda - PE | ||||||
| Parque Eólico do Horizonte | 4.800 | APE-COM | Água Doce - SC | ||||||
| Macau | 1.800 | APE | Macau - RN | ||||||
| Eólica Água Doce | 9.000 | PIE | Água Doce - SC | ||||||
| Parque Eólico de Osório | 50.000 | PIE | Osório - RS | ||||||
| Parque Eólico Sangradouro | 50.000 | PIE | Osório - RS | ||||||
| Parque Eólico dos Índios | 50.000 | PIE | Osório - RS | ||||||
| Total: 15 Usina(s) | Potência Total: 236.850 kW | ||||||||
| Legenda | |
|---|---|
| SP | Serviço Público |
| PIE | Produção Independente de Energia |
| APE | Autoprodução de Energia |
A energia eólica é considerada a fonte alternativa que apresenta maior potencial de crescimento no Brasil a curto e médio prazos e existem inúmeras outras parques eólicos em planejamento ou em projeto, a maioria com investimentos feitos pela iniciativa privada (empresas estrangeiras).
29 - E a utilização de parques eólicos em outros países?
A energia eólica tem apresentado crescimento acelerado em todo o mundo, atingindo cerca de 32% ao ano no período de 1998-2002 (Fonte: AWEA). Normalmente os investimentos são feitos pela iniciativa privada, mas contam com muitos incentivos governamentais. Os locais do mundo de maior utilização de energia eólica são:
- Europa – costas do Mar do Norte, incluindo Dinamarca, Alemanha, Holanda e Inglaterra; na Dinamarca já existe inclusive uma fazenda eólica "off-shore", ou seja, instalada no mar;
- Estados Unidos – montanhas do Estado da Califórnia e no Estado do Texas.
A tabela abaixo mostra, além do Brasil, os 12 países de maior utilização de energia eólica no mundo, juntamente com a potência eólica instalada (MW) nestes países, segundo estimativas da WWEA e AWEA (dados de final de 2006). O Brasil, com cerca de 237 MW instalados, ocupa a 20a posição nesta lista (Fonte: WWEA e http://www.windpower-monthly.com/WPM:WINDCATOR::)
| -- | País | Potência (MW) |
|---|---|---|
| 1 | Alemanha | 20622 |
| 2 | Espanha | 11615 |
| 3 | Estados Unidos | 11603 |
| 4 | Índia | 6270 |
| 5 | Dinamarca | 3136 |
| 6 | China | 2604 |
| 7 | Itália | 2123 |
| 8 | Reino Unido | 1963 |
| 9 | Portugal | 1716 |
| 10 | França | 1567 |
| 11 | Canadá | 1459 |
| 12 | Japão | 1394 |
| 20 | Brasil | 237 |
Ainda segundo dados de final de 2006, o total mundial instalado de energia eólica é de 74.185MW, um valor superior à potência de Itaipu, a maior usina hidroelétrica do mundo com 12.600MW.
30 - O que é o PROINFA?
O Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica - PROINFA foi criado no âmbito do Ministério de Minas e Energia - MME pela Lei no 10.438 de 26 de abril de 2002 e tem como objetivo a diversificação da matriz energética brasileira e a busca por soluções de cunho regional com a utilização de fontes renováveis de energia, mediante o aproveitamento econômico dos insumos disponíveis e das tecnologias aplicáveis, a partir do aumento da participação da energia elétrica produzida com base nas fontes eólica, pequenas centrais hidrelétricas - PCH e biomassa no Sistema Elétrico Interligado Nacional - SIN.
O PROINFA, na sua primeira etapa, promoverá a implantação de 3.300 MW de capacidade em instalações de produção com início de funcionamento previsto para até 30 de dezembro de 2006, sendo assegurada a compra da energia a ser produzida durante 15 anos, a partir da data de entrada em operação definida no contrato.
31 - Qual é a durabilidade dos sistemas eólicos autônomos e quais suas necessidades de manutenção?
De uma forma geral, os sistemas eólicos são bastante duráveis e precisam de pouca manutenção. A vida útil de aerogeradores é estimada em 15 anos. Os dispositivos eletrônicos (inversor, controlador de carga) têm vida útil superior a 10 anos. No caso de sistemas eólicos isolados com armazenamento de energia em baterias, as baterias são consideradas o ponto crítico do sistema, mas quando este é bem projetado elas têm vida útil de 4 a 5 anos.
32 - Pode-se utilizar baterias automotivas em sistemas eólicos autônomos?
Não é recomendável, pois a vida útil das baterias automotivas neste tipo de aplicação é estimada em cerca de 2 anos. Recomenda-se a utilização de baterias estacionárias de ciclo profundo, que têm uma vida útil de 4 a 5 anos.
33 - Como projetar e instalar um sistema eólico autônomo de geração de energia para uso próprio?
Normalmente o usuário comum (leigo) não está habilitado a projetar e instalar um sistema eólico por conta própria. Recomenda-se recorrer a empresas especializadas como, por exemplo, as relacionadas no ">>Guia de Instituições e Empresas".
34 - O CEPEL tem instalado sistemas eólicos no Brasil?
Sim, o CEPEL atua desde 1992 nesta área, já tendo participado de projetos piloto para avaliação e demonstração desta tecnologia, em cooperações técnicas internacionais. Em 2001 o CEPEL publicou o Atlas do Potencial Eólico Brasileiro e atualmente desenvolve alguns projetos em parceria com o Ministério da Marinha e a Petrobrás.
35 - Onde posso obter publicações sobre energia solar e eólica?
O CRESESB tem disponíveis as seguintes publicações:
- Manual de Engenharia para Sistemas Fotovoltaicos – publicação contendo muitas informações técnicas básicas sobre energia solar fotovoltaica, destinadas a estudantes universitários, professores e profissionais da área técnica interessados nesta fonte de energia;
- Atlas Solarimétrico do Brasil - uma publicação realizada pela UFPE e CHESF com suporte técnico e financeiro do MME - ELETROBRÁS - CEPEL - CRESESB;
- Atlas do Potencial Eólico Brasileiro - uma publicação realizada pela CAMARGO SCHUBERT e TRUEWIND SOLUTIONS com suporte técnico e financeiro do MME - ELETROBRÁS - CEPEL - CRESESB;
- Economia Solar Global: Estratégias para a Modernidade Ecológica - publicação de Hermann Scheer;
- Eletrificação Rural Descentralizada: Uma Oportunidade para a Humanidade, Técnicas para o Planeta - uma obra de particular importância para a discussão sobre a universalização do uso da energia elétrica;
- Coletânea de Artigos Vol. 1: Energias Solar e Eólica - Publicação que reúne 21 artigos escritos por diversos pesquisadores brasileiros atuantes nas áreas das energias solar e eólica, com relatos de experiências significativas e que resultaram em contribuições efetivas para o desenvolvimento destas formas de energia no país.
- Coletânea de Artigos Vol. 2: Energias Solar e Eólica - O primeiro volume da Coletânea CRESESB teve ótima aceitação. O conceito de uma publicação concentrando vários artigos importantes mas publicados dispersos em diferentes épocas, em diferentes veículos, parece ter agradado e atingido seu objetivo de facilitar o trabalho dos que precisam de informações qualificadas na área de energias renováveis, em particular solar e eólica. Essa coletânea reúne 33 novos artigos.
- Energia Eólica – curso técnico básico em vídeo sobre o aproveitamento da energia eólica para geração de eletricidade e bombeamento de água;
- Energia Solar – curso técnico em vídeo sobre a utilização de coletores térmicos planos para aquecimento de água;
36 - Qual é o procedimento necessário para a aquisição das publicações do Cresesb?
Para informações sobre o procedimento de aquisição de publicações do CRESESB clique aqui.
37 - O que é o CRESESB?
O CRESESB (Centro de Referência em Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito) é um centro de referência mantido pelo MME – Ministério de Minas e Energia e Sediado no CEPEL, com o objetivo principal de divulgar e fomentar o desenvolvimento das energias solar e eólica no Brasil.
38 - O que são sistemas híbridos?
São sistemas de geração de energia que utilizam simultaneamente várias fontes, como energia solar fotovoltaica, energia eólica, geradores Diesel, etc. Estes sistemas são geralmente de porte relativamente grande e destinam-se a atender ao consumo de uma aldeia ou comunidade.
39 - Existem sistemas híbridos no Brasil?
Sim, mas somente dois, instalados pelo CEPEL em uma vila no Pará e outra no Amazonas, em cooperação técnica com um laboratório federal dos Estados Unidos (NREL – National Renewable Energy Laboratory).
