Aula 03 TÓPICOS ESPECIAIS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS (1)

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TÓPICOS ESPECIAIS EM ENERGIAS RENOVÁVEIS 
Aula 03: Energia eólica - A potência 
AULA 03: ENERGIA EÓLICA - A POTÊNCIA 
Tópicos especiais em energias renováveis
Tópicos especiais em energias renováveis
AULA 03: ENERGIA EÓLICA - A POTÊNCIA 
Introdução
Direção, potência e energia do vento em função das condições climáticas que regem seu comportamento.
Energia eólica;
1
A potência do vento;
2
A potência do vento em função da altitude e da temperatura ambiente;
3
PRÓXIMOS 
PASSOS
A potência do vento em função da sua velocidade.
4
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Tópicos especiais em energias renováveis
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Energia eólica
É a conversão da energia cinética de translação, contida nas massas de ar em movimento, em energia cinética de rotação através de aerogeradores.
A energia cinética do vento depende:
da densidade do ar;
da pressão atmosférica;
da temperatura;
da altitude. 
http://3.bp.blogspot.com/FjwmTQ2RepA/UZpzqHQh1RI/AAAAAAAAACc/mWrhdBEePXQ/s1600/Energia-E%C3%B3lica-4-500x500.jpg
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Tópicos especiais em energias renováveis
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Energia eólica
A quantidade de energia que o vento transfere em cada segundo, para o rotor, depende diretamente da densidade do ar, da velocidade do vento e da área do rotor.
Uma turbina eólica capta uma parte da energia cinética do vento que passa através da área varrida pelo rotor e a transforma em energia elétrica.
 
A potência elétrica é função do cubo da velocidade de vento v:
ρ = densidade do ar em kg/m3 Acesse para conhecer valores: https://pt.wikipedia.org/wiki/Densidade_do_ar
Ar = área varrida pelas pás do rotor. A = π.R2 ou A = D2 π/4 (D = diâmetro da área varrida pelas pás)
Cp = coeficiente aerodinâmico de potência do rotor = pot. disponível eixo / potência recuperável. Os melhores projetos alcançam 0,5 e seu valor máximo é de 0,59. O restante é perdido porque o vento passa pelas pás.
Acesse o artigo IX_CEEL_043.pdf para conhecer a fórmula da potência.
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A potência do vento
A quantidade de energia que o vento transfere em cada segundo, para o rotor, é designada por potência do vento. 
O potencial eólico exige um conhecimento sobre o comportamento dos ventos, como, por exemplo, a intensidade da velocidade e a direção, auxiliando na determinação do local da instalação.
http://media.istockphoto.com/vectors/rotating-wind-turbine-drawing-vector-id536924343
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Turbina por dentro
Quanto ao porte, as turbinas eólicas podem ser classificadas da seguinte forma: 
pequenas - potência nominal menor que 500 kW; 
médias - potência nominal entre 500 kW e 1000 kW; e 
grandes - potência nominal maior que 1 MW
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Turbina por dentro
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Instalando um gerador eólico
VÍDEO DE INSTALAÇÃO
ACIDENTES E COLAPSOS
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Onde comprar um gerador eólico
istabreeze
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A potência do vento em função da altitude e da temperatura ambiente
A potência de uma turbina eólica varia com a velocidade do vento.
A camada superficial, zona de interesse para as turbinas eólicas, é influenciada por efeitos locais como topografia do terreno e a rugosidade do solo.
A densidade do ar depende da pressão atmosférica e da temperatura do ar que, por sua vez, dependem da altitude o lugar. 
Quanto mais denso o ar maior será a energia cinética recebida pela turbina eólica.
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172008000100005#fig06
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A potência do vento em função da sua velocidade
A velocidade do vento determina a quantidade de energia que uma turbina eólica consegue converter em energia elétrica.
O valor médio da velocidade do vento corresponde à média das velocidades observadas para um determinado local. 
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A potência do vento em função da sua velocidade
Velocidade eólica média vs Impacto sobre pessoas, danos a construções, etc. 
10m/s -> Não se pode manter guarda-chuvas abertos. Placas e telhados de zinco mal fixados começam a voar. 
15m/s Estufas começam a se partir. Placas e telhados de zinco começam a voar. 
20m/s Crianças têm risco de ser carregadas pelo vento. Impossível permanecer de pé sem se inclinar 30 graus. 
25m/s Pequenos galhos de árvores quebram. Portas de aço começam a partir. Vidros de janelas se quebram por objetos voando. Telhas se soltam, antenas de televisão e chaminés caem. Muros de tijolos quebram, parte exterior de casas mal fixada se solta e começa a voar.
http://www2.secti.ba.gov.br/atlasWEB/img/apendice/graficoc2.jpg
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A potência do vento em função da sua velocidade
30m/s Telas de proteção de chuva se soltam, telhados começam a voar, começa a destruição de residências construídas em madeira. Há casos de queda de postes de eletricidade. 
35m/s Há casos de vagões de trens de passageiros tombarem. 
40m/s Impossível permanecer de pé sem se inclinar 45 graus. Pequenas pedras voam. 
50m/s Em geral, as residências construídas em madeira caem. As árvores são arrancadas pela raiz. 
60m/s Há casos de torres que se vergam.
http://www2.secti.ba.gov.br/atlasWEB/img/apendice/graficoc2.jpg
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A potência do vento em função da sua velocidade
Quanto maior a altura maior será a velocidade. 
A influência de obstáculos e rugosidade diminui em função da altura acima do solo.
Locais com maiores alturas e/ou com baixa rugosidade são escolhidos para instalar os aerogeradores.
http://www.meuportugal.com.br/wp/wp-content/uploads/2014/06/aerogeradores_eolicos.jpg
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A potência do vento em função da sua velocidade
Através do conhecimento da velocidade média do vento é possível dimensionar o sistema de armazenamento e estimar a energia a ser produzida.
http://www.scielo.br/img/revistas/rbef/v36n4/a07fig20.jpg
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A potência do vento em função da sua velocidade
A conversão de energia eólica pode ser prejudicada pela presença de obstáculos, sendo necessário elevadas alturas para obter velocidades razoáveis de vento. 
http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/eolica/Image24.gif
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Saiba mais
Energia eólica
F. R. Martins; R. A. Guarnieri e E. B. Pereira. O aproveitamento da energia eólica. <http://www.scielo.br/pdf/rbef/v30n1/a05v30n1.pdf.> Acesso em 02 jun. 2017
LIMA, L. F. et al. Potência extraída de turbinas eólicas baseada na comparação de diferentes tipos de velocidade dos ventos. Disponível em: <http://www.ceel.eletrica.ufu.br/artigos2011/IX_CEEL_043.pdf>. Acesso em 02 jun. 2017.
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Tópicos especiais em energias renováveis
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VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS?
 
A velocidade do vento; 
Comportamento probabilístico do vento; 
Distribuição de frequência da velocidade do vento;
Função densidade de probabilidade da velocidade do vento;
A direção do vento.
AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.
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