Energia renovável

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AULA 04: A VELOCIDADE DO VENTO 
Tópicos especiais em energias renováveis 
TÓPICOS ESPECIAIS EM ENERGIAS RENOVÁVEIS 
Aula 04: A velocidade do vento 
AULA 04: A VELOCIDADE DO VENTO 
Tópicos especiais em energias renováveis 
Objetivos desta aula 
 
Reconhecer as condições da velocidade que o vento pode atingir em função das condições climáticas e 
probabilísticas que regem seu comportamento. 
A velocidade do vento; 
1 
Comportamento 
probabilístico do vento; 
2 
Distribuição de frequência 
da velocidade do vento; 
3 
PRÓXIMOS 
PASSOS 
Função densidade de 
probabilidade da 
velocidade do vento; 
4 
A direção do vento. 
3 
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A velocidade do vento 
O vento é a fonte primária do sistema de energia eólica e 
é influenciado pela rotação da Terra e pela topografia do 
local, o que provoca variações sazonais na sua intensidade 
e direção. 
 
Os ventos se deslocam de áreas de maior pressão para 
áreas de menor pressão. 
http://3.bp.blogspot.com/-
z2qlCWNM2eY/VMTJtXYyzHI/AAAAAAAAKEg/0f1ZA6tDOUw/s1600/praia6.jpg 
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A velocidade do vento 
A Escala Beaufort classifica os ventos de acordo 
com a sua velocidade e os seus efeitos. 
 
Valores de velocidades médias anuais para 
produção de energia elétrica, em grande escala, 
devem ser superiores a 6 m/s . 
http://consultoriaengenharia.com.br/wp-content/uploads/2016/07/beaufort.png 
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A velocidade do vento 
• Anemômetros: instrumentos que medem a 
velocidade do vento; 
 
• Anemógrafos: instrumentos que registram a 
velocidade do vento. 
https://thumbs.dreamstime.com/z/anemmetro-da-monitorao-do-tempo-
10551708.jpg 
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Comportamento probabilístico do vento 
O conhecimento da frequência de ocorrência da direção do vento no local possibilita o posicionamento 
correto das turbinas, evitando o efeito esteira, e é dada segundo a equação: 
Onde: 
𝑓𝑑𝑖: Frequência de ocorrência de direção de vento para um dado setor i; 
mdi: Número de ocorrências de direções no setor i; 
𝑛𝑑: Número total de amostras. 
𝑓𝑑𝑖 =
𝑚𝑑𝑖
𝑛𝑑
 
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Distribuição de frequência da velocidade do vento 
Para o desenvolvimento de sistemas de 
conversão de energia eólica em energia 
elétrica é necessário o conhecimento da 
distribuição de frequência da velocidade do 
vento. 
 
A distribuição de frequência da velocidade do 
vento consiste em saber em quantas horas 
determinadas velocidades ocorrem, para isso é 
necessário o uso de anemógrafos com registros 
constantes. 
http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap7/Image575.jpg 
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Distribuição de frequência da velocidade do vento 
A partir dos dados obtidos com os registros do 
anemógrafo e através de modelos 
probabilísticos é possível traçar a distribuição 
das frequências de velocidade do vento. 
 
Os modelos mais utilizados são Weibull e 
Rayleigh. 
http://www.aspe.es.gov.br/web/atlaseolico/imagens/a_graf_a1.jpg 
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Distribuição de frequência da velocidade do vento 
Segundo Justus e colaboradores (1978), a 
Distribuição de Weibull apresenta melhor 
aderência às estatísticas de velocidade do 
vento. 
http://www.aspe.es.gov.br/web/atlaseolico/imagens/a_graf_a1.jpg 
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Função densidade de probabilidade da velocidade do vento 
A potência do vento é diretamente relacionada à sua velocidade por: 
 
P = ρ/2 V3 
 
 
Onde: 
P = é a densidade de potência. 
ρ = a densidade do ar. 
V = a velocidade do vento. 
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A direção do vento 
Os ventos apresentam um movimento horizontal paralelo à 
superfície da Terra. 
 
São denominados de acordo com a direção e o sentido de onde 
provém em ventos globais, ventos de superfície e ventos locais . 
 
Os anemoscópios são instrumentos que fornecem a direção 
do vento. 
https://thumbs.dreamstime.com/z/wind-direction-
indicator-blue-sky-56181369.jpg 
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Saiba mais 
• Velocidade do vento 
MARTINS, Guarnieri e Pereira. O aproveitamento da energia eólica. In: Revista Brasileira de Ensino 
de Física, v. 30, n. 1, 1304 (2008) www.sbfisica.org.br 
SANSIGOLO, C. A. Distribuições de probabilidade de velocidade e potência do vento. Disponível em: 
<www.rbmet.org.br/port/revista/revista_dl.php?id_artigo=127&id_arquivo=131>. 
Acesso em 07 jun. 2017. 
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Tópicos especiais em energias renováveis 
Referências 
JUSTUS, C. G.; HARGRAVES, W. R., MIKAIL, A. GRABER, D. Methods for estimating wind speed frequency 
distributions. In: Journal Appllied Meteorology, 12(3) 350-353, 1978. 
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VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? 
 
 
Turbinas eólicas; 
 
Turbinas de arraste; 
 
 Turbinas de sustentação; 
 
Orientação do eixo de turbinas eólicas; 
 
Extração da potência do vento; 
 
Coeficiente de potência de uma 
turbina eólica; 
 
Velocidade de ponta de 
uma turbina eólica. AVANCE PARA FINALIZAR 
A APRESENTAÇÃO.