CONTROLE E GESTÃO DE ENERGIA
Profs. José Carlos Masciotro e Jaime Luiz Dilburt
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MEDIÇÃO DA VELOCIDADE DO VENTO
Sensor de direção e anemômetro de copos
Anemômetro Convencional
00
Anemômetro analógico
portátil
Anemômetro digital de
bolso
Anemômetro convencional
Anemômetro Sônico
O anemômetro sônico mede a velocidade do
vento emitindo sinais de som de um sensor
para outro, e medindo, então, a diferença de
tempo da ida e da volta do sinal, que é
proporcional à velocidade do som e do
vento.
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TIPOS DE TURBINAS QUANTO AO EIXO
EIXO VERTICAL
EIXO HORIZONTAL
Turbina Darrieus
Turbina mono-pá fixas ou direcionadas
por comando separado
Turbina Savonius
Turbina bi-pá com leme direcionador
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EIXO VERTICAL
EIXO HORIZONTAL
Turbina tri-pá com leme direcionador
Turbina Darrieus de pá reta
Turbina tri-pá fixa ou direcionada por
comando separado
Turbina Savonius “Rosa dos Ventos”
Turbina multi-pá
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EVOLUÇÃO DIÂMETRO X POTÊNCIA UTIL
DADOS IMPORTANTES
1 – DIÂMETRO X VELOCIDADE
• A velocidade angular (ω ) do rotor é inversamente proporcional ao diâmetro D.
• A rotação é definida por critérios de minimização do ruído aerodinâmico
emitido pelas pás.
• Quanto aos níveis de ruído, turbinas eólicas no estado-da-arte satisfazem os
requisitos ambientais.
Níveis de ruido
150 m
45,3 db
200 m
42,9 db
400 m
36,9 db
sussurro
db
10 20
folhas
caindo
30
quarto
dormir
casa
40 50
turbina
eólica
60 70
escritorio
musica
britadeira
pneumática
stereo
80 90 100 110 120 130 140 150
interior
ruído
jato
de carro industrial
grande
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• Uma fórmula prática para avaliação da rotação nominal de operação de uma
turbina eólica é dada por:
N (rpm ) =
895
+ 6,9
D
com D em metros Æ
maiores diâmetros; menores rotações
• Os diâmetros no mercado atual variam entre 40m e 100m, resultando em
rotações da ordem de 30 a 16 rpm, respectivamente.
• Baixas rotações das turbinas maiores tornam as pás visíveis e evitáveis por
pássaros em vôo.
• Estes aspectos contribuem para que a tecnologia eolo-elétrica apresente o
mínimo impacto ambiental entre as fontes de geração aptas à escala de
Gigawatts.
• Um bom exemplo disso é a densamente povoada e ambientalmente rigorosa
Alemanha, onde já estão instaladas mais de 11400 turbinas eólicas, totalizando
8753GW instalados ao final de 2001, com taxas de expansão anuais de 1.6GW,
1.7GW e 2.7 GW.
2 – DIÂMETRO X PÊSO
• O aumento nos diâmetros das turbinas traz aumentos no peso das máquinas. O
peso do conjunto que fica no topo da torre (nacele, rotor, mancais, gerador,
sistemas de controle e de direção) pode ser estimado de forma aproximada pela
fórmula:
PESO EM TONELADAS DO CONJUNTO ROTOR E NACELE ≅
D
57,8
DIAMETRO (metros)
PESO (toneladas)
EXEMPLOS
40
30
100
170
SERIA INTERESSANTE TER ESTE CONJUNTO NO SOLO COM
ALGUM TIPO DE TRANSMISSÃO MECÂNICA DE ROTAÇÃO?
• Dessas ordens de grandeza, e da análise da expansão do mercado, pode-se
concluir que a geração eólio-elétrica constitui uma indústria importante no
consumo de aço e resinas para materiais compostos, em países como
Dinamarca, Alemanha e Espanha, principais fabricantes mundiais.
• O Brasil já participa deste mercado industrial, com as exportações de pás da
WOBBENS Windpower (Sorocaba-SP e Pecém-CE) e da TECSIS Sistemas
Avançados (Sorocaba-SP), além de exportações de outros componentes.
• Existem muitas outras empresas operando em diversos segmentos dentro do
campo da energia eólica - mecânica e elétrica.