Turbinas eólicas de eixo vertical e horizontal: Tipos e operação

Un turbina de vento É um dispositivo projetado para converter a energia cinética do vento em energia elétrica usando um rotor e um gerador. Essas turbinas eólicas são divididas em dois tipos principais: turbinas eólicas de eixo vertical e os turbinas eólicas de eixo horizontal. Ambos possuem características únicas e são aplicados em diversas situações dependendo do ambiente e das necessidades de instalação.

Tipos de turbinas eólicas

Existem duas categorias principais de turbinas eólicas:

• Turbina Eólica de Eixo Vertical (VAWT): Consegue captar o vento de qualquer direção e possui baixo nível de produção de energia, o que o torna ideal para locais com baixa intensidade de vento ou áreas urbanas onde as regulamentações impedem a instalação de grandes estruturas.
• Turbina eólica de eixo horizontal (HAWT): É o mais utilizado em grandes parques eólicos. Sua eficiência é maior e é melhor utilizado em áreas onde o vento é maior e mais constante.

Turbina Eólica de Eixo Vertical

Turbinas eólicas de eixo vertical, conhecidas como VAWT, são aqueles em que o eixo do rotor é vertical em relação ao solo. Uma de suas principais vantagens é que não necessitam de mecanismos de orientação para captar o vento, pois podem operar independentemente da direção do vento. Além disso, o gerador elétrico pode ser localizado no solo, facilitando a manutenção.

Estas turbinas eólicas têm uma menor eficiência energética em comparação com aqueles com eixo horizontal, mas ainda são eficazes em áreas onde a velocidade do vento é baixa ou muda. Além disso, eles exigem partida motorizada, pois na maioria dos casos não podem dar partida sozinhos.

Tipos de turbinas eólicas de eixo vertical

Dentro da VAWT, existem vários subtipos:

1. Turbina Eólica Savonius

El Savônio É um dos modelos mais simples e robustos. Caracteriza-se por possuir dois semicírculos deslocados horizontalmente, por onde passa o vento, gerando um movimento rotacional. Embora sua eficiência seja baixa, é uma boa opção onde são necessários sistemas de baixa manutenção.

2. Turbina Eólica Giromill

Este tipo de turbina eólica tem uma conjunto de lâminas verticais unido a duas barras que compõem o eixo vertical. Sua capacidade energética varia entre 10 e 20 kW, sendo uma opção mais eficiente que o Savonius para pequenas instalações residenciais ou comerciais.

3. Turbina Eólica Darrieus

El darrieus É um tipo mais avançado que é composto por duas ou três lâminas biconvexas. Seu design permite que a turbina eólica aproveite melhor o vento em amplas faixas de velocidade. Porém, sua desvantagem é a necessidade de um rotor Savonius ou outro sistema para dar partida.

Operação de uma turbina eólica de eixo vertical

A operação do VAWT É relativamente simples. As pás giram impulsionadas pela força do vento movendo-se em diferentes direções. Estas turbinas eólicas são sempre alinhado com o vento, permitindo que continuem operando mesmo quando a velocidade do vento é baixa.

Por serem mais compactas, as turbinas eólicas de eixo vertical geram menos energia em comparação com suas contrapartes de eixo horizontal. No entanto, eles são eficientes o suficiente para aplicações como aquecer uma casa, mantenha as luzes acesas o incluso recarregar um carro elétrico.

Turbinas eólicas de eixo horizontal

Turbinas eólicas de eixo horizontal são os mais comuns, especialmente em grandes fazendas de vento. Essas turbinas eólicas têm melhor desempenho energético devido à sua capacidade de gerar energia de forma mais eficiente a partir de altas velocidades do vento.

Os componentes dessas turbinas eólicas são colocados em uma gôndola localizada no topo da torre. O rotor, composto por três pás, capta o vento e gera um movimento rotacional que se multiplica por meio de uma caixa de engrenagens para produzir eletricidade. Esse movimento, gerado pelo vento, é levado até um gerador que gera a energia que é transportada para a rede.

Qual turbina eólica é mais eficiente?

Os turbinas eólicas de eixo horizontal Geralmente são mais eficientes. Isso ocorre porque eles podem alcançar velocidades de rotação mais altas e aproveitar melhor o vento em altitudes mais elevadas, onde a velocidade do vento é mais constante e mais forte. Além disso, necessitam de menos engrenagens para aumentar a velocidade de rotação, o que permite aproveitar melhor a energia cinética do vento.

Inovações em turbinas eólicas

Nos últimos anos, temos visto grandes inovações na tecnologia eólica. Um dos mais promissores foi o Moinhos sem lâmina Vortex, desenvolvido por uma empresa espanhola. Este tipo de aerogerador sem partes móveis visa reduzir os custos de manutenção e eliminar o impacto visual que os grandes aerogeradores tradicionais geram na paisagem.

Outro projecto ambicioso é o Árvore do vento. Este projeto utiliza 72 turbinas em formato de pá, dispostas em uma árvore mecânica que gera energia com ventos muito fracos. Este tipo de estrutura seria ideal para ser localizada em cidades, proporcionando uma fonte de energia renovável e esteticamente agradável.

Uso histórico e moderno de turbinas eólicas

O uso da energia eólica não é novidade. Os primeiros moinhos de vento foram usados ​​para bombear água ou moer grãos nas áreas rurais. Contudo, foi na década de 70 que Dinamarca assumiu um verdadeiro compromisso com a energia eólica em grande escala, o que permitiu a este país tornar-se o principal fabricante de tecnologia eólica.

Hoje, as turbinas eólicas que começaram como pequenas instalações em áreas rurais deram lugar a parques eólicos gigantes que geram centenas de megawatts de energia limpa para consumo em todo o mundo. Grandes empresas como Siemens y Vestas Eles lideram a produção dessas tecnologias.

O futuro das turbinas eólicas envolve grandes desenvolvimentos em termos de eficiência e custo. Espera-se que, com a instalação de turbinas flutuantes A energia eólica offshore desempenhará um papel ainda mais importante na transição para as energias renováveis.

Graças ao desenvolvimento deste tipo de inovação, a energia eólica deixou de ser uma solução experimental e tornou-se uma das principais fontes de energia renovável a nível mundial.