Teoria e funcionamento da Energia Eólica

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Energia Eólica – limpa, abundante e inesgotável

O vento é uma fonte de energia limpa e inesgotável. A resolução de problemas técnicos e uma abordagem sensata de enquadramento dos parques eólicos na paisagem, estão a tornar esta forma de energia ainda mais atractiva.

A energia eólica encontra-se na categoria das Fontes de Energia Renováveis (FER), em que mais se tem apostado na Europa durante a última década, sendo a região líder a nivel mundial nesta área.

Os projectos para o seu aproveitamento têm aumentado cerca de 40% por ano nos últimos seis anos, resultando na produção de energia eléctrica suficiente para satisfazer o consumo doméstico de 5 milhões de pessoas.

A União Europeia estabeleceu como meta para 2005, que a contribuição das FER aumentasse dos actuais 4% para 8% do total de consumo energético.

Assim, a energia eólica, poderá representar um papel relevante no cumprimento deste objectivo, uma vez que a sua indústria se propõe instalar uma capacidade de 40 000 MW até 2010, fornecendo electricidade a aproximadamente 50 milhões de pessoas.

Parque Eolico

Na Alemanha, o governo planeia substituir a energia nuclear (responsável por mais de um terço da energia eléctrica produzida), pela energia eólica nos próximos 30 anos. Para tal, serão implantados no Mar do Norte importantes parques eólicos, assim como em terra.

A Alemanha, com as suas 8500 centrais eólicas, é o país número um no sector a nivel mundial, produzindo um terço da energia eólica mundial, o que corresponde a metade da produção europeia.

Países com uma capacidade eólica instalada superior a 100MW:

– Alemanha** 4973 MW
– Estados Unidos** 2733 MW
– Espanha** 2046 MW
– Dinamarca** 1905 MW
– India 1150 MW
– Holanda 434MW
– Reino Unido 380 MW
– Itália* 298 MW
– China 302 MW
– Suécia* 221 MW
– Grécia* 158 MW
– Canadá 127 MW

* Em crescimento

** Crescimento muito rápido

Como se captura e transforma esta energia?

O aproveitamento da energia eólica para produção de electricidade é feito recorrendo aos aerogeradores de grande dimensão, os quais podem ser implantados em terra ou no mar e estar agrupados em parques ou isolados.

São constituídos por uma torre metálica com uma altura que pode oscilar entre 25 e 80 m e por turbinas com duas ou três pás, cujos diâmetros de rotação se situam em valores idênticos à altura dos postes.

As turbinas de última geração têm uma capacidade de produção de energia de 1.6-2 MW, encontrando-se em fase de teste turbinas de 5 MW. A velocidade mínima do vento necessária para entrarem em funcionamento ronda os 10-15Km/h e a velocidade de cruzeiro é de 50-60 Km/h.

Em caso de tempestade as pás e o rotor são automaticamente travados quando a velocidade de vento for superior a 90 Km/h. Uma vez travado, o aerogerador pode suportar velocidades de 200Km/h sem sofrer danos.

Possuem ainda protecção contra raios e microprocessadores que permitem o ajuste continuado do ângulo das pás às condições de vento dominantes e a manutenção de um output de corrente eléctrica uniforme, condição esta muito importante quando se encontram ligados à rede de distribuição eléctrica.

Existem também sistemas híbridos de média dimensão, onde se combinam os aerogeradores eólicos com sistemas fotovoltaicos, diesel ou hídricos, podendo ou não possuir sistema de armazenamento de energia.

São apenas usados para pequenas redes ou para aplicações especiais tais como bombagem de água, carga de baterias, dessalinização, etc. A sua capacidade ronda os 10-200 kW.

Os sistemas eólicos isolados, com gamas de potência entre 25W e 150W, são dos mais bem sucedidos comercialmente, sendo usados para carga de baterias (utilizados no Reino Unido pela Marinha e caravanas e na China pelas populações semi-nómadas da região da Mongólia), bombagem de água, aquecimento, etc.

Por último, os sistemas mecânicos para bombagem de água são ainda, numericamente, dos mais representativos, com cerca de 2 milhões de unidades dispersas por todo o mundo, sendo os mercados principais o dos EUA, Argentina, África e Nova Zelândia. Encontram-se em fase de desenvolvimento sistemas de melhor performance para a sua substituição.

Porquê apostar no aproveitamento da energia eólica em detrimento de outras FER?

Embora nenhuma das FER possua per si a capacidade de satisfazer a 100% as necessidades de consumo, a energia eólica é aquela que deverá ser aproveitada até ao máximo do seu potencial porque é uma energia limpa, i.e. não causa poluição atmosférica (não produz dióxido de carbono, dióxido de enxofre ou óxidos de azoto responsáveis pelo “efeito de estufa” e pela “chuva ácida”) e não produz ou utiliza qualquer material radioactivo.

Os custos do seu aproveitamento estão em franco decréscimo devido à evolução das novas tecnologias, existe em abundância e nunca se esgotará.

Os seus impactos ambientais, eventualmente desfavoráveis, traduzem-se num aumento do ruído nas suas proximidades (perfeitamente dentro dos limites do suportável com a nova geração de aerogeradores, onde é enorme o esforço de minimização do ruído) e no considerável efeito visual e paisagístico proporcionado pelas elevadas dimensões das torres e das pás dos aerogeradores.

Contudo, mesmo este eventual senão, pode ser minorado se houver o cuidado de fazer a sua integração com a paisagem envolvente na fase de planeamento e escolha do local mais propício para a instalação do projecto.

A maior parte das pessoas que vivem nas imediações dos parque eólicos acham-nos atraentes, tornando-se muitas vezes atracções turísticas e um símbolo elegante e estéticamente reconfortante de um futuro melhor.

Outros factores negativos, como interferências electromagnéticas que podem perturbar os sistemas de telecomunicações, efeito de sombras em movimento e mortalidade de aves em zonas de migração causada pelas pás em movimento, podem ser muito atenuados ou inexistentes se for correcta a planificação da sua localização.

Estudos realizados na Alemanha, Holanda, Dinamarca e Reino Unido demonstraram que os aerogeradores não representam nenhum problema acrescido para a deslocação das aves quando devidamente localizados (fora das rotas de migração e das áreas preferenciais de nidificação, por exemplo).

Esta constatação é confirmada pela “Royal Society for the Protection of Birds”, que encoraja a viragem em direcção às tecnologias de aproveitamento das energias renováveis, em particular a energia eólica, desde que sensatamente ponderadas a dimensão e localização dos parques.

Um parque eólico com 20 aerogeradores ocupará em média um quilómetro quadrado. No entanto, ao contrário de outras centrais eléctricas, apenas 1% é ocupado pelas estruturas.

Se os terrenos forem de aptidão agrícola esta actividade poderá desenvolver-se até às bases das torres e quando o período de vida útil dos aerogeradores termina (cerca de 20 anos), podem ser facilmente removidas todas as estruturas, devolvendo o local ao seu uso original ou outro estabelecido no plano de exploração do parque.

O valor deste material para reciclar geralmente compensa os custos do desmantelamento, sendo, contudo, conveniente prever uma verba para este fim aquando da elaboração do plano.

O balanço energético de um parque eólico é dos mais atractivos em termos de planeamento energético mundial, sendo a energia gasta para instalar, operar e manter um aerogerador produzida por este em menos de seis meses.

A potência produzida por um aerogerador varia com a velocidade do vento segundo a curva de potência desse mesmo aerogerador. A energia produzida será o integral da potência produzida durante o tempo em que estiver em funcionamento.

A electricidade produzida tem, hoje em dia, um preço competitivo. Em termos anuais, os custos da energia decresceram de 35$00/kWh em 1980 para 10$00/kWh em 1996 e espera-se que sejam da ordem dos 6$00/kWh em 2000.

Para investimentos privados (períodos de amortização menores e taxas de juro mais altas), os custos são cerca de 1.7 vezes superiores. Quando passarem a ser contabilizadas as externalidades (custos indirecto s para o meio ambiente do aproveitamento das diferentes fontes de energia, por exemplo) este tipo de electricidade será, então, dos mais competitivos.

Os parques eólicos são também dos sistemas mais seguros de produção de energia eléctrica, tendo-se registado apenas raros casos de pessoas feridas por pedaços partidos de pás ou por pedaços de gelo.