Com o avanço do consumismo global, junto com o aumento populacional, a demanda por energia elétrica tem aumentado drasticamente.
Para se ter uma ideia, no Brasil o consumo anual de energia elétrica é de 555 TWh (Terawatt-hora), com crescimento médio, nos últimos dez anos, de 4% ao ano.
Com esse nível de demanda, é inegável a necessidade de se realizar investimentos para garantir a oferta.
Quase metade da energia energética produzida no Brasil vem de fontes renováveis, de acordo com o Ministério de Minas e Energia.
A maior parte é produzida em usinas hidrelétricas, mas nos últimos anos, a geração de energia eólica, produzida pelo vento, e a solar vem ganhando destaques.
De acordo com dados do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), a energia eólica hoje representa 10,9% da matriz elétrica brasileira e a expectativa é que chegue a 13,6% ao fim de 2025. Os maiores parques estão na região Nordeste.
O que é energia eólica:
Energia eólica é a energia cinética derivada da força dos ventos para a produção de eletricidade a partir de aerogeradores.
Os ventos são os responsáveis por movimentar as hélices das turbinas eólicas e gerar a força mecânica que, depois, será convertida em energia elétrica por meio de um gerador.
O que é uma Turbina Eólica:
É um equipamento que tem por finalidade transformar a energia cinética dos ventos em eletricidade, através de aerogeradores. Vamos agora explicar cada componente de uma turbina eólica:
PÁS:
São as responsáveis por captar a energia cinética (movimento) dos ventos e transferi-la para o rotor da turbina.
As pás (ou lâminas) dos aerogeradores utilizam os mesmos perfis aerodinâmicos das asas de aviões, que criam a força de sustentação necessária para realizar o seu movimento.
Podem ultrapassar os 100 metros de comprimento.
ROTOR:
É o “nariz” do aerogerador, na expressão popular. Tecnicamente, é a parte frontal da turbina na qual são conectadas as pás e pode pesar mais de 33 toneladas.
O rotor (hub, no termo em inglês) é o elemento da turbina eólica que transfere o movimento das pás para o eixo central, que pode ser horizontal ou vertical.
Os aerogeradores possuem mecanismos de segurança que controlam a velocidade do rotor e das pás mesmo em momentos de rajadas de ventos fortes.
Além disso, as turbinas eólicas possuem um sistema de freio que permite parar a sua rotação e, consequentemente, a geração de energia, quando necessário.
O rotor de um gerador eólico pode ter de 20 a 170 metros de diâmetro. Quanto maior for o rotor e as pás de um aerogerador, mais energia ele será capaz de produzir.
TORRE:
É a maior parte da turbina eólica, que serve para dar sustentação ao restante do equipamento. Ela também serve de posicionamento para a nacele que fica sobreposta à estrutura.
Como a velocidade do vento aumenta com a altura, as torres mais altas permitem que as turbinas capturem mais energia e geram mais eletricidade.
NACELE:
Essa é a parte mais pesada da estrutura, chegando a mais de 100 toneladas em alguns casos. Por isso, a logística se torna fundamental para ser capaz não só de chegar a locais remotos onde os parques são estabelecidos, como também elevá-la até o topo da torre.
Nessa cabine, estão compostas várias partes do aerogerador, como caixa de transmissão, transformador, etc. Ela funciona como uma estação de operação e manutenção onde os funcionários entram e realizam algumas correções no funcionamento.
CAIXAS DE TRANSMISSÃO:
É onde acontece o aumento da velocidade que vem do rotor, para uma velocidade na qual o gerador possa operar.
O equipamento é constituído por um conjunto de engrenagens, que juntas, conseguem um fator multiplicador da ordem de 120 vezes, elevando rotações baixas e fornecendo ao eixo um aumento significativo que permite o bom funcionamento do gerador.
GERADOR:
Esse é o dispositivo responsável pela conversão da energia mecânica de rotação do eixo, em energia elétrica. Fica instalado no interior da nacele.
O gerador é acionado pelo eixo de alta velocidade. Os enrolamentos de cobre giram através de um campo magnético no gerador para produzir eletricidade.
Alguns geradores são acionados por caixas de engrenagens e outros são acionamentos diretos, onde o rotor se conecta diretamente ao gerador.
YAW SYSTEM (CONTROLE DE GIRO):
Este sistema de guinada gira a nacele nas turbinas contra o vento para mantê-las de frente para o vento quando a direção do vento muda. Os motores de guinada acionam o mecanismo de guinada para fazer isso acontecer.
SENSORES DE VENTO: BIRUTA e ANEMÔMETRO:
A Biruta é responsável por medir a direção do vento e se comunica com o mecanismo de guinada para orientar a turbina adequadamente em relação ao vento.
O anemômetro mede a velocidade do vento e transmite os dados da velocidade do vento para o controlador.
CONTROLADOR:
O controlador permite que a máquina dê partida em velocidades de vento de cerca de 5 m/s e desligue a máquina quando a velocidade do vento ultrapassar 30 m/s.
O controlador desliga a turbina em velocidades de vento mais altas para evitar danos às diferentes partes da turbina. Pense no controlador como o sistema nervoso da turbina.
ROLAMENTO DO EIXO PRINCIPAL:
Parte do trem de força da turbina, o rolamento principal suporta o eixo giratório de baixa velocidade e reduz o atrito entre as partes móveis para que as forças do rotor não danifiquem o eixo.
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