REPÚBLICA
DE ANGOLA
MINISTÉRIO
DA EDUCAÇÃO
INSTITUTO
MÉDIO POLITÉCNICO DO BENGO
IMPB
TRABALHO DE INGLÊS
TEMA
ENERGIA EÓLICA
CAXITO-2019
ENERGIA
EÓLICA
GRUPO Nº 02
CLASSE: 10ª
TURMA: 10A
SALA: 01
PERÍODO: MANHÃ
O DOCENTE
_______________________
DANDE-CAXITO
SETEMBRO - 2019
INTEGRANTES DO GRUPO
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N/O
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NOME COMPLETO
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NOTA
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ÍNDICE
1-INTRODUÇÃO
Falar da energia eólica
é muito importante, pois, a energia eólica possui um papel importante por ser
uma das fontes renováveis de energia mais avançadas em termos tecnológicos e de
aplicação. Além de não emitir gases poluentes em sua operação, utiliza um
combustível inesgotável e sem custos. As tendências no padrão atual de consumo
e de produção de energia têm se mostrado cada vez mais insustentáveis. De
acordo com a Agência Internacional de Energia (IEA), se nenhuma atitude mais
concreta for tomada por parte dos países, as emissões de CO2 irão mais do que
dobrar até 2050 e o aumento da demanda por petróleo irá agravar as preocupações
com o suprimento de energia.
Sendo
assim, os governos têm investido na diversificação da sua matriz energética,
englobando fontes alternativas de energia a fim de diminuir a dependência por
combustíveis fósseis (associados a uma alta volatilidade de preços e incerteza
com relação à oferta) e alcançar as metas de redução de emissões estabelecidas
nos acordos internacionais sobre o meio ambiente.
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. Essas e outras metas estão sendo cumpridas muito
antes do esperado (4.000 MW em 1996, 11.500 MW em 2001). As metas atuais são de
40.000 MW na Europa até 2010.
2-FUNDAMENTAÇÃO TEORICA
2.1-Conceitos e Definições
Denomina-se
energia eólica a energia cinética contida nas massas de ar em movimento
(vento). Seu aproveitamento ocorre por meio da conversão da energia cinética de
translação em energia cinética de rotação, com o emprego de turbinas eólicas,
também denominadas aero geradores, para a geração de eletricidade, ou
cataventos (e moinhos), para trabalhos mecânicos como bombeamento de água.
Energia eólica
é uma forma de energia solar produzida pelos ventos. As massas de ar que se movimentam
na atmosfera devido a diferenças de pressão causadas pelo aquecimento irregular
da superfície da Terra. Enquanto o sol aquece o ar, água e terra de um
hemisfério, o outro é resfriado por radiação térmica enviada ao espaço.
Diariamente a rotação da Terra espalha esse ciclo de aquecimento e resfriamento
sobre sua superfície. O aquecimento
desigual de oceanos e superfícies da terra, que possuem diferentes capacidades
de absorver e armazenar calor acaba provocando os deslocamentos de massas de
ar. A humanidade aprendeu a aproveitar a energia dos ventos para executar uma
série de trabalhos ao longo dos tempos. Os usos mais tradicionais incluem os
moinhos de ventos usados para moagem, irrigação, bombeamento de água.
A produção
mundial de eletricidade a partir da energia eólica cresceu de praticamente zero
no início da década de 80 para mais de 20 TWh/ano no final da década de
noventa, com um montante investido em torno de um bilhão de dólares. A
capacidade de geração acumulada no mundo atingiu 10 GW. A taxa de crescimento
no cenário internacional durante a década de 90 foi de 23%, a maior taxa entre
as tecnologias de geração de eletricidade.
2.2- Disponibilidades de Recursos
A avaliação do
potencial eólico de uma região requer trabalhos sistemáticos de coleta e
análise de dados sobre a velocidade e o regime de ventos. Geralmente, uma
avaliação rigorosa requer levantamentos específicos, mas dados coletados em
aeroportos, estações meteorológicas e outras aplicações similares podem
fornecer uma primeira estimativa do potencial bruto ou teórico de
aproveitamento da energia eólica.
Para que a
energia eólica seja considerada tecnicamente aproveitável, é necessário que sua
densidade seja maior ou igual a 500 W/m2, a uma altura de 50 m, o que requer
uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s (GRUBB; MEYER, 1993). Segundo a
Organização Mundial de Meteorologia, em apenas 13% da superfície terrestre o
vento apresenta velocidade média igual ou superior a 7 m/s, a uma altura de 50
m. Essa proporção varia muito entre regiões e continentes, chegando a 32% na
Europa Ocidental, como indicado na Tabela 6.1. Mesmo assim, estima-se que o
potencial eólico bruto mundial seja da ordem de 500.000 TWh por ano. Devido,
porém, a restrições socioambientais (18), apenas 53.000 TWh (cerca de 10%) são
considerados tecnicamente aproveitáveis (Tabela 6.2). Ainda assim, esse
potencial líquido corresponde a cerca de quatro vezes o consumo mundial de
eletricidade.
2.3- Tecnologias de Aproveitamento – Turbinas Eólicas
No início da utilização da energia eólica, surgiram turbinas de vários
tipos – eixo horizontal, eixo vertical, com apenas uma pá, com duas e três pás,
gerador de indução, gerador síncrono etc. Com o passar do tempo, consolidou-se
o projeto de turbinas eólicas com as seguintes características: eixo de rotação
horizontal, três pás, alinhamento ativo, gerador de indução e estrutura
não-flexível, como ilustrado na Figura 6.2 (CBEE, 2000).
Entretanto, algumas características desse projeto ainda geram polêmica,
como a utilização ou não do controle do ângulo de passo (pitch) das pás para
limitar a potência máxima gerada. A tendência atual é a combinação das duas técnicas
de controle de potência (stall e pitch) em pás que podem variar o ângulo de
passo para ajustar a potência gerada, sem, contudo, utilizar esse mecanismo
continuamente (WIND DIRECTIONS, 2000).
Quanto à
capacidade de geração elétrica, as primeiras turbinas eólica
Trabalhos
acadêmicos na área de energia eólica tiveram início significativo desde a
década de 70, mas somente em 1992 tivemos a instalação de aerogeradores de
maior porte (72kW) em 1992 na ilha de Fernando de Noronha. A capacidade
instalada é hoje de cerca de 35 MW com sistemas espalhados nos estados do CE,
PR, PE e MG e a partir da crise de energia deste ano, novos empreendimentos
estão sendo rapidamente viabilizados.
Embora o
avanço da energia eólica para produção de eletricidade seja sem dúvida bastante
significativo, seu potencial é ainda muito pouco aproveitado. O potencial de
produção de energia no mundo é de 20-50 mil TWh/ano, ou seja mais de 100 vezes
o consumo anual. Isso sem considerar o potencial “offshore”, ou seja o
potencial de se colocar aerogeradores em plataformas marinhas. Essa tem sido a
opção preferencial em alguns países europeus devido a problemas ambientais de
uso do solo. Além disso, é importante notar que em muitos países tem havido a
preocupação de consumidores e de governos de oferecer vantagens para o
desenvolvimento dessa tecnologia e de um mercado para a mesma. Consumidores tem
sinalizado suas preferências com relação às vantagens ambientais da geração
eólica e preferiram pagar um pouco mais caro por essa forma de energia. Essa
demanda estimulou um ciclo virtuoso onde o aumento de escala de produção de
aerogeradores tem levado mais investimentos e melhorias técnicas. O conjunto
desses fatores acabam aumentando a competitividade da energia eólica.
O
aproveitamento da energia eólica merece ser olhado com atenção. Já existe no
país produção de aerogeradores utilizando tecnologia alemã e vários pequenos
grupos acadêmicos com conhecimento básico para conduzir um programa mais
ambicioso de desenvolvimento tecnológico. As características dos ventos
brasileiros, condições meteorológicas e clima exigem desenvolvimento e
adaptações de projetos e materiais dos aerogeradores mais adequados e
eficientes.
2.4- Impactos Socioambientais
A geração de
energia elétrica por meio de turbinas eólicas constitui uma alternativa para
diversos níveis de demanda. As pequenas centrais podem suprir pequenas
localidades distantes da rede, contribuindo para o processo de universalização
do atendimento. Quanto às centrais de
grande porte, estas têm potencial para atender uma significativa parcela do
Sistema Interligado Nacional (SIN) com importantes ganhos: contribuindo para a
redução da emissão, pelas usinas térmicas, de poluentes atmosféricos;
diminuindo a necessidade da construção de grandes reservatórios; e reduzindo o
risco gerado pela sazonalidade hidrológica, à luz da complementaridade citada
anteriormente. Entre os principais impactos socioambientais negativos das
usinas eólicas destacam-se os sonoros e os visuais.
Os impactos
visuais são decorrentes do agrupamento de torres e aero geradores,
principalmente no caso de centrais eólicas com um número considerável de
turbinas, também conhecidas como fazendas eólicas. Os impactos variam muito de
acordo com o local das instalações, o arranjo das torres e as especificações
das turbinas. Apesar de efeitos negativos, como alterações na paisagem natural,
esses impactos tendem a atrair turistas, gerando renda, emprego, arrecadações e
promovendo o desenvolvimento regional.
2.5- Quanto à Capacidade
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. Quanto ao porte, as
turbinas eólicas podem ser classificadas da seguinte forma (Figura 6.3):
pequenas – potência nominal menor que 500 kW; médias – potência nominal entre
500 kW e 1000 kW; e grandes – potência nominal maior que 1 MW. Nos últimos
anos, as maiores inovações tecnológicas foram a utilização de acionamento
direto (sem multiplicador de velocidades), com geradores síncronos e novos
sistemas de controle que permitem o funcionamento das turbinas em velocidade
variável, com qualquer tipo de gerador.
FIGURAS
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FIGURA 1.1 – Moinho de vento
holandês Fonte: CRESESB (2010)
FIGURA
1.6 – Turbina Mod-0A FIGURA 1.7 – Turbina Mod-5B
3- CONCLUSÃO
De uma forma resumida
podemos concluir que a Energia eólica é aquela que é captada pelos moinhos de
vento para trabalhos mecânicos há milhares de anos. Entretanto, a sua
utilização na geração elétrica é muito recente, datando do final do séc. XIX.
Com o choque do petróleo na década de 1970, a energia eólica ganhou maior
importância, devido à preocupação com a segurança energética dos países. A
tecnologia atual oferece uma variedade de máquinas, segundo a aplicação ou
local de instalação.
Assim
como a energia hidráulica, a energia eólica é utilizada há milhares de anos com
as mesmas finalidades, a saber: bombeamento de água, moagem de grãos e outras
aplicações que envolvem energia mecânica. Para a geração de eletricidade, as
primeiras tentativas surgiram no final do século XIX, mas somente um século
depois, com a crise internacional do petróleo (década de 1970), é que houve
interesse e investimentos suficientes para viabilizar o desenvolvimento e
aplicação de equipamentos em escala comercial.
Quanto à
aplicação, as turbinas podem ser conectadas à rede elétrica ou destinadas ao
suprimento de eletricidade a comunidades ou sistemas isolados. Em relação ao
local, a instalação pode ser feita em terra firme (como exemplo, turbina de
médio porte e turbinas de grande porte.
Enfim, o setor
eólico vem vivenciando um grande crescimento movido pela maior atenção com
relação aos impactos ambientais do setor energético, bem como com relação à
segurança energética dos países nas duas últimas décadas. Devido ao seu custo
de produção mais alto, em comparação com as fontes convencionais de
eletricidade, a fonte eólica necessita de incentivos para se desenvolver.
4- REFERÊNCIAS
- SHEFHERD, D.G. “Historical Development of the Windmill”. In Wind
Turbine Technology – Fundamental Concepts of Wind Turbine Engineering,
SPERA, S.A, (ed), 1 ed. New York, ASME Press, 1994, pp 1-46.
- CRESESB, Tutorial –
eólica – 2008. Arquivo disponível na internet via
http://www.cresesb.cepel.br/index.php?link=/tutorial/tutorial_eolica.html.
Arquivo consultado em 11/09/2012.
- Izumi J.I., Energia
Eólica: aerogeradores e materiais empregados, Materiais Elétricos:
Compêndio de Trabalhos, UNIOESTE, volume 3. Foz do Iguaçu, 2006.
- CHIAVERINI, V.
Tecnologia Mecânica – Processos de fabricação e tratamento, volume 3, 2.
Ed.- São Paulo: McGraw – Hill, 1986.
- PIRES, J. C. P.
Estudo de rotor pra turbina eólica de eixo horizontal de pequeno porte com
aplicação de modelagem e simulação virtual. 2010, 102p. Tese (Mestrado em
Design) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia.
Faculdade de Arquitetura. Porto Alegre.
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