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********** ELE - Fontes Alternativas de Energia **********
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Data     : 11/12/2001
Versão   : 04/07/2007
Professor: Marcos
Autor    : Leandro Salvador ( leandrosalvador.com.br )

Índice

1 - Introdução
2 – Energia Hidroelétrica
    2.1 - Produção de Energia Elétrica
    2.2 - Turbina
    2.3 - Turbinas a Água
    2.4 - Usinas Hidroelétricas
3 – Energia Solar
    3.1 – Utilidades
    3.2 - Custo
4 – Energia Eólica
    4.1 - Origem dos Ventos
    4.2 - Como Podemos Captar a Energia dos Ventos
    4.3 - Cata-ventos
    4.4 – Estudo de Dimensionamento
    4.5 - Turbinas
    4.6 - Turbinas Geradoras de Energia Eólica
    4.7 – Primeiro Gerador Eólico do Brasil
    4.8 - Sistema Fixo
    4.9 – Impacto Ambiental


1 – Introdução

Atualmente o Brasil está enfrentando uma crise de energia muito grave, que torna iminente o risco de um "apagão" e deve ser solucionado a qualquer custo.
Um dos motivos principais que levaram a produção de energia elétrica tornar-se insuficiente foi a falta de investimentos na área e, em contra partida, aumento do consumo, uma vez que há diariamente aumento da população.
Outro motivo importante que levou a esse momento em particular da nossa história ter sido "escolhido" como o período negro da produção de energia elétrica do Brasil, é que a maior parte da produção sustenta-se na fonte hidroelétrica, ou seja, totalmente dependente da vazão dos rios que, por sua vez, depende das chuvas.

Preço do  MegaWatt (MW)
Energia Nuclear         = US$ 150
Energia Solar       = US$ 600
Energia Eólica      = US$ 60
Energia Hidrelétrica    = US$ 25

Alternativas Energéticas
- Energia Hidroelétrica: obtida com a força hidráulica da água acumulada em grandes reservatórios.
- Energia Solar: energia por meio dos raios solares, podendo ser térmica ou fotovoltaica.
- Energia Eólica: energia proveniente dos ventos, e que possibilita a movimentação de uma turbina ligada a um gerador de eletricidade, produzindo energia elétrica. No Brasil o potencial eólico encontra-se nas regiões Norte e Nordeste, parte da Bahia e Minas Gerais e na região Sul.


2 – Energia Hidroelétrica

2.1 - Produção de Energia Elétrica
Quase toda a nossa energia elétrica é produzida por enormes geradores em centrais elétricas. Uma típica usina de eletricidade pode ter uma capacidade de mais de um milhão de quilowatts. Um gerador de mil quilowatts pode fornecer eletricidade suficiente para um milhão de lâmpadas de 100W em determinado momento.
A quantidade de energia que uma usina pode produzir é medida em quilowatts hora.

2.2 - Turbina
Os geradores elétricos são acionados por turbinas. Na maioria os dois tipos principais de turbinas são à vapor e à água, algumas usinas usam turbinas a gás.

2.3 - Turbinas a Água
As usinas mundiais com turbinas a água são denominadas usinas hidrelétricas. Construem-se uma barragem num determinado trecho do rio. Aí, as águas represadas caem do alto sobre grandes turbinas. As turbinas giram movidas pela força das águas, e esse movimento giratório é que é transformado em energia. O grande mérito dessas usinas é que elas usam um recurso energético gratuito, oferecido pela natureza, que é a água dos rios. Mas em compensação cada usina dessa custa muito dinheiro, devido a grandes obras de engenharia que precisam ser feitas. E, como em geral ficam distantes das cidades, onde há necessidade de muita energia para as indústrias e para iluminar ruas e casas, é preciso construir longas linhas de transmissão para transportar a energia gerada. Por isso, o Brasil tem de procurar também outras fontes de energia. Mesmo porque não é em qualquer lugar que existem rios com potencial hidrelétrico. As hidrelétricas produzem 92,4% da potência hidrelétrica no Brasil, para uma capacidade total instalada de mais 17.700MW.
Fonte: http://www.cdcc.sc.usp.br/escolas/juliano/eletrica.html


2.4 - Usinas Hidroelétricas
Um corpo, ao cair, ganha velocidade à medida que for caindo, e, com o aumento da velocidade, o corpo vai ganhando energia. Mas não é preciso que a queda seja vertical para que haja ganho de energia, pois num plano inclinado também há aumento progressivo de energia.
Com base neste último princípio, o homem construiu as grandes usinas hidrelétricas, que constituem a utilização da energia dos planos inclinados dos rios para a posterior geração da eletricidade.
Mas antes disso, e baseado no mesmo processo, os povos antigos construíram as rodas de água para moinhos. Hoje, um quinto de toda energia elétrica do mundo é produzido pelo aproveitamento dos cursos de água.
O fluxo das águas de um rio não se apresenta o mesmo durante o ano inteiro, sendo influenciado pelas chuvas: aumenta o volume na estação das águas e dá-se o inverso na estação das secas. Diz-se, por isso, que a vazão dos rios se modifica de acordo com a estação do ano. Sendo assim, é necessário estudar muito bem o regime de um rio antes de começar a edificação de uma usina.
Se uma usina hidrelétrica for projetada para trabalhar com a vazão mínima, nas cheias ela se inundará e desperdiçará muita água; se, ao contrário, for projetada para aproveitar as cheias, suas turbinas ficarão quase paralisadas no período das secas.
Os rios mais adequados para a construção de hidrelétricas são os dotados de maiores desvios, mas são justamente estes os mais sujeitos a grandes variações da vazão. Então, para o aproveitamento de rios desse tipo, é necessário regularizar a vazão, a fim de que a usina possa funcionar o ano inteiro, com toda a potência instalada.
A regularização do regime de um rio só é possível com a construção de barragens sólidas, de modo a poder fechar o leito do rio. Nesse paredão as águas vão se acumulando, e, quando o rio está muito baixo ou quase seco, são abertas as comportas conforme a necessidade, obtendo-se dessa maneira uma vazão média constante o ano todo.
A construção de barragens é útil não só para hidrelétricas, mas também para a irrigação da área em torno, para fornecimento de água para fins industriais, para a alimentação da canais navegáveis e para a criação de peixes. As barragens servem ainda para atenuar as cheias mais violentas, impedindo o rio de alagar as regiões ribeirinhas.
Não sendo iguais as condições do regime do rio a ser contido, não há duas represas iguais, constituindo cada uma projeto diferente e independente, apesar de haver alguns tipos básicos de represa.
A montagem e a utilização das barragens devem atender a cálculos e precauções excepcionais. Um dos cuidados requeridos diz respeito à preparação dos apoios da represa. Este apoios (a ancoragem) devem ser constituídos de maneira a permitir que a comporta não tenha infiltrações de água, que, com o tempo, podem abrir uma fenda e minar pela base a estrutura da barragem.
De acordo com a variação da temperatura, dá-se a dilatação ou contração da estrutura, podendo este fato provocar rachaduras, com resultados desastrosos. Para prevenir acidentes deste tipo, o paredão é erguido com a superposição de blocos, separados por juntas de dilatação. Estas, constituídas de betume e sendo maleáveis, adaptam-se às variações das dimensões dos blocos.
Ao construir-se uma represa, são colocados em seu corpo diversos termômetros, que medem a temperatura a distância. Com isso, consegue-se verificar as diferenças de temperatura, sabendo-se se existe ou não o perigo de ocorrerem tensões que possam eventualmente provocar rachaduras.
Desviada a água, ela penetra em tubos de grande diâmetro, chamadas tubos de carga, através dos quais desce até chegar às turbinas, cujas paletas ela irá movimentar. As turbinas em geral são montadas no mesmo eixo do dínamo, de forma que o movimento provocado pela energia mecânica de água no rotor da turbina resultará em eletricidade no gerador. A água depois volta ao rio, através dos canais de descarga.
Muitas vezes, devido a irregularidades das condições pluviométricas e à conseqüente diminuição do volume dos cursos de água, as usinas hidrelétricas necessitam da complementação de usinas termelétricas (movimentadas pelo vapor produzido através da queima de combustível). Na verdade, dois terços das usinas geradoras existentes no mundo no início da década de 70 eram acionadas a vapor. Os combustíveis mais comumente empregados em usinas termelétricas são o carvão e o petróleo. Queimados, aquecem a água contida em grandes caldeiras, produzindo vapor com temperatura elevada e alta pressão.
Alguns países possuem usinas nucleares que produzem eletricidade, utilizando urânio como combustível. O calor é obtido mediante a fissão dos átomos de urânio. Também nesse caso a usina produz vapor que faz girar turbinas, da mesma forma que nas geradoras convencionais.
Uma vez produzida, a eletricidade tem que ser distribuída aos consumidores, a muitos quilômetros de distância. É conduzida através de cabos, em linhas de transmissão. No condutor, que é um cabo nu, suspenso de grandes estruturas metálicas, parte da energia se perde, transformando-se em calor. Assim utilizam-se elevados valores de tensão, chegando até 500 000 volts. Os alternadores das usinas, contudo, por limitações de tamanho, em geral, produzem cerca de 10 000 volts. Faz-se necessário, portanto, elevar a tensão, o que se consegue por meio de transformadores estáticos. Ao aproximar-se dos locais de consumo, a tensão é novamente rebaixada, ainda através de transformadores.
No Brasil, a região centro-sul é uma das mais ricas em potencial hidrelétrico do mundo, propiciando boas perspectivas para o abastecimento do setor.
No trecho médio do Tietê, forma construídas as usinas de Barra Bonita, Álvaro Sousa Lima, Ibitinga e Promissão. Em princípios da década de 70, essas unidades geravam um total de 2,3 milhões de quilowatts-hora.
Um dos conjuntos hidrelétricos mais importantes é o de Urubupungá, formado pelas usinas de Jupiá e Ilha Solteira, operando com potência total de 4,6 milhões de quilowatts. Em princípio de 1974, a potência instalada do conjunto era de 2,04 milhões de quilowatts (1,2 milhão de quilowatts de Jupiá e 840.000 de Ilha Solteira).
Uma das maiores hidrelétricas do mundo, a usina de Itaipu, projeto conjunto Brasil e Paraguai, começou a funcionar em 1984, sendo que em 1988 passou a operar com plena capacidade instalada de 12,6 milhões de quilowatts. As obras foram iniciadas em 1973, no rio Paraná, 14 quilômetros acima da ponte da Amizade, que liga os dois países.
Fonte: http://members.tripod.com/~netopedia/diversos/usina.htm


3 – Energia Solar


3.1 - Utilidades
Energia solar reduz consumo em horário de pico
Fonte substitui uso de chuveiro elétrico e leva eletricidade a zonas rurais
A energia solar fotovoltaica, que é transformada em eletricidade, ainda
tem um alto custo, mas é usada para eletrificar zonas rurais remotas
A Terra recebe do Sol por dia mais energia que a necessária para suprir a demanda de seus habitantes por um ano. "O potencial é 200 vezes o de todas as convencionais juntas", diz Ricardo Rüther, do Labsolar/UFSC. Essa energia, antes desperdiçada, hoje é responsável por atividades que vão da transmissão por satélites ao bombeamento de água. A energia solar pode ser fotovoltaica (transformada em eletricidade) ou térmica (voltada para o aquecimento de água, sobretudo para o banho).

3.2 - Custo
Segundo o físico da ANP Guilherme Moreira, "a energia elétrica de origem solar térmica é muito cara". Apesar de não gerar eletricidade, ela cumpre a importante função de reduzir o uso do chuveiro elétrico. Embora muito eficiente no aproveitamento da energia gerada (menos de 10% de perdas), o chuveiro atua de modo preocupante nos horários de pico de consumo - quando algumas indústrias e comércio ainda funcionam e aumenta o uso residencial de eletricidade. "50% dos chuveiros elétricos são ligados pelo menos uma vez por dia nesse período", diz o físico Murilo Fagá, do Instituto de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo (IEE/USP).
O preço da instalação de coletores solares para conversão térmica é alto, e o equipamento supre apenas 70% da demanda de água para banho. O restante da água é aquecido por um acumulador, normalmente um boiler elétrico que consome o mesmo que um chuveiro de baixa potência - ou seja, o aquecimento solar da água não diminui o consumo de energia elétrica. Por que adotá-lo então? "Além do aumento na vazão da água, o boiler consome energia ao longo do dia e não contribui para o pico", explica Fagá. "Cada novo chuveiro elétrico de 4500 watts significa um gasto de US$ 600 em geração hidráulica." Esse custo equivale ao da instalação de coletores para atender às necessidades para banho de uma família de 5 pessoas. Em Israel, é obrigatório que novas construções tenham previsão para instalação de aquecimento solar para a água.
Como a energia solar térmica, a fotovoltaica ainda não tem preço competitivo. Ela é muito usada para levar eletricidade a zonas onde a rede convencional não chega. "O governo federal subsidia coletores a comunidades rurais que abastecem prédios públicos como escolas e ambulatórios", diz Moreira. Os municípios muitas vezes fazem o mesmo com seus habitantes, que recebem coletores para suprir necessidades básicas como iluminação e refrigeração. "Algumas pessoas desligam tudo na casa para ligar a televisão."
O preço da energia solar tende a cair. "Já há coletores térmicos de menor eficiência que custam R$15", diz Rüther. Ele lembra que há tecnologias que viabilizam essa queda de preço. Os cientistas consultados pela CH on-line concordam que, com a produção em grande escala, a energia solar deve baratear.
Fonte: http://www.uol.com.br/cienciahoje/especial/naturais/altern2.htm


4 – Energia Eólica


4.1 - Origem dos Ventos
Diferença de temperatura entre a camada próxima da superfície da terra aquecida pelos raios solares e as camadas superiores da nossa atmosfera, geram correntes convectivas.
A energia da radiação solar, sendo responsável pelo movimento convectivo do ar, direciona as correntes da nossa atmosfera, que sobem no equador e descem nos pólos, condensando vapores, precipitando energia sob a forma de chuva.
As correntes ascendentes do equador são mais intensas do que as das outras zonas da terra, por isso produzem ventos de 30 a 50 km horários e a rotação da terra, interfere com a direção dos ventos, entre os pólos e o equador, provocando uma resultante inclinada em relação a perpendicular pelo equador.
Perturbações magnéticas solares produzem os ventos de grandes altitudes, conhecidos pelos aeronautas como tempestades de céu claro, depois estudos mais acurados, comprovaram existirem as correntes de grandes altitudes, utilizadas para economizar combustível nos vôos intercontinentais.
Os centros de baixa pressão que ocorrem na superfície da terra, produzem correntes ascendentes de 100 milhas por hora e ventos de superfície de igual intensidade, convergentes para o centro de baixa pressão, que, influenciados pelos desvios da rotação da terra, geram movimentos rotacionais, conhecidos como furacões, tão comuns na região do equador.

4.2 - Como Podemos Captar a Energia dos Ventos
Podemos captar a energia eólica de diversas maneiras:
Velas: Usadas só desportivamente.
Cata-ventos - Tipo:
Multipás
Savonius
Darrieus
Hélice
Molinetes
Turbinas: Grandes turbinas acopladas a geradores.
Sistema fixo:Baseado no princípio Magneto-aerodinâmico.

4.3 - Cata-ventos
Para qualquer projeto envolvendo captação de energia eólica, tornam-se necessários conhecimentos completos do comportamento do vento no local escolhido para o empreendimento, pois os ventos variam de intensidade e direção a cada instante, sendo necessário levantar dados de média durante o dia, média durante a noite, variações do dia, variações da noite, formando gráficos semanais, quinzenais, mensais, etc.
De modo geral, os aeromotores (cata-ventos), mesmo os de pequeno porte, devem ser usados dentro dos limites de velocidade permitido para cada tipo, para obtenção da maior eficiência.
Conhecendo-se os limites das curvas de eficiência de cada tipo e as estatísticas das velocidades, podemos calcular os coeficientes de utilização, pelo gráfico abaixo, que por sua vez, permitem determinar a energia recuperável de um local selecionado, usando as curvas e as estatísticas
O coeficiente de utilização Ku, em relação à velocidade média é dado pela seguinte equação:

Ku = Vn3 (t2 - t1) + (integral de t2 a t3) . v3 dt / V3

sendo:

v - velocidade instantânea
V - velocidade média em m/s
Vn - velocidade nominal da máquina rpm
t1 - em dias no qual o vento é > V
t2 - em dias no qual o vento é > Vn
t3 - em dias com velocidade de vento suficiente para gerar energia conforme projeto

Os aeromotores classificam-se quanto a posição do eixo e a velocidade:
Os de eixos verticais que independem da direção do vento
Os de eixos na horizontal que devem ser providos de leme direcional para aproar sempre o vento
A velocidade e a direção dos ventos, medem-se com instrumentos chamados anemômetros.
A energia cinética de uma massa de ar em movimento é dada pela equação:

Ec = 1/2 m v2

donde:

m = massa do volume de ar em kg/m3
v = velocidade do vento em m/s

sendo S a área da superfície apresentada ao vento:

A quantidade de energia cinética teórica Q = 1/2 . 1,25m . S . V3
Potência recuperável em W = joules/s = 0,625 . S . V3
Betz fez experiências chegando a um limite:
Potência recuperável Pr = 16/17 .1/2 . 1,25 S V3
donde Pr = 0,37 S V3 sendo S = pi D2/4
O Limite de Betz, fica Pr = 0,29 D2 V3 que é a potência máxima de uma Máquina Eólica, considerando o rendimento em relação ao limite de Betz, de acordo com o rendimento de cada tipo abaixo:

Rendimento ideal                100 %
Rendimento de hélice de 2 pás   max.75 %
Rendimento de hélice multipás   max.50 %
Rendimento de Rotor Darrieus        max.60 %
Rendimento do tipo Savonius         max.25 %
Rendimento do tipo Moinho Holandez  >25 %

A potência em Watts, também leva em consideração o diâmetro versus velociade em m/s
Como a potência recuperável depende da área oferecida e velocidade do vento, vejamos como se comportam as superfícies que são expostas ao vento, lembrando que a reação é sempre proporcional a área e ao quadrado da velocidade, temos que:
A potência em Watts, também leva em consideração o diâmetro versus velocidade em m/s
Outros elementos de um sistema aerogerador também interferem no rendimento, como alternadores, redutores, baterias, hélice, etc., o rendimento final máximo já alcançado é de 50% do Limite de Betz, para cada tipo.
Outro ponto importante é a orientação de todo o conjunto, em função da direção do vento, que deve ser controlado por sensores, orientado por servo-motores e sujeito a limite de diâmetro e velocidade, conforme abaixo, pelo fato de, com a mudança da direção do vento, o triângulo de velocidade também pode mudar e por consequencia o rendimento.
Desse modo para uma mesma velocidade de vento, poderemos ter potências diferentes, em função dos diâmetros. Tomando-se por base o trabalho de Kranert, pode-se verificar junto a Estação Meteorológica local, os dados que são anotados de hora em hora, sobre o vento, ou de 6 em horas, nos aeroportos, para preenchimento das cartas sinópticas, podemos dimensionar um aerogerador, para experiências, com materiais disponíveis no mercado, isto é: baterias, geradores de automóveis, hélice de alumínio, relay, etc.

4.4 – Estudo de Dimensionamento
Estudo para dimensionar um aerogerador eólico, para uma praia da zona sul de Pernambuco, para alimentar bateria, usando um gerador de Corcel, que gera 30 A em 12v a 3000 rpm.

Dados disponíveis

Tensão...................12v DC
Consumo P1...............5 A por 3 horas
Consumo P2...............1 A por10 horas
Dias sem vento...........5 dias
Dias com ventos >10 kt...15 dias
Vento de 10 kt (nós).....5,5 m/s
Dias com vento médio.....10 dias a 5,5 m/s
Rotação máxima...........1.000 rpm

Pede-se

Diâmetro da Hélice.....................?
Potência de consumo....................?
Capacidade das Baterias................?

Seqüência de cálculos:

Taxa de trabalho: Tb = (10x1+3x5)/24h = 1,042

Consumo equivalente: P = 12v(5+1).1,042 = 75 W/h

Para 5 dias sem vento:

P = 5( 3x75 ) = 1.125 w
P = 5 (7x12x1,042) = 438 w
P1......Soma.......= 1.563 w

Capacidade da bateria: B = 1563/12 = 130 amp

Reposição em 15 dias: P2 = 1.563/360 = 4,34 w/h

Potência do gerador: P3 = 75 + 4,34 = 79,34 w/h

O cientista Betz pesquisou e achou que a potência máxima, nas condições de laboratório, que se poderia obter de um sistema Gerador Eólico, é dado por:

Pmax = 0,5 x 0,29 D2 V3 (Limite de Betz) = 0,145 D2 V3

e que na prática, só se consegue 50% do Limite de Betz, fica:

P = 0,5 x 0,29 D2 V3 = 0,145 D2 V3

logo D2 = P3/0,145 V3 = 79,34/0,145 x 5a3 = 3,29

donde: Diâmetro da hélice D = 1,81 m

Como para 2 pás a eficiência de modelos testados pela NASA chega a 75%, com área equivalente a 0,83 à velocidade máxima, verificando se temos vento suficiente, fica:

V3 = P3/0,2175 D2 = 79,34/0,2175 x 1,81a2 = 111,35

donde: Velocidade minima V = 4,82 m/s <5,5 m/s

Das tabelas e gráficos de Kranert, temos para D = 2 m ---> rpm max = 1.000, a potência será:

O gerador disponível é para 30 amperes e 12v a 3.000 rpm:

Pw = 30 A x 12v = 360 W a 3.000 rpm

logo para 1.000 rpm -----> Pw = 360/3 = 120 w/h

Respostas

Potência do gerador será 120 w/h > P3
Diâmetro da hélice será 1,81 m
Consumo será 79,34 w/h
Capacidade da bateria será 130 amperes/h

Podemos considerar o aerogerador em movimento como uma superfície plana, perpendicular ao vento, cuja área é dada por 0,7854 D2, assim a pressão sobre a hélice, fica:

Pmax = 0,83 V2 N/m2 = 0,83 . 5,52 . 0,7854 . 1,81a2 = 64,6 N

Pmax = 64,6 N

que multiplicado pela altura da torre, dá o esforço na base do sistema de sustentação com o vento na velocidade máxima, sendo fundamental manter a freqüência do sistema, longe da rotação da hélice.

4.5 - Turbinas
Atualmente, grandes turbinas são instaladas em grandes áreas, formando "farms" para geração de grandes quantidades de energia, depois que alguns problemas foram resolvidos:
Controle indireto da inclinação do eixo horizontal por meio de um sistema cíclico da inclinação do eixo, criado por cientistas da Universidade de Saint Louis - Missouri - USA, baseado no princípio do helicóptero, para eliminar excesso de carga e vibração nas tempestades.
Turbinas melhoradas com convergedor afunilado guiando o vento para as pás, para aumentar a produção de energia, segundo o autor Ken Foreman, da Gruman Aero nautic, fabricante de helicópteros.
Turbinas eólico-solar, aproveitando o calor dos raios solares, para formar uma estufa forçando os gases quentes a subirem por uma chaminé de grande altura, com veloci dade de 70 km/h, acionando uma turbina de 10 m de diâmetro, numa área de 250 m de diâmetro, instalada em Manzanares - Espanha, gerando 100 Kw, conforme dados abaixo:

Altura da chaminé......................300 m
Turbina de vento a.......................9 m
Casa de maquina abaixo da turbina........8 m
Canal de alimentação formado pelo teto a 2,5 m
Suporte da chaminé em estrutura de aço.
Sistema de regulagem de alimentação....d=30 m
Regulagem da alimentação por palhetas regulaveis
Teto solar em plástico transparente d= 300 m
Piso pintado de preto fosco
Na Dinamarca, na Península de Hurup Thy, situada no noroeste daquele país, com 25 mil habitantes, 40 % da energia elétrica em 1992, já era fornecida por turbinas aerogeradoras, 3 % de toda energia consumida no país é gerada eolicamente e para o não 2000 está previsto 10 %.

4.6 - Turbinas Geradoras de Energia Eólica
A energia eólica, derivada da força dos ventos, é uma das mais promissoras fontes renováveis de energia. Trata-se de uma tecnologia moderna, que já é adotada em países como Dinamarca, Espanha e Índia. "A Califórnia também está investindo em energia eólica", diz o engenheiro químico Adilson Oliveira, da UFRJ. No Brasil, os investimentos começaram há alguns anos, e tendem a crescer bastante. "A primeira turbina de energia eólica do Brasil foi instalada em Fernando de Noronha, em 1992, com 75 kW de potência", diz o físico Guilherme Moreira, da ANP. No entanto, atualmente, é no estado do Ceará que o uso da fonte se destaca: o parque eólico instalado no estado tem 15.000 kW de potência.
As turbinas geradoras de energia eólica contam com um rotor composto por um cilindro e pás que podem ter eixo vertical ou horizontal. "As de eixo vertical têm menor potência e são menos usadas", explica Moreira. Essas turbinas são instaladas em pequenos grupos de 4 ou 5 ou em fazendas eólicas, voltadas para a geração de energia. Sua instalação não impede o uso do solo para a agricultura, embora a rugosidade gerada pelo plantio possa ser prejudicial ao funcionamento das turbinas.

4.7 – Primeiro Gerador Eólico do Brasil
No Brasil, o primeiro gerador eólico para 75 kw, foi instalado em 1992 na Ilha de Fernando de Noronha, resultado de um Convênio celebrado entre o Folkecenter da Dinamarca, com a Celpe e UFPE. A torre tem 23 m de altura e a hélice tripás, tem 17 m de diâmetro.
Aconteceu algo de inusitado naquela instalação, pois os engenheiros dinamarqueses quando terminaram o serviço, ordenaram a partida da turbina, porem nada aconteceu. Checa de novo todas as ligações, contatos, tudo, liga de novo, "o equipamento permanecia indiferente, como um componente insólito daquela bela paisagem da ilha" assim reportou o Jornal Tecnologia em Pernambuco, na edição de abril de 1993. Depois de muitas tentativas infrutíferas, chegou a data dos técnicos dinamarqueses voltarem, eles se foram deixando o "abacaxi" sem descascar para os técnicos da Celpe, que também não tinham ao menos o "canivete" dos esquemas.
A "caixa preta" sobrou para Norton Lima Verde, que com seus conhecimentos de eletrônica digital adquiridos no ITA, decifrou os "hieróglifos dos circuitos integrados" desenhando tudo com paciência e competência, então “despois” de três meses a turbina funcionou.
Existem registros num trabalho publicado pelo cientista Guilherme Kranert divulgado na Revista Energia, que no século passado, já eram construídos grandes aerogeradores:

Dados.....................Dm......No Pás........Kw
1890 Dinamarca............23........3..........200
1931 Rússia...............30........3..........100
1941 U.S.A................54........2........1.200
1959 Alemanha.............34........2..........100
1978 N A S A..............50........2..........200
1979 BOEING..............100........2..........(nd)
1981 Alemanha............100........2........3.000

4.8 - Sistema Fixo
Um gerador eólico sem peças moveis, baseado no processo magneto-hidro-dinâmico, ou seja um fluido ou gás cortando as linhas de um campo magnético, produz eletricidade.
Na Universidade de Dayton - USA, os cientistas aperfeiçoaram um Gerador Eólico por Dinâmica da Eletro-Fluidês, que carrega eletricamente gotículas d'água, mediante um eletrodo de atração.
O vento ao forçar a passagem das gotículas, através do eletrodo coletor, cria um fluxo de corrente, carregando o eletrodo, pois o sistema está energisado com 68 kv a 250 miliamperes e em laboratório, um modelo reduzido de 45 x 45 cm, gerou 16,3 watts, com vento de 40 km horário.
Fonte: http://elogica.br.inter.net/ladislau/eolica.htm

4.9 – Impacto Ambiental
Embora tenha um impacto ambiental muito menor que o das fontes convencionais, a implantação de parques eólicos requer alguns cuidados. "É necessário prestar atenção à rota migratória de aves para que elas não sejam atingidas pelas pás giratórias", alerta Ricardo Rüther, do Labsolar/UFSC. O ruído gerado pelas turbinas também é um problema. O barulho atinge cerca de 50 decibéis para turbinas de grande porte, enquanto o máximo aconselhado para o ouvido humano é 40 decibéis. É recomendável, portanto, que não haja moradias em um raio de 200 metros em torno das turbinas geradoras. O problema, porém, está sendo solucionado. "Hoje, os sistemas já permitem uma menor emissão de ruído", explica Moreira.

Mapa preliminar de ventos do Brasil

Assim como a energia solar, a eólica pode ser uma solução para a eletrificação de zonas rurais remotas. "A energia fornecida a Jericoacoara (CE) tem essa origem", diz Rüther. Segundo ele, o Brasil tem um grande potencial para gerar energia a partir do vento. "É possível inclusive utilizar sistemas híbridos de energia solar e eólica", explica. Hoje, o potencial mais conhecido é o da costa brasileira, sobretudo no Nordeste. No entanto, um mapa completo da velocidade e direção dos ventos no país está sendo preparado pelo Labsolar. "São necessários vários anos de medições para isso", diz Rüther. "A questão é que não basta saber se há ou não vento", pondera Oliveira. "É preciso ter constância."
Fonte: http://www.uol.com.br/cienciahoje/especial/naturais/altern4.htm

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