Recurso eólico

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ENERGIA EÓLICA
AULA 02
Característica do vento
AR
QUENTE
AR
FRIO
TERRA MAIS
QUENTE
MAR MAIS
FRIO
AR
QUENTE
AR
QUENTE
AR
FRIO
REGIÕES DE VALE 
MAIS QUENTES
AR
QUENTE
AR
FRIO
TERRA MAIS
FRIA
MAR MAIS
QUENTE
AR
FRIO
AR
FRIO
AR
QUENTE
REGIÕES MONTANHOSAS 
MAIS QUENTES
D
IA
N
O
IT
E
Variações espaciais – condições geográficas locais.
Variações temporais – inter-anuais, anuais, diurnas, curto-termo 
Inter-anuais - 5 a 30 anos para se conseguir uma média confiável
Anuais: estações do ano (complementaridade; despacho de energia)
Diurnas - características locais; estações do ano
(complementaridade; despacho de energia)
Curto-termo - 10 minutos (estimação de energia); 3 segundos
(rajadas; turbulência - fadiga)
Escala Duração Comprimento
(km)
Exemplos
Circulação geral semanas – anos 1.000 – 40.000 Alísios, 
predominantes de 
oeste , monções
Escala sinótica dias – semanas 100 – 5.000 ciclones, 
anticiclones, 
furacões
Meso-escala minutos – dias 1 – 100 tornados, 
tempestades, brisas 
terrestres e 
marítimas
Micro-escala segundos –
minutos
< 1 turbulência, 
rajadas, 
redemoinhos
Escalas de movimento
Espaço
T
e
m
p
o
1 m
10 m
100 m
1 km
10 km
100 km
1.000 km
10.000 km
s
e
g
m
in
h
o
ra
d
ia
s
e
m
a
n
a
m
ê
s
a
n
o
d
é
c
a
d
a
Rajadas
Tornados
Tempes-
tades
Alísios e 
predominante
s de oeste
Escala Climática, para 
avaliação do recurso
Larga Escala, para 
seleção do local
Pequena Escala, 
para projeto de 
turbina eólica
Jatos 
noturnos
Furacões
Perfil do vento
Perfil de Vento
Permanente
Perfil de Vento
Instantâneo
Velocidade de Vento Horizontal (m/s)
A
lt
u
ra
 A
c
im
a
 d
o
 N
ív
e
l 
d
o
 S
o
lo
 (
m
)
Z2
Z1
Z1 = 50 – 150 m
Z2 = 1.000 – 2.000 m








r
r
z
z
v)z(v



























o
r
o
r
z
z
ln
z
z
ln
v)z(v
Tipo de Terreno zo (m) α
Muito liso: gelo ou lama 10-5
Mar aberto calmo 2 x 10-4
Mar agitado 5 x 10-4
Neve 3 x 10-3 0,10
Gramado 8 x 10-3
Pastagem 10-2
Descampado 3 x 10-2 0,13
Plantações 5 x 10-2 0,19
Árvores esparsas 10-1
Árvores compactas, sebes, 
prédios esparsos 2,5 x 10
-1
Florestas e bosques 5 x 10-1
Subúrbios 1,5 0,32
Centros de cidades com 
prédios altos 3
Exercício
H (m) V(m/s)
10
15
20
25
30
35
40
45
50
80
120
Z 30m
Zr 10m
V(z) 4m/s
Vr 2m/s
Potencial Eólico e sua Avaliação
0 - NENHUMA 
DEFORMAÇÃO
I - DEFORMAÇÃO 
MUITO LEVE
II - DEFORMAÇÃO 
LEVE
III - DEFORMAÇÃO 
MODERADA
IV - DEFORMAÇÃO 
COMPLETA
V - INCLINAÇÃO 
PARCIAL
VI - INCLINAÇÃO 
COMPLETA
VII - TOMBAMENTO
Avaliação do recurso eólico
Parâmetros de interesse
• Velocidade (anemômetro)
• Direção (anemoscópio)
• Temperatura (termômetro)
• Pressão (barômetro)
• Umidade (higrômetro)
Terreno considerado plano
Considerar a direção predominante do vento
1. diferença de elevação entre o local da turbina e as cercanias é 
menor que 60 m em um raio de 6 km
2. não há obstáculo com razão de aspecto
(altura/largura) maior que 1/50, a menos de
4 km a montante e 0,8 km a jusante
3. a diferença entre a parte mais baixa do
rotor e a menor elevação do terreno é maior que três vezes a 
máxima diferença de elevação (h) dentro de 4 km a montante
Análise do potencial eólico
• Medições in loco durante considerável período de tempo
• Pelo menos 5 anos
• Mínimo de um ano
• Intervalos de 10 minutos são bastante utilizados



N
i
im v
N
v
1
1  




N
i
mi vv
N 1
2
1
1
M é d ia H o rá ria d a V e lo c id a d e - 3 0 m
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 7 5 1 4 9 2 2 3 2 9 7 3 7 1 4 4 5 5 1 9 5 9 3 6 6 7 7 4 1
H o ra s 
m
/s
M é d ia D iá ria d a V e lo c id a d e - 3 0 m
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
1 3 5 7 9 1 1 1 3 1 5 1 7 1 9 2 1 2 3 2 5 2 7 2 9 3 1
D ia
m
/s
M é d ia = 3 ,4 4 m /s
D ia M éd io
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3
H oras
m
/s M é d ia = 3 ,4 4 m /s
H is to g ra m a
0 ,0 0
0 ,0 2
0 ,0 4
0 ,0 6
0 ,0 8
0 ,1 0
0 ,1 2
0 ,1 4
0 ,1 6
0 ,1 8
0 ,2 0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6
m /s
%
D is t rib u iç ã o d e W e ib u ll
0 ,0 0
0 ,0 2
0 ,0 4
0 ,0 6
0 ,0 8
0 ,1 0
0 ,1 2
0 ,1 4
0 ,1 6
0 ,1 8
0 ,2 0
0 ,2 2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6
m /s
%
K = 1 ,4 6
C = 3 ,8 0 m /s
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 0,4 0,8 1,2 1,6 2 2,4 2,8 3,2
f (
u)
velocidade
k = 3,0
k = 1,0
k = 4,0
k = 2,0