No mundo das energias renováveis, destacam-se duas formas principais de geração: energia solar e a energia eólica. Enquanto a energia solar transforma a radiação solar em energia elétrica através de painéis solares, a energia eólica concentra-se no aproveitamento da força do vento através de turbinas eólicas. Esses dispositivos são essenciais para converter a energia cinética do vento em energia elétrica utilizável.
Os turbinas eólicas São complexos em seu projeto e requerem estudos prévios para garantir que sua instalação seja rentável e eficiente. Existem vários tipos e tecnologias associadas aos aerogeradores, que variam de acordo com a sua utilização e capacidade de geração de eletricidade. Neste artigo você aprenderá detalhadamente tudo relacionado a turbinas eólicas.
Características de uma turbina eólica
Turbinas eólicas convertidas energia cinética do vento em energia elétrica através das pás que giram graças à força do vento. Estas lâminas podem girar entre 13 e 20 rotações por minuto (rpm), dependendo da tecnologia da turbina eólica e da velocidade do vento em todos os momentos. Os materiais das lâminas também influenciam a velocidade de rotação; Lâminas mais leves tendem a girar mais rapidamente.
Quanto mais velocidade as pás adquirem, maior é a quantidade de energia gerada pelo aerogerador, o que aumenta sua eficiência. No entanto, para iniciar o dispositivo, é necessária energia auxiliar. Uma vez colocado em operação, o vento passa a ser o único motor da rotação das pás.
Um dos aspectos mais notáveis das turbinas eólicas é a sua Longa vida útil, que excede Anos 25. Embora os custos de instalação e os gastos iniciais possam ser elevados, o longo tempo de operação permite que o investimento seja amortizado e gere benefícios económicos. Além disso, por ser uma energia limpa, contribui para a redução de emissões poluentes e à redução do uso de combustíveis fósseis.
Os avanços na tecnologia não só aumentaram a vida útil das turbinas eólicas, mas também as tornaram mais eficientes, facilitando a sua instalação em locais mais óptimos para maximizar a captação de energia eólica.
Operação
O processo de transformação de energia numa turbina eólica é realizado em várias fases, cada uma delas fundamental para a conversão da energia eólica em eletricidade:
- Orientação automática: A turbina eólica se orienta automaticamente para aproveitar ao máximo a energia eólica. Isto é possível graças aos dados registrados pela palheta e pelo anemômetro, que permitem que a nacela gire na direção correta.
- Rotação da lâmina: Quando o vento atinge uma velocidade de aproximadamente 3,5 m/s, ele começa a girar as pás. Para otimizar a geração de energia, a velocidade ideal do vento é de 11 m/s. Se esta velocidade ultrapassar 25 m/s, as pás são colocadas na posição de bandeira para evitar tensões excessivas e travar o sistema.
- Multiplicação: A rotação do rotor aciona um eixo lento que aumenta sua velocidade de 13 rpm para cerca de 1.500 rpm por meio de um multiplicador.
- Geração: A energia rotacional é transferida para o gerador, onde é transformada em eletricidade.
- Evacuação: A energia elétrica gerada é transportada pela torre até a subestação, onde sua tensão é elevada antes de ser injetada na rede elétrica para distribuição aos pontos de consumo.
- Monitoramento: Este processo garante que a turbina eólica funcione corretamente. Os sistemas críticos são monitorados permanentemente a partir da subestação e do centro de controle, o que permite detectar e resolver rapidamente possíveis incidentes.
Tipos de turbinas eólicas
Existem duas categorias principais de turbinas eólicas, que são classificadas de acordo com o eixo do rotor ou a potência que podem fornecer.
De acordo com o eixo do rotor
Eixo vertical
Este tipo de turbina eólica é omnidirecional e não necessita de sistemas de orientação, o que facilita a instalação e manutenção. Além disso, seus componentes como o gerador e o multiplicador ficam rentes ao solo, o que simplifica sua construção e reduz custos. Contudo, sua principal desvantagem é que Eles têm menor eficiência do que aqueles com eixo horizontal e requerem sistemas externos para iniciar a rotação das pás.
Eixo horizontal
As turbinas eólicas eixo horizontal Eles são os mais comuns e eficientes. Seu design permite atingir maiores velocidades de rotação e, portanto, requer menor multiplicação de rotações. Além disso, por serem mais altos, conseguem aproveitar melhor a energia eólica em grandes altitudes.
De acordo com a energia fornecida
Em função do energia fornecida, as turbinas eólicas são divididas em três classes:
- Baixa potência: Eles oferecem poderes de até 50 kW e são usados em aplicações como bombeamento de água ou fornecimento de energia em áreas isoladas.
- Metade da potência: Eles estão na faixa de 150 kW e são utilizados para fornecer energia à rede em locais rurais ou isolados.
- Alto poder: Fornecem energia em escala comercial e sua produção pode atingir até vários gigawatts.
Hoje, os equipamentos de alta potência são os mais utilizados nos parques eólicos para produzir eletricidade de forma eficiente e económica, contribuindo para o combate às alterações climáticas.
O setor das energias renováveis continua a evoluir, impulsionado pela necessidade de reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e mitigar o impacto das alterações climáticas. As turbinas eólicas, em particular, registaram avanços tecnológicos significativos, permitindo-lhes gerar mais eletricidade e ter uma vida útil mais longa. Com essas informações, você entenderá melhor como funcionam as turbinas eólicas e seu papel fundamental no futuro da energia limpa.