Como funciona um Aerogerador

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De forma a compreender melhor o funcionamento de um aerogerador devemos primeiro saber o que é um aerogerador, como é constituído e quais os diferentes tipos de aerogeradores existentes.

O que é um aerogerador?

Um aerogerador (turbina eólica ou Sistema de Geração Eólica) é um equipamento que utiliza a energia cinética do vento, convertendo-a em energia elétrica. Como no processo é utilizado uma fonte de energia sem fim denomina-se essa energia resultante de energia renovável, e também de energia eólica por ser utilizado o vento nesse processo.

Os aerogeradores têm-se tornado populares rapidamente por ser uma fonte de energia renovável e não poluente.

Tipos de aerogeradores mediante o tipo de rotor?

Existem dois tipos básicos de rotores eólicos: os de eixo vertical e os de eixo horizontal. Os rotores diferem consoante o seu custo relativo de produção, eficiência, e na velocidade do vento em que têm sua maior eficiência.

Tipos de aerogeradores segundo o rotor
Tipos de aerogeradores segundo o rotor

Aerogeradores com Rotor de eixo vertical

Os aeroeradores com rotor de eixo vertical são geralmente mais caros que os de eixo horizontal, pois o gerador não gira seguindo a direção do vento, apenas o rotor gira enquanto o gerador fica fixo, mas seu desempenho é inferior.

São exemplos de rotores de eixo vertical os rotores do tipo Savonius e os rotores do tipo Darrieus.

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Exemplos de Aerogeradores de eixo vertical.

Aerogeradores com Rotor de eixo horizontal

Os aerogeradores com rotor de eixo horizontal são os mais conhecidos e os mais utilizados pela sua maior eficiência, compensando o seu custo mais elevado. Nesta categoria encontram-se os rotores multipás e os de 2 ou 3 pás.

Os rotores constituídos por 3 pás são os mais utilizados para geração de energia elétrica em larga escala são utilizadas como fonte de energia renovável, estes são impulsionados apenas pela força de sustentação.

Estes apresentam também maior eficácia pela sua menor resistência ao ar. A gama de potências dos aerogeradores estende-se desde os 100 W (comprimento das pás da ordem de 1 metro) até cerca de 8 MW (longitude das pás que supera os 80 metros).

Saiba quais são os 10 maiores aerogeradores do mundo de eixo horizontal.

Vamos agora perceber como funciona um aerogerador. Como é captada a energia do vento e “transformada” em energia elétrica utilizável. Para isso vamos usar como base e ilustração um aerogerador de rotor de eixo horizontal composto por 3 pás por ser o mais comum atualmente no mercado.

Como é constituído um aerogerador de eixo horizontal?

Na composição deste equipamento e falando de uma forma básica encontramos a torre, o rotor, o gerador e as pás.

Estes são os principais componentes mas podem ter outros constituintes como por exemplo sistemas de medição de vento, sistemas de controlo e outros mecanismos mecânicos.

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Esquema básico e componentes constituintes de um Aerogerador

Principais componentes constituintes de um Aerogerador de eixo horizontal

Pás: captam o vento, convertendo sua potência ao centro do rotor. São construídas em processo praticamente artesanal a partir de materiais como o plástico e a fibra de vidro. O desenho das pás emprega as mesmas soluções técnicas usadas pela Aeronáutica nos cálculos de engenharia das asas dos aviões.

Rotor: elemento de fixação das pás que transmite o movimento de rotação para o eixo de movimento lento. Um de seus principais componentes é o sistema hidráulico que permite o movimento das pás em distintas posições para otimizar a força do vento ou parar a turbina por completo.

Torre: elemento que sustenta o rotor e a nacelle na altura apropriada ao seu funcionamento. Embora a maioria das torres sejam de aço, como foram originalmente construídas, hoje já existem outros modelos com diferentes tipos de material.

Nacelle: compartimento instalado no alto da torre composto por caixa multiplicadora, chassis, sistema de yaw, sistema de controlo electrónico e sistema hidráulico. É o componente com maior peso do sistema. Dependendo do fabricante do aerogerador, pode ultrapassar as 72 toneladas;

Gearbox (caixa multiplicadora): tem a função de transformar as rotações que as pás transmitem ao eixo de baixa velocidade (19 a 30 rpm), de modo que entregue ao eixo de alta velocidade as rotações que o gerador precisa para funcionar (1.500 rpm);

Gerador: converte a energia mecânica do eixo em energia elétrica;

Anemómetro: mede a intensidade, a velocidade e a direção do vento. Esses dados são lidos pelo sistema de controle, que garante o posicionamento mais adequado para a turbina.

Catavento: mede a direção do vendo, é responsável por transmitir ao sistema de controlo a posição instantânea o vento, permitindo ao aerogerador manter-se orientado ao vento de forma a otimizar a energia cinética do vento, aumentando a potência produzida.

Como funciona um aerogerador?

As pás giram com a força do vento, fazendo girar o rotor que por sua vez transmite a rotação multiplicada pela caixa multiplicadora ao gerador, o gerador converte normalmente em conjunto com um conversor de potência a energia mecânica recebida em energia elétrica.

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A energia elétrica produzida é injetada na rede elétrica do parque eólico e posteriormente na rede elétrica global.

Fontes: wikipedia.org; edp.pt; blogger.com