UNIVERSIDADE SALGADO DE OLIVEIRA
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
ANDRÉ DA COSTA LUCRÉCIO
CÉSAR GOMES DA SILVA
ROMILDO AUGUSTO GOMES DA SILVA
FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA
ENERGIA EÓLICA
Niterói
2010
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Guias e Dicas
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Encontrar documentos
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Videoaulas
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Quiz
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Energia Eólica, Notas de estudo de Engenharia de Produção
Trabalho entregue como exigência da disciplina de Fontes Alternativas de Energia do curso de Engenharia de Produção da Universidade Salgado de Oliveira. Alunos: André da Costa Lucrécio; César Gomes da Silva; Romildo A. Gomes da Silva;
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
1 / 29
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Documentos relacionados
Pré-visualização parcial do texto
Baixe Energia Eólica e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Produção, somente na Docsity!
UNIVERSIDADE SALGADO DE OLIVEIRA
PRÓ-REITORIA ACADÊMICA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
ANDRÉ DA COSTA LUCRÉCIO
CÉSAR GOMES DA SILVA
ROMILDO AUGUSTO GOMES DA SILVA
FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA
ENERGIA EÓLICA
Niterói
ANDRÉ DA COSTA LUCRÉCIO - 082490182
CÉSAR GOMES DA SILVA - 062400152
ROMILDO AUGUSTO G. DA SILVA - 072400032
FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA
ENERGIA EÓLICA
Trabalho entregue como
exigência da disciplina de Fontes
Alternativas de Energia do curso de
Engenharia de Produção da
Universidade Salgado de Oliveira.
Niterói
ABSTRACT
This paper aims to present a general approach on wind and its characteristics in Brazil and worldwide. The global wind energy market is showing strong impact on the worldwide capacity increase installed. Despite this aspect, Brazil, known by massive winds, moves in discrete way, but an upward, toward the consolidation of wind energy in national energy policies.
Keywords: Alternative Power, Wind Power, Wind Power System.
INDICE
- 1- INTRODUÇÃO
- 2- APLICAÇÕES DA ENERGIA EÓLICA
- 2.1- NAVEGAÇÃO
- 2.2- MOINHOS DE VENTO
- 2.3- GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA
- 3- COMPONENTES DE UM SISTEMA EÓLICO
- 4- COMO FUNICONA O SISTEMA EÓLICO
- 5- APLICAÇÕES DO SISTEMA EÓLICO
- 5.1- SISTEMAS ISOLÁDOS
- 5.2- SISTEMAS HÍBRIDOS
- 5.3- SISTEMAS INTERLIGADOS À REDE
- 6- ENERGIA EÓLICA NO MUNDO
- 6.1- CAPACIDADE INSTALADA
- 6.2- MAIORES PRODUTORES
- 6.3- ENERGISA EÓLICA NOS ARRANHA-CÉU
- 6.4- AS MICROEÓLICAS
- 7- ENERGIA EÓLICA NO BRASIL
- 7.1- POTENCIALIDADE EÓLICA
- 7.2- CAPACIDADE INSTALADA
- 7.3- PROJETOS EM OPERAÇÃO NO BRASIL
- 8- CUSTOS
- 8.1- CUSTOS DE INSTIMENTO
- 8.2- CUSTO DA ENERGIA
- 8.3- DIVISÃO DO CUSTO DA ENERGIA
- 9- VANTAGENS DA ENERGIA EÓLICA
- 10- DESVANTAGENS DA ENERGIA EÓLICA
- 11- CONCLUSÃO
- 12- BIBLIOGRAFIA
A força motora primária da brisa do mar é a diferença de temperatura entre a terra e o mar. Quando essa diferença é grande e diurna, podem ser esperadas brisas marinhas relativamente fortes durante as horas da tarde e no começo da noite. As brisas marinhas mais intensas são encontradas naquelas regiões subtropicais, ao longo da costa dos continentes onde haja um oceano frio. É precisamente nessas regiões que o vento predominante é geralmente fraco e a brisa marinha local é na verdade quase a única fonte de energia eólica por grande parte do ano.
A topografia, ou características físicas do solo, influencia fortemente as características do vento. As montanhas impedem a passagem uniforme dos ventos, o ar canalizado ao redor ou através das aberturas freqüentemente aumenta os ventos fortes locais, ideais para geradores de energia eólica
A quantidade de energia disponível no vento varia de acordo com as estações e as horas do dia. A topografia e a rugosidade do solo também têm grande influência na distribuição de freqüência de ocorrência de velocidade do vento em um local. Além disso, a quantidade de energia eólica extraível numa região depende das características de desempenho, altura de operação e espaçamento horizontal dos sistemas de conversão de energia eólica instalados.
2- APLICAÇÕES DA ENERGIA EÓLICA.
2.1- Navegação.
Barcos a vela No mar o vento já era empregado para mover barcos à vela de pano em 3.500 a.C..
2.2- Moinhos de vento.
Moinhos de vento
Vento: É o principal elemento, ele determina a disponibilidade energética do local destinado à instalação do sistema eólico.
Rotor: É o componente do sistema eólico responsável por captar a energia cinética dos ventos e transformá-la em energia mecânica de rotação. É o componente mais característico de um sistema eólico. Por este motivo, a configuração do rotor influenciará diretamente no rendimento global do sistema.
Transmissão e Caixa Multiplicadora: A transmissão, que engloba a caixa multiplicadora, possui a finalidade de transmitir a energia mecânica entregue pelo eixo do rotor até o gerador.
Gerador Elétrico: Responsável pela transformação da energia mecânica de rotação em energia elétrica através de equipamentos de conversão eletro-mecânica.
Mecanismo de Controle: Destinam-se à orientação do rotor, ao controle de velocidade, ao controle de carga, etc. Pela variedade de controles, existe uma enorme variedade de mecanismos que podem ser mecânicos (velocidade, passo, freio), aerodinâmicos (posicionamento do rotor) ou eletrônicos (controle da carga).
Torre: As torres são necessárias para sustentar e posicionar o rotor a uma altura conveniente para o seu funcionamento. É um item estrutural de grande porte e de elevada contribuição no custo inicial do sistema. Em geral, as torres são fabricadas de metal (treliça ou tubular) ou de concreto e podem ser ou não sustentadas por cabos tensores.
Sistema de Armazenamento: Também chamado de banco de baterias, pode ser necessária a utilização desse sistema devido à mudança de comportamento do vento ao longo do tempo, ele garante o fornecimento de energia adequado à demanda.
Transformador: Responsável pelo acoplamento elétrico entre o aerogerador e a rede elétrica.
Acessórios: englobam todos os itens de apoio necessários ao funcionamento do sistema eólico. Incluem-se transmissões, freios, embreagens, eixos, acoplamentos e mancais que não apresentam nenhum problema tecnológico aos sistemas eólicos.
Esquema típico de um aerogerador O rendimento global do sistema eólico relaciona a potência disponível do vento com a potência final que é entregue pelo sistema. Os rotores eólicos ao extraírem a energia do vento reduzem a sua velocidade; ou seja, a velocidade do vento frontal ao rotor é maior do que a velocidade do vento atrás do rotor. Uma redução muito grande da velocidade do vento faz com que o ar circule em volta do rotor, ao invés de passar através dele.
4- COMO FUNCIONA O SISTEMA EÓLICO
Um aerogerador consiste num gerador elétrico movido por uma hélice, que por sua vez é movida pela força do vento. A hélice pode ser vista como um motor a vento, cujo único combustível é o vento.
A quantidade de eletricidade que pode ser gerada pelo vento depende, a grosso modo, de quatro fatores: da quantidade de vento que passa pela hélice, do diâmetro da hélice, a dimensão do gerador e o rendimento de todo o sistema.
Alguns sistemas isolados não necessitam de armazenamento, como no caso dos sistemas para irrigação onde toda a água bombeada é diretamente consumida.
Os sistemas que armazenam energia em baterias necessitam de um dispositivo para controlar a carga e a descarga da bateria. O controlador de carga tem como principal objetivo não deixar que haja danos ao sistema de bateria por sobrecargas ou descargas profundas.
Para alimentação de equipamentos que operam com corrente alternada (CA) é necessário a utilização de um inversor. Este inversor pode ser de estado sólido (eletrônico) ou rotativo (mecânico).
5.2- Sistemas Híbridos
Os sistemas híbridos são aqueles que apresentam mais de uma fonte de energia como, por exemplo, turbinas eólicas, geradores Diesel, módulos fotovoltaicos, entre outras. A utilização de várias formas de geração de energia elétrica aumenta a complexidade do sistema e exige a otimização do uso de cada uma das fontes. Nesses casos, é necessário realizar um controle de todas as fontes para que haja máxima eficiência e otimização dos fluxos energéticos na entrega da energia para o usuário.
Em geral, os sistemas híbridos são empregados em sistemas de médio porte destinados a atender um número maior de usuários. Por trabalhar com cargas em corrente alternada, o sistema híbrido também necessita de um inversor. Devido à grande complexidade de arranjos e multiplicidade de opções, a forma de otimização do sistema torna-se um estudo particular a cada caso.
5.3- Sistemas Interligados à Rede
Os sistemas interligados à rede não necessitam de sistemas de armazenamento de energia, pois, toda a geração é entregue diretamente à rede elétrica. Estes sistemas representam uma fonte complementar ao sistema elétrico de grande porte ao qual estão interligados.
Os sistemas eólicos interligados à rede apresentam as vantagens inerentes aos sistemas de geração distribuída tais como: a redução de perdas, o custo evitado de expansão de rede e a geração na hora de ponta quando o regime dos ventos coincide com o pico da curva de carga.
6- ENERGIA EÓLICA NO MUNDO
A energia eólica pode garantir 10% das necessidades mundiais de eletricidade até 2020, e pode criar 1,7 milhões de novos empregos e reduzir a emissão global de dióxido de carbono na atmosfera em mais de 10 bilhões de toneladas.
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. Recentemente, na Dinamarca, foi inaugurada a maior fazenda eólica, off-shore, do mundo.
Apesar da crise financeira mundial, a implantação de usinas eólicas deu um salto no ano passado, com a implantação de mais 37.500 MW de energia elétrica no mundo, o que equivale a 2,6 vezes a capacidade da usina hidrelétrica de Itaipu, que é de 14 mil MW e um acréscimo de 42% sobre o ano anterior, segundo se informou na Feira Industrial de Hannover. E a projeção do presidente da entidade nacional de produtores da Alemanha, Hermann Albers, é de que haja um crescimento anual de 20%, elevando os investimentos dos atuais 50 bilhões de euros por ano para 200 bilhões. O destaque é mais uma vez a China, que mais do que dobrou sua capacidade em 2009, atingindo agora 25.800 MW.
O vice-diretor do Departamento da Energia Renovável da Administração Nacional de Energia da China, Shi Lishan, afirmou que, no final de 2009, a capacidade instalada de energia eólica da China atingiu 25 milhões quilowatts, ficando no segundo lugar do mundo. Shi Lishan afirmou que esse volume em 2005 era de somente 1,27 milhões de quilowatts. Nos últimos anos, a China manteve uma tendência acelerada do desenvolvimento no setor, com um aumento considerável por quatro anos consecutivos. Segundo Shi, a China está dando mais atenção ao plano de rede elétrica e às usinas de energia eólica. Ao mesmo tempo, o país também está acelerando a captação de energia eólica no mar.
6.3- Energia Eólica nos Arranha-Céu.
Bahrain World Trade Center O Bahrain World Trade Center começou a ser construído em 2004 pela companhia dinamarquesa Ramboll e foi inaugurado em 2008, ele tem 50 andares, mede 240 metros de altura e é o primeiro arranha-céu equipado com turbinas eólicas. As turbinas foram fabricadas pela companhia dinamarquesa NORWIN, especializada em energia eólica.
Cada uma das 3 turbinas mede 29 metros de diâmetro e tem uma potencia de 225 KW e juntas geram 675 KW, entre 11 e 15% da energia consumida pelo arranha-céu.
Comissionamento das turbinas do Bahrain World Trade Center
Castle House, em Londres
mercado japonês há dois anos, sendo produzida na Europa e nos Estados Unidos. “Com pás de 2 metros e rotor com 1,8 a 3,2 metros e gerando até 2, KW, dependendo do modelo, essas microeólicas entram em funcionamento com ventos de apenas 2 m/s (7,2 Km/h) e podem ser instaladas no topo de edifícios, barcos, em jardins residenciais, em estádios, hospitais, shopping centers e outras construções. No caso de ventos leves, pode contar com o auxilio de placas fotovoltaicas, outra fonte renovável e de graça”.
7- ENERGIA EÓLICA NO BRASIL
No primeiro leilão de energia eólica do País, promovido em dezembro, o Ceará apareceu como o Estado com mais projetos cadastrados, seguido por Rio Grande do Norte e Rio Grande do Sul. As regiões que registraram mais empreendimentos no certame são justamente as que aparecem no Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, estudo encomendado pelo Ministério de Minas e Energia, como as mais promissoras para a fonte. Por meio de medições de vento, clima e solo, foi traçado um mapa com as regiões que apresentariam as melhores condições para a geração de energia pela força dos ventos.
7.1- Potencialidade Eólica
Resultados Preliminares da CBEE - 1998
“Os investidores sempre fazem suas próprias medições, mas o atlas é um indicativo que mostra onde eles devem focar”, explica o pesquisador do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel), Antônio Leite de Sá. Atualmente, ele trabalha no desenvolvimento de uma nova versão do documento, que trará dados atualizados. No atlas antigo, com medições feitas a alturas de até 50 metros, o potencial brasileiro foi estimado em 143,5GW. Com o desenvolvimento da tecnologia as torres eólicas ficaram cada vez maiores, o que deixou o mapeamento anterior defasado.
Na nova versão, as medições serão feitas a 150 metros, e o Cepel não descarta mapear até mesmo alturas de 200 metros. O estudo, que deve ser concluído em até dois anos, mostrará um potencial eólico ainda maior para o País. “Eu trabalho com uma estimativa de 250GW, para ser conservador. Há quem fale em até 300GW”, adianta Antônio.
7.2- Capacidade Instalada
O Brasil responde por cerca da metade da capacidade instalada na América Latina, mas representa apenas 0,38% do total mundial. Para o diretor- executivo da Associação Brasileira de Energia Eólica (ABEEólica), Pedro Perrelli, o desenvolvimento do parque eólico do país só não é maior porque o Brasil tem muita capacidade hidrelétrica instalada e potencial. Segundo ele, apesar disso, o Brasil tem ainda muito terreno para crescer na energia eólica. "A energia eólica é importante, porque ela é complementar a esse potencial hidráulico. Inclusive porque ela não consome água, que é um bem cada vez mais escasso e vai ficar cada vez mais controlado", segundo Perrelli.
De acordo com a ABEEólica, a capacidade instalada de energia eólica no Brasil deve crescer ainda mais nos próximos anos. Isso porque um leilão, realizado no final de 2009, comercializou 1.805MW que devem ser entregues até 2012.