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2 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004
Energia Eólica Parte 2:Fundamentação e Aplicações 2 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

3 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004
Energia Eólica HISTÓRICO Primeiras utilizações de energia eólica : Descobertas arqueológicas de embarcações em a.C. Por volta de a.C. os fenícios, pioneiros na navegação comercial, se utilizavam de barcos movidos exclusivamente a força dos ventos. As embarcações a vela dominaram os mares durante séculos, até que o surgimento do navio a vapor, em 1807 veio dividir este domínio. 3 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

4 HISTÓRICO O CARRO A VELA DE NASSAU
Energia Eólica HISTÓRICO O CARRO A VELA DE NASSAU Canhoneira terrestre dotada de rodas, sendo as traseiras providas de mecanismo esterçante controlado por tirante, o veículo seria impulsionado por velas idênticas as das embarcações marítmimas. O SURGIMENTO DOS MOINHOS DE VENTO Uso dos moinhos de vento já em 340 d.C. Na Holanda (século XV) Drenagem as terras na formação dos pôlderes. Invenção dos moinhos de cúpula giratória. Permitiu posicionar o eixo das pás em função da direção dos ventos, Grande incremento de capacidade e grande progresso nos sistemas de dessecamento. 4 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

5 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004
Energia Eólica HISTÓRICO OS PRIMEIROS SISTEMAS DE CONTROLE DE POTÊNCIA Revolução Industrial: máquinas de produção teares industriais, As máquinas assim como os moinhos de farinha, exigiam uma certa constância da velocidade. Evidenciando uma das desvantagens da energia eólica em relação a força animal e a roda d´agua. Século XVI Primeiros sistemas de controle ou limitação de potência. freio aplicado ao eixo das pás - existindo inclusive esquemas de Leonardo da Vinci de um freio de cintas aplicado a roda acionadora - e a inclinação do eixo das pás em relação ao horizonte. 5 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

6 Características Técnicas
Energia Eólica Características Técnicas Rotor multipás Maioria das instalações eólicas. Maior aplicação no bombeamento d´agua. Próprio para aeromotores, boa relação torque de partida / área de varredura do rotor, mesmo para ventos fracos. Melhor rendimento em baixas velocidades, limitando a potência máxima extraída por área do rotor, tornando este tipo pouco indicado para geração de energia elétrica. Rotor de três ou duas pás aerogeradores modernos grande relação de potência extraída por área de varredura do rotor, muito superior ao rotor multipás (embora isto só ocorra em velocidades de vento superiores) apresenta baixos valores de torque de partida, e de rendimento para velocidade baixas, incompatibilizando seu uso em sistemas que requeiram altos momentos de força e ou carga variável. 6 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

7 Características Técnicas
Energia Eólica Características Técnicas PRINCIPAIS TIPOS DE TURBINAS EÓLICAS NA ATUALIDADE Os aerogeradores e aeromotores são classificados por: posição do eixo do seu rotor vertical ou horizontal. EIXO HORIZONTAL mecanismo que permita o posicionamento do eixo do rotor em relação a direção do vento. melhor aproveitamento global, principalmente onde se tenha muita mudança na direção dos ventos. Os principais modelos diferem quanto as características que definem o uso mais indicado, sendo eles: Rotor multipás Rotor de três ou duas pás 7 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

8 Características Técnicas
Energia Eólica Características Técnicas Rotor multipás Maioria das instalações eólicas. Maior aplicação no bombeamento d´agua. Próprio para aeromotores, boa relação torque de partida / área de varredura do rotor, mesmo para ventos fracos. Melhor rendimento em baixas velocidades, limitando a potência máxima extraída por área do rotor, tornando este tipo pouco indicado para geração de energia elétrica. Rotor de três ou duas pás aerogeradores modernos grande relação de potência extraída por área de varredura do rotor, muito superior ao rotor multipás (embora isto só ocorra em velocidades de vento superiores) apresenta baixos valores de torque de partida, e de rendimento para velocidade baixas, incompatibilizando seu uso em sistemas que requeiram altos momentos de força e ou carga variável. 8 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

9 Características Técnicas
Energia Eólica Características Técnicas Turbina de eixo horizontal tripá com gerador de 75Kw Catavento multipá com bomba d´agua 9 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

10 Características Técnicas
Energia Eólica Características Técnicas EIXO VERTICAL A principal vantagem não necessita de mecanismo de direcionamento, aeromotores mecanismos de transmissão de potência simplificados. desvantagem vibrações acentuadas em toda sua estrutura. Tipos: Rotor Savonius curva de rendimento em relação a velocidade próxima a do rotor de multipás de eixo horizontal, indicado para aeromotores Rotor Darrieus curva de rendimento característica próxima a dos rotores de três pás de eixo vertical. são mais compatíveis com o uso em aerogeradores. mas como nestes os sistemas de transmissão já são bastante simples, o Darrieus perde uma das vantagens comparativas . 10 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

11 Características Técnicas
Energia Eólica Características Técnicas Turbina Savonius de eixo vertical Turbina Darrieus de eixo vertical Turbina Darrieus de eixo vertical e pá reta 11 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

12 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004
Energia Eólica AEROGERADORES Antes de 1970 Relegado a um 2º plano, pela utilização da máquina a vapor, dos motores de combustão interna e das grandes usinas de eletricidade e rede de distribuição. Em virtude da crise do petróleo, na década de 70 Energia eólica voltou a ser bastante cogitada. Avanços da aerodinâmica e o desenvolvimento da eletrônica, aerogeradores muito eficientes Redução do custo por KW. No Brasil Primeiro aerogerador de grande porte Arquipélago de Fernando de Noronha, em 1992, Sistema híbrido com o gerador diesel já existente na ilha, Economia de aproximadamente 10% no consumo de diesel, Redução de emissão de poluentes. 12 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

13 AEROGERADORES O Mecanismo
Energia Eólica AEROGERADORES O Mecanismo 13 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

14 CONFIGURAÇÃO DE FORNECIMENTO, E SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO
Energia Eólica CONFIGURAÇÃO DE FORNECIMENTO, E SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO Sistemas eólicos de grande porte interligados a rede pública de distribuição Dispensa sistemas de armazenamento Bastante viáveis Custos paritários ao das hidrelétricas. Participação na ordem de 15% do fornecimento total de energia Sistemas híbridos diesel-eólico de médio porte Geradores eólicos fator de economia de combustível locais onde não dispõe da rede de distribuição interligada motor diesel garante a regularidade estabilidade no fornecimento de energia dispensa sistemas de armazenamento. 14 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

15 CONFIGURAÇÃO DE FORNECIMENTO, E SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO
Energia Eólica CONFIGURAÇÃO DE FORNECIMENTO, E SISTEMAS DE ARMAZENAMENTO Sistemas eólicos autônomos / armazenamento dispendiosos sistemas de armazenamento devem compensar as variações instantâneas e diarias, a variação da disponibilidade nos períodos do ano. Utilização em localidades remotas. 15 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

16 Potência Mecânica Fornecidada Pelos Cataventos e Turbinas de Vento
Energia Eólica Potência Mecânica Fornecidada Pelos Cataventos e Turbinas de Vento Rendimento de 59% para sistemas otimizados Da Expressão da potência, O trabalho realizado pelo vento - que neste caso é igual a sua energia cinética - é Finalmente, obtém-se a potência final para o Gerador 16 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

17 ORGANOGRAMA PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA EÓLICO
Energia Eólica ORGANOGRAMA PARA IMPLANTAÇÃO DE UM SISTEMA EÓLICO 17 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

18 RELAÇÃO ENTRE VELOCIDADE DO VENTO E ALTURA
Energia Eólica RELAÇÃO ENTRE VELOCIDADE DO VENTO E ALTURA 18 Energização Rural – Sistemas Convencionais e Alternativos – FCA/2004

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