Entendendo a energia eólica: princípios básicos e geração de eletricidade!

A energia eólica vem ganhando cada vez mais visibilidade e espaço no mercado, justamente por ser uma energia renovável e muito vantajosa, mas muitas pessoas ainda não entendem quais são os seus princípios básicos. Pensando nisso, separamos um guia explicando como funciona a energia eólica. Então, vamos lá pessoal!

O que é energia eólica e como ela é gerada?

A energia eólica é uma forma de energia renovável gerada a partir da energia cinética dos ventos. Ela é gerada por meio de turbinas eólicas, que são dispositivos mecânicos compostos por pás e geradores elétricos.

Leia também

• Transformando a energia solar em eletricidade: como funciona uma usina solar?
• Entendendo a energia luminosa!

Quando o vento sopra sobre as pás, elas começam a girar, movendo o gerador elétrico e produzindo eletricidade. Essa energia é então transmitida para a rede elétrica para ser distribuída para as residências e empresas.

A energia eólica é uma fonte limpa e renovável de energia, pois não emite gases de efeito estufa ou outros poluentes durante a geração de eletricidade.

Componente de um sistema de energia eólica

A turbina eólica é a parte central do sistema, que converte a energia do vento em energia elétrica.

Geração de eletricidade com energia eólica.

Os principais componentes que a compõem são:

• Rotor: responsável por transformar a energia cinética do vento em energia mecânica de rotação
• Caixa de transmissão: responsável por transmitir a energia mecânica entregue pelo eixo do rotor até a carga. Alguns geradores não utilizam esse componente e nesse caso, o eixo do rotor é acoplado diretamente à carga
• Gerador elétrico: responsável pela conversão da energia mecânica em energia elétrica
• Mecanismo de controle: responsável pela orientação do rotor, bem como o controle de velocidade e carga
• Torre: responsável por sustentar e posicionar o rotor em uma altura conveniente
• Transformador: responsável pelo acoplamento elétrico entre o aerogerador e a rede elétrica
• Anemômetro: mede a intensidade, a velocidade e a direção do vento
• Acessórios: são os componentes periféricos

Existem outros componentes e sistemas que fazem parte de um parque eólico, como:

• Sistema de transmissão: é o conjunto de componentes que transportam a energia gerada pela turbina para a rede elétrica
• Controladores: são os componentes que controlam a operação da turbina, incluindo o ajuste da velocidade das pás para aproveitar ao máximo a energia do vento
• Sistema de monitoramento: é o conjunto de componentes que monitoram a operação da turbina e coletam dados para fins de manutenção e análise
• Sistema de armazenamento: é o conjunto de componentes que armazenam a energia gerada pela turbina para uso posterior
• Sistema de proteção: é o conjunto de componentes que protegem a turbina e o gerador de danos durante condições climáticas adversas
• Sistema de segurança: é o conjunto de componentes que garantem a segurança das pessoas e da propriedade durante a operação da turbina
• Sistema de acesso: é o conjunto de componentes que permitem o acesso à turbina para fins de manutenção e operação, incluindo plataformas, escadas e equipamentos de segurança
• Sistema de medição: é o conjunto de componentes que medem a quantidade de energia gerada pela turbina e transmitem esses dados para os sistemas de monitoramento e de faturamento
• Sistema de proteção contra descargas atmosféricas: é o conjunto de componentes que protege a turbina e os outros equipamentos contra danos causados ​​por descargas atmosféricas, que é popularmente conhecido com para-raio.
• Sistema de controle de qualidade: é o conjunto de componentes que garantem que a energia gerada pela turbina atenda aos padrões de qualidade estabelecidos

Quais são os tipos de aerogeradores eólicos?

As turbinas eólicas ou os aerogeradores são equipamentos que utilizam a energia cinética contida no vento para gerar energia elétrica.

Princípios básicos das turbinas eólicas.

Os aerogeradores normalmente são classificados pela sua construção em dois tipos: de eixo horizontal, também conhecido como HAWT (Horizontal Axis Wind Turbine), e de eixo vertical, conhecido por VAWT (Vertical Axis Wind Turbine).

Os aerogeradores de eixo horizontal são os mais comuns, sendo compostos por uma torre e uma ou mais pás presas a um eixo horizontal. Geralmente eles são maiores, mais poderosos, e são usados em parques eólicos comerciais e em projetos de grande escala.

Por outro lado, os aerogeradores de eixo vertical são compostos por uma série de pás presas a um eixo vertical. Eles são menores e mais leves, e são geralmente usados em aplicações residenciais e comerciais de pequena escala, como fazendas eólicas residenciais, pequenas comunidades rurais e instalações empresariais.

A escolha do melhor gerador eólico depende das suas necessidades específicas. Por exemplo:

• Se você estiver planejando instalar uma pequena fazenda eólica em sua propriedade, um gerador de eixo vertical pode ser a melhor escolha
• Se você estiver planejando construir um parque eólico comercial, um gerador de eixo horizontal seria a escolha mais adequada

É importante consultar os especialistas e fazer uma avaliação detalhada das condições de vento e outros fatores para tomar a melhor decisão!

Como é feita a manutenção de geradores eólicos?

A manutenção de geradores eólicos é importante para garantir a eficiência e a segurança das turbinas, bem como para prolongar sua vida útil. A manutenção inclui uma série de tarefas, como:

• Inspeção visual: inspecionar a estrutura, as pás, o sistema de transmissão e os outros componentes para verificar se há danos ou desgaste
• Lubrificação: lubrificar os componentes móveis para garantir um bom funcionamento e prolongar a vida útil dos componentes
• Troca de peças: substituir as peças desgastadas ou danificadas, como rolamentos, engrenagens e pás
• Limpeza: limpando a estrutura e as pás para remover a sujeira e os detritos, além de garantir que a turbina esteja operando de forma eficiente
• Monitoramento: monitorando o rendimento e a produção de energia, bem como a velocidade e a direção do vento, para identificar qualquer problema ou anormalidade
• Formação: Manter a equipe de manutenção e os operadores com as habilidades e os conhecimentos necessários para realizar as tarefas de manutenção

A frequência da manutenção depende do tamanho e da complexidade da turbina, bem como das condições climáticas e do uso. As grandes turbinas eólicas devem ser inspecionadas e mantidas com maior frequência do que as pequenas, por exemplo.

A manutenção regular garante que as turbinas eólicas estejam operando de forma eficiente e segura, e maximizam a geração de energia.

Como é feita a segurança de um parque eólico?

Existem várias medidas de segurança que são tomadas para garantir a segurança de um parque eólico, incluindo:

• Projetos de engenharia seguros: as turbinas eólicas são projetadas e construídas de acordo com normas e regulamentos de segurança para garantir que estejam em conformidade com os padrões de segurança
• Instalação de cercas: são colocadas cercas ao redor das turbinas para evitar acesso não autorizado
• Treinamento de funcionários: os funcionários do parque eólico são treinados para identificar e lidar com situações de emergência para operar de forma segura
• Planos de emergência: os planos de emergência são estabelecidos para lidar com situações de emergência, como incêndios ou falhas mecânicas
• Monitoramento constante: as turbinas são monitoradas constantemente para identificar e corrigir problemas de segurança antes que eles ocorram
• Conformidade com regulamentos: os parques eólicos são regulamentados por órgãos governamentais para garantir que atendam aos padrões de segurança
• Comunicação com a comunidade: A comunicação regular com as comunidades vizinhas do parque eólico é uma importante medida de segurança. É importante que as pessoas saibam sobre os procedimentos de segurança, os procedimentos de emergência e quem contatar em caso de emergência

É importante notar que a segurança é uma prioridade constante e os parques eólicos são projetados, construídos e operados para garantir a segurança de todos os envolvidos.

Quais são os riscos associados à energia eólica?

A energia eólica é geralmente considerada uma forma de energia limpa e segura, mas assim como qualquer outra fonte de energia, ela também tem alguns riscos associados. Confira a seguir, alguns dos principais riscos associados à energia eólica!

Impacto ambiental

A construção de parques eólicos pode afetar a vida selvagem, incluindo principalmente aves e morcegos, e pode interferir com as rotas de migração. Também pode haver impactos no solo e na paisagem, especialmente em áreas sensíveis ou remotas.

Impacto na avifauna

Algumas espécies de aves e morcegos são vulneráveis ​​à colisão com as pás das turbinas eólicas. Isso pode ser um problema especialmente em áreas onde essas espécies estão ameaçadas ou em risco de extinção.

Risco de incêndio

As turbinas eólicas podem causar incêndios devido a problemas mecânicos, como falhas no sistema elétrico.

Risco para a segurança pública

As turbinas eólicas podem ser perigosas para os trabalhadores e as pessoas que vivem perto do parque eólico. Por exemplo, as turbinas podem cair ou desmoronar durante tempestades, causando danos às propriedades e às pessoas.

Interferência no sistema elétrico

A geração variável de energia eólica pode afetar a estabilidade e a eficiência do sistema elétrico, especialmente quando a geração eólica é alta e a demanda de energia é baixa.

Impacto no solo

A construção de parques eólicos pode causar erosão do solo, danos à vegetação e outros impactos no solo.

Impacto social

A construção de parques eólicos pode afetar as comunidades locais, incluindo mudanças na paisagem, ruído e impactos na propriedade.

Muitos desses riscos podem ser minimizados ou evitados com planejamento adequado, como escolher as localizações e projetos apropriados, monitorar constantemente as turbinas e implementar medidas de mitigação eficazes.

Como a energia eólica é regulamentada?

A regulamentação da energia eólica varia de país para país, podendo ser governada por diferentes órgãos reguladores. No geral, a energia eólica é regulamentada para garantir que seja segura, eficiente e ambientalmente responsável.

Normativas de construção

As normativas de construção estabelecem os modelos para a construção de parques eólicos, incluindo as normas de segurança e os requisitos ambientais.

Legislações de geração

As legislações de geração impõem os padrões para a operação de parques eólicos, abrangendo os requisitos de segurança, monitoramento e manutenção.

Regulamentação de transmissão

As regulamentações de transmissão decretam os modelos para a transmissão de energia eólica para a rede elétrica, incluindo os requisitos de interconexão.

Regulamentação de tarifação

Os regulamentos de tarifação definem como os custos da energia eólica são repassados para os consumidores, abrangendo as tarifas de geração e de transmissão.

Políticas ambiental

As políticas ambientais estabelecem os requisitos para minimizar os impactos ambientais da geração de energia eólica, incluindo os na vida selvagem e na paisagem.

Essas políticas garantem impactos menores na construção, instalação, ampliação e funcionamento de estabelecimentos e atividades utilizadores de recursos ambientais, poluidores ou capazes de causar degradação ambiental. Vale salientar que as regulamentações dependerão de prévio licenciamento ambiental.

Além disso, a energia eólica também pode ser incentivada por políticas governamentais, como subsídios, metas de geração de energia limpa e certificados de energia limpa, que podem ser regulamentadas por diferentes órgãos governamentais.

É importante notar que as regulamentações podem mudar com o tempo e variar entre países e regiões. Além disso, é essencial estar ciente das regulamentações locais, além de seguir as leis aplicáveis ​​ao planejar e operar um parque eólico.

No Brasil, a regulamentação da energia eólica é governada por vários órgãos, incluindo:

• ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica): é responsável por estabelecer as regulamentações para a geração, transmissão e distribuição de energia elétrica no Brasil
• ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico): é responsável por planejar e operar o sistema elétrico nacional, incluindo a integração de fontes de energia renováveis
• Ministério de Minas e Energia: é responsável por estabelecer as políticas energéticas do país, incluindo a promoção de fontes de energia limpa e renováveis

A tecnologia eólica tem evoluído rapidamente nos últimos anos, e é esperado que continue a evoluir no futuro para tornar-se mais eficiente, confiável e acessível, bem como aproveitando melhor as condições climáticas, e reduzindo impactos ambientais!

Para continuar aprendendo e ver como funciona um gerador de energia caseiro, assista o vídeo abaixo.

Compartilhe esse artigo com os seus amigos! Deixe nos comentários dúvidas ou sugestões e te responderemos.

Sobre o autor

Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

Veja a biografia completa

Veja também

Vantagens e desvantagens da energia solar

O que é um inversor de energia solar?

Como gerar sua própria energia elétrica?

Como funciona uma usina hidrelétrica?