FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA
Projeto de Pesquisa da Primeira Série
Série: Primeira
Curso: Eletrotécnica
Turma: 2123
Sala: 234
Início: 17 de junho de 2009
Entrega: 17 de julho de 2009
Aluno: Paula Mendes (24)
Aluno: Luis Gustavo (19)
Aluno: Stéfani Oliveira (28)
Orientador: Prof. Taylor Barcelos Co-orientador: Prof. Cícero Marcos
GERADOR EÓLICO
1
INTRODUÇÃO
No dia 19 de maio de 2009, fomos com os professores da Fundação Liberato, ao
Museu de Ciência e Tecnologia da PUC. Nos foi dada a proposta de escolher uma
experiência, a fim de construir um protótipo. Durante a visita, vimos muitos trabalhos, mas o
que mais nos chamou a atenção foi um trabalho sobre um tipo de energia renovável, a Energia
Eólica.
Chegamos à conclusão de que este projeto era muito adequado ao grupo, pois trata
sobre energia elétrica, foco principal do nosso curso.
1.1
Tema
O tema do projeto é Energia Eólica, um tipo de energia renovável obtida a partir da
força dos ventos. Escolhemos este tema, pois o projeto se resume em uma pequena estação de
energia eólica, ou seja, um mini-cata-vento de energia eólica. O projeto envolve o estudo de
deferentes tipos de cata-vento e de geradores que convertem a energia eólica em energia
elétrica.
1.2
Justificativa(s)
A energia eólica é de grande importância ao mundo, pois, segundo o Greenpeace em
2007, esta forma de conseguir energia pode garantir 10% das necessidades mundiais de
eletricidade até o ano 2020, criar 1,7 milhões de novos empregos e reduzir a emissão global
de dióxido de carbono na atmosfera em mais de 10 bilhões de toneladas.
Analisando esses fatos, percebemos que, esse trabalho é de grande interesse ao grupo,
pois, gostaríamos de influenciar as pessoas a usarem essa forma tão correta de conseguir
energia, e como eletrotécnicos, estar preparados para as novidades do mercado de trabalho
que nos aguarda.
1.3
Delineamento
A pesquisa será desenvolvida de forma descritiva, pois iremos construir um gerador
eólico de forma reduzida, mas mantendo as características do projeto original e descrever o
trabalho. Descrevendo como a energia eólica é convertida em energia elétrica e distribuída
para a população conheceremos melhor esta importante fonte de energia.
1.4
Problema
Como transformar energia eólica em energia elétrica?
1.5
Hipótese
Podemos transformar a energia eólica em energia elétrica com a ajuda de um cata-
vento acoplado a um dínamo por meio de engrenagens para que este dínamo adquira a
velocidade de rotação necessária para a geração de energia elétrica.
1.6
Objetivo(s)
Construir um pequeno cata-vento capaz de movimentar um dínamo de lanterna com
velocidade suficiente para gerar energia elétrica que possa acender uma lâmpada pequena.
1.6.1
Critérios do projeto
O critério de nosso projeto é construir um cata-vento pequeno, com até 50 cm de
altura, que, com um dínamo de lanterna acoplado ao cata-vento, possa gerar energia elétrica
suficiente para acender uma lâmpada pequena.
Inicialmente, a idéia é usar um dínamo de lanterna, mas, a potência desse dínamo pode
ser insuficiente. Se não for suficiente, usaremos um dínamo de bicicleta acoplado ao catavento.
2
CONTEXTUALIZAÇÃO DA PESQUISA
O primeiro passo do grupo sobre a realização do trabalho foi pesquisar sobre os
assuntos mais importantes relacionados a nosso tema. Apesar de o tema ser muito complexo,
não vimos grandes problemas em captar informações. Deixamos claro que, todas as
informações obtidas nos itens a seguir são as conclusões que obtivemos durante a pesquisa.
2.1
Contextualização histórica
A energia do vento (eólica) foi empregada desde a antiguidade para mover moinhos.
Hoje com o fim da abundância do petróleo e carvão, volta-se a falar nessa forma de energia,
só que de maneira diferente, voltada à eletricidade.
A utilização desta fonte de energia para a geração de eletricidade, em escala
comercial, teve inicio há pouco mais de 30 anos e através de conhecimentos da indústria
aeronáutica os equipamentos para a geração eólica evoluíram rapidamente em termos de
idéias e conceitos preliminares para produtos de alta tecnologia. No inicio da década de 70,
com base na crise mundial do petróleo, houve um grande interesse de paises europeus e dos
EUA em desenvolver equipamentos para a produção de eletricidade que ajudassem a diminuir
a dependência do petróleo e do carvão. Existem atualmente 30000 turbinas eólicas de grande
porte em operação no mundo, com capacidade instalada da ordem de 13500MW.
2.2
Contextualização geográfica
Atualmente existem no mundo 30.000 mil geradores que produzem eletricidade a
partir da força eólica. Na Dinamarca, a contribuição da energia eólica é de 12% da energia
elétrica total produzida. No norte da Alemanha, a contribuição eólica já passou de 16%. Já a
União Européia tem como meta gerar 10% de toda eletricidade a partir dos ventos até 2030.
2.3
Contextualização teórica
Não há fontes que comprovem quando foi descoberta a energia eólica, nem quem a
descobriu, mas sabemos que ela já era utilizada desde a antiguidade. Há poucos anos que a
energia eólica vem sendo voltada à eletricidade.
3
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Para tornar mais possível ainda a realização de nosso trabalho, estudamos as partes
mais importantes que ele envolve. Os componentes principais para gerar energia eólica são: as
pás (catavento), o dínamo e a carga (lâmpada). Assim estudamos cada um dos itens.
3.1
As pás (catavento)
Inicialmente a idéia é usar um catavento comum. Este catavento, não é próprio para a
produção de energia, pois, é um modelo bem original, muito usado pelas crianças em parques.
Tem quatro pás, as pás são especificamente projetadas para se mover de acordo com o vento e
essas pás são muito leves, obviamente que esse modelo de cata vento não é apropriado para
gerar energia, mas concluímos outros tipos de cata vento seriam muito pesados para mover o
dínamo.
3.2
Dínamo
Dínamo é um aparelho que gera corrente contínua convertendo energia mecânica em
elétrica, através de indução eletromagnética. É constituído por um ímã, uma bobina e um
comutador. No dínamo o imã gira com a bobina ao seu redor. Este movimento gera a variação
do campo magnético do imã, surgindo então, uma corrente elétrica no conjunto de espiras da
bobina.
O dínamo que será usado no trabalho é um dínamo de lanterna que produz uma
voltagem aproximada a 3,6v. Este dínamo é consideravelmente leve.
3.3
Carga ou Lâmpada
As lâmpadas LEDs tem uma duração 10 anos (ligada 24 hora por dia) e 30 anos
(quando ligada 10 horas por dia). Elas reduzem ainda o consumo energético, pois são
lâmpadas de baixo consumo e também não produzem calor.
A lâmpada LED, que será usada é uma lâmpada comum de lanterna, na verdade a
mesma lâmpada da lanterna a dínamo que conseguimos.
3.4
Energia Eólica
A energia eólica é a energia que provem do vento. Ela é uma abundante fonte de
energia, renovável, limpa e disponível em todos os lugares. Funciona assim: o vento bate nas
pás no catavento fazendo com que a hélice gire, junto à hélice há várias engrenagens que
fazem com que a bobina gire em torno de um ímã gerando uma diferença de potencial
(energia elétrica).
4
METODOLOGIA
De acordo com a fundamentação teórica, tiramos conclusões de como nosso trabalho
poderia ser construído. Todo material utilizado é de baixo custo.
4.1
Proposta de solução
O gerador será construído de sucata, um material barato e sem grandes complicações.
O catavento será construído com material de garrafa pet, e terá o formato de catavento
infantil. A base do catavento será um cano de PVC de 20 mm de espessura e 30 cm de
comprimento. Terá três lâmpadas LED de 3,6v ao total. O dínamo será de lanterna (doação),
esse dínamo tem capacidade de produzir uma corrente de, aproximadamente 30mA. A base
(ou o tablado) será um tabuleiro de madeira com, aproximadamente 300cm². Serão
necessários 50 cm de fio de cobre e 15 cm de fio de estanho.
Desenho da montagem:
4.2
Cronograma
Nosso cronograma apresenta atividades que serão executadas.
Tabela 1.Previsão de prazos para execução das atividades do projeto.
Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez.
16 a 31
01 a 15
16 a 30
01 a 15
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01 a 15
16 a 30
01 a 15
Atividade
Visita ao Museu da PUC
Relatório de Visita ao Museu
da PUC
Tema
Contextualização da Pesquisa
Fundamentação Teórica
Metodologia
Entrega do trabalho completo
Entrega para a professora Nara
Inicio da construção do
protótipo
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BIBLIOGRAFIA
Energia Eólica. http://energiaeolica.predialnet.com.br/lado.htm, ultimo acesso feito em
15/07/2009.