Energia Eólica: Como funciona? Vantagens e desvantagens
31/03/2019 17:27
A energia eólica é uma forma de energia solar. A energia eólica descreve o processo pelo qual o vento é usado para gerar eletricidade. As turbinas eólicas convertem a energia cinética do vento em energia mecânica e um gerador converte a energia mecânica em eletricidade. A energia mecânica também pode ser utilizada diretamente para tarefas específicas, como bombeamento de água.
Como o vento cria energia?
Como as turbinas eólicas produzem eletricidade? Em termos simples, as turbinas eólicas funcionam como o oposto de um ventilador. Em vez de usar eletricidade para fazer vento – como um ventilador – as turbinas eólicas usam o vento para produzir eletricidade. O vento gira as pás, que por sua vez, giram um gerador para gerar eletricidade.
O vento é uma forma de energia solar, como ja disse no começo, causada por uma combinação de três eventos simultâneos:
- O sol aquece de forma desigual a atmosfera
- Irregularidades da superfície da terra
- A rotação da terra.
Os padrões e velocidades do fluxo de vento variam muito e são modificados por corpos de água, vegetação e diferenças de terreno. Os humanos usam esse fluxo de vento, ou energia de movimento, para muitos propósitos: velejar, empinar pipas e até gerar eletricidade.
O termo “energia eólica” descreve o processo pelo qual o vento é usado para gerar energia mecânica ou eletricidade. As turbinas eólicas convertem a energia cinética do vento em energia mecânica. Essa energia mecânica pode ser usada para tarefas específicas (como moer grãos ou bombear água) ou um gerador pode converter essa energia mecânica em eletricidade.
Uma turbina eólica transforma energia do vento em eletricidade usando a força aerodinâmica criada pelas pás do rotor, que funcionam de forma semelhante a uma asa de avião ou lâmina de rotor de helicóptero.
Quando o vento flui através da lâmina, a pressão do ar em um lado da lâmina diminui. A diferença na pressão do ar entre os dois lados da lâmina cria elevação e arrasto. A força do elevador é mais forte que o arrasto e isso faz com que o rotor gire. O rotor é conectado ao gerador, seja diretamente (se for uma turbina de acionamento direto) ou através de um eixo e uma série de engrenagens (uma caixa de engrenagens) que aceleram a rotação e permitem um gerador fisicamente menor. Esta tradução da força aerodinâmica para a rotação de um gerador gera eletricidade.
Tipos de turbinas eólicas
Modernas turbinas eólicas se dividem em dois grupos básicos:
Turbinas de Eixo Horizontal: As turbinas eólicas de eixo horizontal são o que muitas pessoas imaginam quando se pensa em turbinas eólicas. Eles geralmente têm três pás e são operados “contra o vento”, com a turbina girando no topo da torre, de modo que as lâminas fiquem voltadas para o vento.
Turbinas de Eixo Vertical: As turbinas eólicas de eixo vertical vêm em diversas variedades. Essas turbinas são omnidirecionais, o que significa que elas não precisam ser ajustadas para apontar para o vento para operar.
CARACTERÍSTICAS DA TURBINA EÓLICA
Como as turbinas eólicas produzem energia? O funcionamento de uma turbina eólica pode ser explicado em função das seguintes fases:
Orientação Automática
A turbina eólica é automaticamente orientada para aproveitar ao máximo a energia cinética do vento, a partir dos dados registrados pela palheta e anemômetro instalados no topo. A nacela gira em torno de uma coroa localizada no final da torre.
Giro das Lâminas
O vento faz as pás girar, que começam a se mover com velocidades de vento de cerca de 3,5 m / se fornecem potência máxima com uma velocidade do vento de 11 m / s. Com ventos muito fortes (25 m / s), as pás são emplumadas e a turbina eólica diminui para evitar tensões excessivas.
Caixa de Velocidade
O rotor (unidade de três lâminas ajustadas no cubo) gira um eixo lento que é conectado a uma caixa de engrenagens que eleva a velocidade de rotação de 13 para 1.500 rotações por minuto.
Geração
A caixa de transmissão transfere sua energia através de um eixo rápido que é conectado ao gerador, que produz a eletricidade.
Evacuação
A energia gerada atravessa o interior da torre até a base. A partir daí, a energia passa por uma linha subterrânea até a subestação, onde sua tensão é elevada para injetar na rede elétrica e distribuí-la aos pontos de consumo.
Monitoramento
Todas as funções críticas da turbina eólica são monitoradas e supervisionadas a partir da subestação e do centro de controle, a fim de detectar e resolver quaisquer incidentes.
Vantagens
As vantagens da energia eólica são mais aparentes do que as desvantagens. As principais vantagens incluem um recurso ilimitado, livre e renovável (o próprio vento), valor econômico, custo de manutenção e instalação de instalações de captação eólica.
Em primeiro lugar, o vento é um recurso ilimitado, livre e renovável. O vento é uma ocorrência natural e a colheita da energia cinética do vento não afeta de forma alguma as correntes ou os ciclos de vento. Em seguida, a colheita de energia eólica é uma maneira limpa e não poluente de gerar eletricidade.
Ao contrário de outros tipos de usinas, não emite poluentes atmosféricos ou gases de efeito estufa. As turbinas eólicas inofensivamente geram eletricidade a partir do vento que passa. A energia eólica é muito mais ecológica do que a queima de combustíveis fósseis para eletricidade.
Atualmente, o Brasil, juntamente com outros países, permanece dependente de combustíveis fósseis importados de nações instáveis e não confiáveis. É provável que as tensões sobre o fornecimento (de combustíveis fósseis) aumentem os preços dos combustíveis fósseis e deixem a economia do Brasil exposta à volatilidade do mercado internacional.
A energia eólica tem a capacidade de libertar o Brasil da servidão econômica figurativa dos combustíveis fósseis. Uma vez instaladas turbinas e centros de energia, o custo de manutenção de turbinas e geração de energia eólica é quase nada. Outra vantagem da energia eólica é a capacidade de colocar turbinas sempre que necessário. Após realizar pesquisas e encontrar áreas com vento adequado, os especialistas podem colocar as turbinas nas áreas desejadas.
Essas áreas são geralmente despovoadas (turbinas eólicas offshore, por exemplo). Na verdade, os ventos offshore tendem a soprar mais forte e uniformemente do que em terra, fornecendo o potencial para geração de eletricidade aumentada e operação mais suave, mais constante que sistemas de energia eólica terrestre.
BENEFÍCIOS DA ENERGIA EÓLICA
A energia eólica é uma fonte de energia renovável. Não contamina, é inesgotável e reduz o uso de combustíveis fósseis, que são a origem dos gases de efeito estufa que causam o aquecimento global. Além disso, a energia eólica é uma energia “nativa”, porque está disponível em praticamente todos os lugares da usina, o que contribui para reduzir as importações de energia e para criar riqueza e empregos locais.
Por estas razões, produzir eletricidade através da energia eólica e seu uso eficiente contribui para o desenvolvimento sustentável.
A energia eólica não emite substâncias tóxicas ou contaminantes no ar, o que pode ser muito prejudicial para o meio ambiente e para os seres humanos. As substâncias tóxicas podem acidificar os ecossistemas terrestres e aquáticos e corroer os edifícios. Contaminantes do ar podem desencadear doenças cardíacas, câncer e doenças respiratórias, como asma.
A energia eólica não gera resíduos nem contamina a água – um fator extremamente importante, dada a escassez de água. Ao contrário dos combustíveis fósseis e das usinas nucleares, a energia eólica tem uma das menores pegadas de consumo de água, o que a torna essencial para a conservação de recursos hidrológicos.
Benefícios da energia eólica:
- Energia renovável
- Inesgotável
- Não poluente
- Reduz o uso de combustíveis fósseis
- Reduz as importações de energia
- Cria riqueza e emprego local
- Contribui para o desenvolvimento sustentável
Desvantagens
As duas principais desvantagens da energia eólica incluem o custo inicial e a imaturidade da tecnologia. Em primeiro lugar, a construção de turbinas e instalações eólicas é extremamente cara. A segunda desvantagem é a imaturidade da tecnologia. O alto custo da energia pode, em parte, ser tratado diretamente com inovações tecnológicas que aumentam a confiabilidade e a produção de energia e diminuem as despesas de capital do sistema.
A energia eólica offshore produz mais energia do que a energia eólica terrestre, mas custa muito mais para ser estabelecida. Os custos primários das turbinas eólicas incluem construção e manutenção.
É necessária uma nova tecnologia para reduzir custos, aumentar a confiabilidade e a produção de energia, resolver problemas de implantação regional, expandir a área de recursos, desenvolver infraestrutura e instalações de fabricação e mitigar os impactos ambientais conhecidos. Assim sendo, pode-se argumentar que a implementação da energia eólica deve ser adiada até que os avanços tecnológicos sejam feitos. Outras desvantagens incluem:
Impacto Estético: Muitas pessoas estão preocupadas com os efeitos visuais que as turbinas eólicas têm nas belas paisagens da natureza. Eles acreditam que turbinas eólicas gigantes distraem os espectadores dos belos arredores.
Vida Selvagem: As turbinas eólicas podem ser perigosas para os animais que voam. Muitos pássaros e morcegos foram mortos por voar para os rotores. Os especialistas estão agora realizando pesquisas para aprender mais sobre os efeitos que as turbinas eólicas têm nos habitats marinhos.
Distanciamento da localização: Embora isso possa ser uma vantagem (colocar turbinas eólicas em áreas desoladas, longe das pessoas), também pode ser uma desvantagem. O custo de viagem e manutenção nas turbinas aumenta e é demorado. Turbinas eólicas offshore exigem barcos e podem ser perigosas para serem gerenciadas.
Ruído: Algumas turbinas eólicas tendem a gerar muito ruído que pode ser desagradável.
