ENERGIA ELIONICA

Energia eólica é aquela gerada pelo vento. Desde a antiguidade este tipo de energia é utilizado pelo homem, principalmente nas embarcações e moinhos. Atualmente, a energia eólica, embora pouco utilizada, é considerada uma importante fonte de energia por se tratar de uma fonte limpa (não gera poluição e não agride o meio ambiente). 

Como é gerada 

Grandes turbinas (aerogeradores), em formato de cata-vento, são colocadas em locais abertos e com boa quantidade de vento. Através de um gerador, o movimento destas turbinas gera energia elétrica. 

Uso no mundo 

Atualmente, apenas 1% da energia gerada no mundo provém deste tipo de fonte. Porém, o potencial para exploração é grande. Atualmente, a capacidade eólica mundial é de 238,4 GW (Gigawatts).

Os países que mais geram energia eólica:

1º -  China (62,7 mil megawatts)

2º -  Estados Unidos (46,9 mil megawatts)

3º -  Alemanha (29 mil megawatts)

4º -  Espanha (21,6 mil megawatts)

5º -  Índia (16 mil megawatts)

6º -  França (6,8 mil megawatts)

7º -  Itália (6,7 mil megawatts)

8º -  Reino Unido (6,5 mil megawatts)

9º -  Canadá (5,2 mil megawatts)

10º- Portugal (4 mil megawatts)

Fonte: Relatório de 2011 da Global Wind Energy (capacidade eólica em 15 anos) 

Você sabia?

- Regiões com ventos frequentes de 15 km/h são ideais para a instalação de aerogeradores.

- A geração de energia eólica no mundo aumentou cerca de 1000% nos últimos dez anos.

- Até o final de 2013, o mundo produzirá cerca de 300 GW de energia elétrica através de usinas eólicas.

- No dia 15 de junho é comemorado o Dia Mundial do Vento.Energia eólica é a transformação da energia do vento em energia útil, tal como na utilização de aerogeradores para produzir eletricidade, moinhos de ventopara produzir energia mecânica ou velas para impulsionar veleiros. A energia eólica, enquanto alternativa aos combustíveis fósseis, é renovável, está permanentemente disponível, pode ser produzida em qualquer região, é limpa, não produz gases de efeito de estufa durante a produção e requer menos terreno.^[1] O impacto ambiental é geralmente menos problemático do que o de outras fontes de energia.

Os parques eólicos são conjuntos de centenas de aerogeradores individuais ligados a uma rede de transmissão de energia elétrica. Os parques eólicos de pequena dimensão são usados na produção de energia em áreas isoladas. As companhias de produção elétrica cada vez mais compram o excedente elétrico produzido por aerogeradores domésticos.^[2] Existem também parques eólicos ao largo da costa, uma vez que a força do vento é superior e mais estável que em terra e o conjunto tem menor impacto visual, embora o custo de manutenção seja bastante superior. Em 2010, a produção de energia eólica era responsável por mais de 2,5% da eletricidade consumida à escala global, apresentando taxas de crescimento na ordem dos 25% por ano. A energia eólica faz parte da infraestrutura elétrica em mais de oitenta países. Em alguns países, como a Dinamarca, representa mais de um quarto da produção de energia.

A energia do vento é bastante consistente ao longo de intervalos anuais, mas tem variações significativas em escalas de tempo curtas. À medida que cresce a proporção de energia eólica numa determinada região, torna-se necessário aumentar a capacidade da rede de modo a absorver os picos de produção, através do aumento da capacidade de armazenamento, e de recorrer à importação e exportação de eletricidade para regiões adjacentes quando há menos procura ou a produção eólica é insuficiente. As previsões meteorológicas auxiliam o ajustamento da rede de acordo com as variações de produção previstas .^[3] [4]

Índice

  [esconder] 

• 1História
  • 1.1Energia mecânica
  • 1.2Energia elétrica
• 2Potencial
  • 2.1Produção de energia elétrica
  • 2.2Por país
  • 2.3Brasil
• 3Ver também
• 4Referências
• 5Ligações externas

História[editar | editar código-fonte]

Energia mecânica[editar | editar código-fonte]

A bolina sob o barco a velaoferece resistência lateral à ação do vento, permitindo um avanço gradual através do vento.

A energia eólica tem sido aproveitada desde a antiguidade para mover os barcos impulsionados por velas ou para fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover as suas pás. Nos moinhos de vento a energia eólica era transformada em energia mecânica, utilizada na moagem de grãos ou para bombear água. Os moinhos foram usados para fabricação de farinhas e ainda para drenagem de canais, sobretudo nos Países Baixos. Ao longo de milhares de anos, a força do vento tem sido aproveitada de inúmeras formas, desde o impulso de veleiros e barcos à vela, até à ventilação natural de edifícios. A utilização do vento para produzir energia mecânica surgiu relativamente tarde na Antiguidade. A roda de vento do engenheiro grego Herão de Alexandria, concebida durante o século I d.C., é o mais antigo registro do uso de uma ferramenta destinada a captar a força do vento para alimentar uma máquina.^{[5] [6] [7]}

Os primeiros moinhos de vento apareceram na Pérsia desde, pelo menos, o século IX, provavelmente desde o século VII.^[8] O uso de moinhos tornou-se comum no Médio Oriente e na Ásia Central, chegando mais tarde à para a China e Índia.^[5] Por volta do ano 1000, os moinhos eram usados para bombear água do mar até às salinas na China e na Sicília,^[9] e a partir do século XI são já usados intensivamente na Europa ocidental na moagem de farinha,^[6] e na drenagem de terras alagadas para cultivo ou construção.^[10] Os primeiros europeus que vieram à América trouxeram a tecnologia consigo do Velho Continente.^[10] Em 1881, William Thomson propôs o uso da energia eólica na ausência. de carvão.^[11]

Energia elétrica[editar | editar código-fonte]

Turbina eólica de Charles Francis Brush em 1888 gerava 12kW.

Em julho de 1887, James Blyth, um engenheiro escocês, construiu uma turbina com pás de tecido no jardim e aproveitou a eletricidade produzida para carregar acumuladores que usava para iluminar a sua casa.^[12] A sua experiência daria origem em 1891 a uma patente. No inverno de 1888, o inventor norte-americano Charles Francis Brush produziu eletricidade através de um gerador alimentado a energia eólica, que fornecia eletricidade à sua residência e laboratório. Na década de 1890, o inventor dinamarquês Poul la Cour construiu geradores eólicos para produzir eletricidade, que usava para produzir hidrogénio e oxigénio através de eletrólise, guardando uma mistura dos dois gases para usar como combustível. La Cour foi o primeiro a descobrir que turbinas que girassem a uma velocidade maior e com menos pás eram as mais eficientes para produzir eletricidade. Em 1904 fundou a Sociedade dos Eletricistas Eólicos.^[13]

Em meados da década de 1920, algumas empresas começaram a fabricar aerogeradores elétricos de 1-3 quilowatts,^[11] os quais tiveram uma ampla aceitação nas regiões rurais da América do Norte. No entanto, a instalação de redes elétricas públicas durante a década de 1940 e a necessidade de mais energia tornou estes pequenos geradores obsoletos.^[14] Em 1931 o engenheiro francês Georges Darrieus obteve uma patente para uma turbina eólica que usava aerofólios ao longo de um eixo vertical para criar a rotação. Desenhou ainda uma turbina de 100 kW, precursora dos geradores horizontais modernos.^[15] Em 1956, Johannes Juul, antigo estudante de la Cour, projeta uma turbina com três pás em Gedser, com 200 kW, e que viria a influenciar o desenho das turbinas posteriores.^[13]

Em 1975 o Departamento de Energia dos Estados Unidos financiou um projeto de desenvolvimento de turbinas eólicas, gerido pela NASA, com a finalidade de serem incorporadas na rede de distribuição. Estas turbinas experimentais abriram o caminho para grande parte da tecnologia que é hoje usada.^[13] Desde então, as turbinas têm aumentado significativamente de tamanho, sendo as maiores capazes de produzir 7,5MW.{{nota de rodapé|A potência da turbina é medida em quilowatts (kW) ou megawatts (MW), enquanto que a energia produzida é medida em quilowatts-hora (kWh) e respetivos múltiplos.^[16]

Potencial[editar | editar código-fonte]

Parque eólico no Texas, Estados Unidos.

O vento é o movimento de ar ao longo da superfície da Terra, sendo afetado por áreas de altas e baixas pressões atmosféricas.^[17] O sol não aquece a superfície de forma regular, dependendo de factores como o ângulo de incidência dos raios solares, que difere consoante a latitude e a hora, e se o solo é coberto ou não por vegetação. As grandes massas de água, como os oceanos, aquecem e arrefecem mais lentamente do que em terra. A energia em forma de calor absorvida pela superfície da Terra é transferida para a atmosfera e, uma vez que o ar aquecido é menos denso que o ar frio, sobe acima do ar arrefecido para formar áreas de elevada pressão atmosférica criando diferenciais de pressão. A rotação da Terra arrasta a atmosfera envolvente, o que provoca turbulência. É a conjugação de todos estes fenómenos que provoca a alteração constante do padrão de ventos.^[17]

A quantidade total de potência que é em termos económicos é viável explorar a partir do vento é consideravelmente maior que o atual consumo humano de energia a partir de todas as fontes.^[18] O Instituto Max Planck apresentou uma estimativa da quantidade total de energia eólica que existe, concluindo que possam ser extraídos entre 18 e 68 TW.^[19] Uma outra estimativa, desta vez baseada em medições reais da velocidade do vento, concluiu que possa haver 1700TW de energia eólica a uma altitude de 100 m acima do mar e da terra. Destes, 72 a 170 TW poderiam ser extraídos de forma prática e economicamente competitiva.^[19] Os mesmos autores mais tarde estimaram ser de 80 TW.^[20] No entanto, a investigação na Universidade de Harvard estima uma média de 1 Watt/m² e uma capacidade de 2–10 MW/km² para parques eólicos de grande dimensão, sugerindo que estas estimativas de recursos eólicos totais a nível global estejam sobrestimadas por um factor de 4.^[21]

Produção de energia elétrica[editar | editar código-fonte]

Energia renovável
Biocombustível Biomassa Energia azul Energia geotérmica Energia heliotérmica Energia hidráulica Hidreletricidade Energia solar Energia maremotriz Energia das ondas Energia das correntes marítimas Energia eólica

Componentes de uma turbina eólica: 1-Fundação,
2-Conector à rede elétrica,
3-Torre,
4-Escada,
5-Controle de orientação (Yaw control),
6-Nacelle,
7-Gerador,
8-Anemômetro,
9-Freio elétrico ou mecânico,
10-Caixa de velocidades,
11-Lâmina,
12-Controle de orientação (pitch control),
13-Roda.

Na atualidade utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores - grandes turbinas colocadas em lugares com muito vento. Essas turbinas têm a forma de um catavento ou um moinho que produz com o movimento da hélice um campo magnético na turbina. Esse movimento, através de um gerador, produz energia elétrica. Precisam agrupar-se em parques eólicos, concentrações de aerogeradores, necessários para que a produção de energia se torne rentável, mas podem ser usados isoladamente, para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão. É possível ainda a utilização de aerogeradores de baixa tensão quando se trata de requisitos limitados de energia elétrica.

A energia eólica pode ser considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia, principalmente porque é renovável, ou seja, não se esgota, limpa, amplamente distribuída globalmente e, se utilizada para substituir fontes de combustíveis fósseis, auxilia na redução do efeito estufa. Em países como o Brasil, que possuem uma grande malha hidrográfica, a energia eólica pode se tornar importante no futuro, porque ela não consome água, que é um bem cada vez mais escasso e que também vai ficar cada vez mais controlado. Em países com uma malha hidrográfica pequena, a energia eólica passa a ter um papel fundamental já nos dias atuais, como talvez a única energia limpa e eficaz nesses locais. Além da questão ambiental, as turbinas eólicas possuem a vantagem de poderem ser utilizadas tanto em conexão com redes elétricas como em lugares isolados, não sendo necessário a implementação de linhas de transmissão para alimentar certas regiões (que possuam aerogeradores).

A tecnologia de instalação da geração eólica pode ser onshore (em terra) ou offshore (marítima), na tecnologia offshore o custo de instalação é mais elevado comparado com onshore, contudo na offshore o potencial de geração é maior. Por este motivo a tecnologia offshore é utilizada em países com pequena extensão territorial ou com pouco espaço disponível para as instalações em terra.

O sistema de geração de energia elétrica pode ser on-grid (interligado à rede) ou off-grid (isolado da rede). No sistema on-grid a geração de energia é interligada à rede elétrica do Sistema Interligado Nacional (SIN) o qual é mais utilizado comercialmente. Já no sistema off-grid a geração é isolada da rede convencional trabalhando de forma autônoma, aplicado em regiões rurais ou marítimas afastadas em que não é viável traspor linhas de transmissão.

Parque eólico Middelgrunden naDinamarca

A produção de energia elétrica através de energia eólica tem várias vantagens das quais podemos ressaltar as principais. É uma fonte renovável, não emite gases de efeito estufa, gases poluentes e nem gera resíduos na sua operação, o que a torna uma fonte de energia de baixíssimo impacto ambiental. Os parques eólicos (ou fazendas eólicas) são compatíveis com os outros usos do terreno como a agricultura ou pecuária, já que os atuais aerogeradores têm dezenas de metros de altura.^[22] O grande potencial eólico no mundo aliado com a possibilidade de gerar energia em larga escala torna esta fonte a grande alternativa para diversificar a matriz energética do planeta e reduzir a dependência ao petróleo. Em 2011 na União européia ela já representa 6,3% da matriz energética,^[23] e no mundo mais de 3,0% de toda a energia elétrica.^[24] Finalmente, com a tendência de redução nos custo de produção de energia eólica, e com o aumento da escala de produção, deve se tornar uma das fontes de energia mais barata.^[25]

No entanto, apesar de todos os pontos positivos, é preciso se não forem feitos estudos de mapeamento, medição e previsão dos ventos, ela não é uma fonte de energia confiável. Não há muitos dados sobre o regime de ventos no Brasil, e eles costumam serem aproveitáveis somente durante parte do ano. Além disso, os parques eólicos produzem poluição sonora e visual. Também podem interferir na rota migratória de pássaros, e os aerogeradores interferem na paisagem do local. Além disso, todo o equipamento é caro, o que pode inviabilizar a criação de parques eólicos.^[26] Quanto ao impacto visual, gera poluição visual devido à alteração da paisagem do local, não que as demais fontes não alterem, como para alguns as pás dos geradores é uma poluição visual, para outros pode ser considerado um atrativo turístico como uma bela alternativa às demais fontes de energia. Em relação à poluição sonora, apesar de não ter pesquisas conclusivas indicando impacto na fauna, deve-se ter cuidado para evitar instalação em corredores de migração de aves ou habitats de reprodução de animais silvestres, e se preciso utilizar linhas de transmissão subterrâneas. Como qualquer maquina, também exige manutenção interna dos aerogeradores que deve ser realizada de forma preventiva e constante. A maior desvantagem é a não regularidade da geração (ou intermitência da geração), pois a geração depende do vento que não são sempre constantes, e nem sempre há vento quando a eletricidade é necessária. Deste modo, como a disponibilidade de energia diária varia de um dia para outro, a geração eólica pode ser menos confiável que as fontes convencionais. Devendo ser alternativa complementar e não substituta na matriz energética.

Por país[editar | editar código-fonte]

Um aerogerador é um dispositivo que aproveita a energia eólica e a converte em energia elétrica.

Parque eólico próximo a Caen,França

O maior complexo éolico e capacidade de energia solar do mundo está instalada na Alemanha.^[27]

Em 2012 a capacidade mundial de geração de energia elétrica através da energia eólica foi de aproximadamente 282 gigawatts (GW),^[28] o suficiente para abastecer as necessidades básicas de dois países como o Brasil(o Brasil gastou em média 70 gigawatts em janeiro de 2010).^[29] Para se ter uma idéia da magnitude da expansão desse tipo de energia no mundo, em 2008 a capacidade mundial foi de cerca de 120 GW e, em 2007, 59 GW.^[28]

A capacidade de geração de energia eólica no Brasil vem aumentando ano a ano. Em 2008 era de 341MW, em 2009 passou 606 MW, e em 2010 atingiu o valor de 920MW. O Brasil responde por cerca da metade da capacidade instalada na América Latina, mas representa apenas 0,38% do total mundial.^[30]

Até 2005 a Alemanha liderava o ranking dos países em produção de energia através de fonte eólica, mas em 2008 foi ultrapassada pelos EUA.

Desde 2010 a china é o maior produtor de energia eólica. Em 2011 o total instalada nesse país ultrapassava os 62.000MW (62GW), comparado com os 44.000 instalado até 2010, foi um aumento de 41%.^[25]

Em alguns países, a energia elétrica gerada a partir do vento representa significativa parcela da demanda. Na Dinamarca esta representa 28%^[31] da produção, 19%^[32] emPortugal, 16%^[33] Espanha, 16%^[34] na Irlanda e 8%^[35] na Alemanha. Globalmente, a energia eólica não ultrapassa 2,5%^[36] do total gerado por todas as fontes, mas com um crescimento anual de 25%. Desde 2011, 83 países usam energia eólica em escala comercial.^[37]

O custo da geração de energia eólica tem caído rapidamente nos últimos anos. Em 2005 o custo da energia eólica era cerca de um quinto do que custava no final dos anos 1990, e essa queda de custos deve continuar com a ascensão da tecnologia de produção de grandes aerogeradores. No ano de 2003 a energia eólica foi a forma de energia que mais cresceu nos Estados Unidos.^{[carece de fontes]}

A maioria das formas de geração de eletricidade requerem altíssimos investimentos de capital e baixos custos de manutenção. Isto é particularmente verdade para o caso da energia eólica, onde os custos com a construção de cada aerogerador podem alcançar milhões de reais, os custos com manutenção são baixos e o custo com combustível é zero. Na composição do cálculo de investimento e custo nesta forma de energia levam-se em conta diversos fatores, como a produção anual estimada, as taxas de juros, os custos de construção, de manutenção, de localização e os riscos de queda dos geradores. Sendo assim, os cálculos sobre o real custo de produção da energia eólica diferem muito, de acordo com a localização de cada usina.

Apesar da grandiosidade dos modernos moinhos de vento, a tecnologia utilizada continua a mesma de há 1000 anos, tudo indicando que brevemente será suplantada por outras tecnologias de maior eficiência, como é o caso da turbovela, uma voluta vertical apropriada para capturar vento a baixa pressão ao passar nos rotores axiaisprotegidos internamente. Esse tipo oferece certos riscos de colisões das pás com objetos voadores (animais silvestres) mas não interfere na áudiovisão. Essa tecnologia já é uma realidade que tanto pode ser introduzida no meio ambiente marinho uma vez que os animais aquáticos não correm riscos de colisão como no ambiente terrestre.^[38]

Evolução do potencial de energia eólica instalado no mundo de 1996 a 2013

Potência instalada de energia eólica, mundialmente (final de 2013)^[39] [40]

Lugar	País	Potência [MW]
1	China	91,412
2	Estados Unidos	61,091
3	Alemanha	34,250
4	Espanha	22,959 [41]
5	Índia	20,150
6	Reino Unido	10,531
7	Itália	8,552
8	França	8,254
9	Canadá	7,803
10	Dinamarca	4,772
11	Portugal	4,724
12	Suécia	4,470
13	Brasil	3.461
14	Polónia	3,390
15	Austrália	3,239
16	Turquia	2,959
17	Países Baixos	2,693
18	Japão	2,661
19	Romênia	2,600
20	Irlanda	2,037
21	México	1,917
22	Grécia	1,865
–	União Europeia	121,474
	Mundial	318,105

O San Gorgonio Pass Wind Farm, em Desert Hot Springs na Califórnia, Estados Unidos.

Brasil[editar | editar código-fonte]

Ver artigo principal: Energia eólica no Brasil

Parque eólico de Osório, Rio Grande do Sul

O Brasil possui grande potencial em energia eólica. Segundo Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, publicado pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica da Eletrobras, o território brasileiro tem capacidade para gerar até 300 gigawatts, mas atualmente a capacidade instalada é de 8.12 GW, o que representa menos de 3% do potencial.^[42] Por outro lado, o potencial eólico brasileiro é mais de todo o potencial elétrico instalado no país atualmente, o que representa 5,8% da matriz nacional abastecendo 6 milhões de residências.^[43]

A maior fonte de eletricidade do Brasil são as usinas hidrelétricas. Um estudo indica que o país poderia substituir a energia térmica pela energia eólica. Isso porque as usinas termoelétricas só são acionadas durante os períodos de seca, quando os rios ficam mais baixos e as hidrelétricas são insuficientes para produzir toda a energia consumida. Porém, é justamente nesse período que o regime de ventos no Nordeste é mais intenso.^[44]

O maior centro de geração de energia eólica do país é o complexo eólico Alto Sertão I, situado na Bahia, com capacidade de gerar até 300MW ^[45] , seguido do Parque eólico de Osório, localizado no Rio Grande do Sul, com a capacidade de gerar até 150 MW e ainda tem o Parque Eólico Cerro Chato com capacidade de gerar 91 MW localizado em Santana do Livramento - RS.

A previsão é que a participação da fonte de energia eólica na matriz energética brasileira continua crescendo, como vem acontecendo no resto do mundo, apresentando taxas de crescimento médias de potência instalada superiores a 20%.^[46]

Ver também[editar | editar código-fonte]

• Aerogerador
• Moinhos de vento
• Parque eólico
• Turbovela
• Usinas eólicas do Brasil

Referências

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4. Ir para cima↑ Platt, Reg; Fitch-Roy, Oscar and Gardner, Paul (August 2012) Beyond the Bluster why Wind Power is an Effective Technology. Institute for Public Policy Research.
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9. Ir para cima↑ Kurlansky, Mark (2002) Salt: a world history,Penguin Books, London, ISBN 0-14-200161-9, p. 419
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22. Ir para cima↑ Benefícios da Energia Eólica.
23. Ir para cima↑ A energia eólica avança apesar da crise econômica, 21% de aumento na capacidade global instalada, Global Wind Energy Council.
24. Ir para cima↑ Half-year Report 2011, Página da World Wind Energy Association. (em inglês)
25. ↑ ^{Ir para:a b} World Market for Wind Turbines recovers and sets a new record: 42 GW of new capacity in 2011, worldwide total capacity at 239 GW, World Wind Energy Association, 7 February 2012. (em inglês)
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27. Ir para cima↑ Lições alemãs, The Economist, acesso em 29 de novembro de 2008.
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29. Ir para cima↑ Gasto de Energia Brasileiro em janeiro de 2010 bate recorde.
30. Ir para cima↑ Brasil aumentou em 77% capacidade de geração de energia eólica, Folha de S.Paulo.
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38. Ir para cima↑ Aves de rapina e as usinas eólicas.
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40. Ir para cima↑ European Wind Energy Association (Hrsg.): „Wind in power - 2010 European Statistics“, February 2011.(em inglês)
41. Ir para cima↑ Eólicas à frente como maior fonte de electricidade em Espanha.
42. Ir para cima↑ Associação Brasileira de Energia Eólica - ABEEólica - Como o Nordeste virou principal polo da energia eólica no Brasil www.portalabeeolica.org.br. Visitado em 2015-11-17.
43. Ir para cima↑ Bons ventos evitarão calor e fome?, Ciência Hoje.
44. Ir para cima↑ Ciência Hoje - Aposta nos ventos
45. Ir para cima↑ Obras de 14 Parques de Energia Eólica Começam na Região de Guanambi, Governo da Bahia.
46. Ir para cima↑ Global Wind Report, World Wind Energy Association, 2010.