História e princípios do funcionamento de geradores eólicos

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História e princípios do funcionamento de geradores eólicos
Caio Henrique Patapoff Dal Coleto – 89346
Alex Ribeiro Souza – 89818
Universidade Federal do Rio Grande – FURG
Escola de Engenharia
Engenharia mecânica
Disciplina Física II
1. História: da roda d’água aos aero geradores
Uso de forças naturais para substituir a mão de obra humana
As rodas d’água são datas de antes dos moinhos de ventos e acredita-se que elas quem deram origem a ideia de usar o vento como fonte de energia mecânica.
Os moinhos de ventos, datam de 200 a.C., na Pérsia. 
Espalhou-se pelo Oriente médio
Chegou na Europa por volta do século XII, onde principalmente na França, Inglaterra e Holanda, eram usados como moedores de grãos.
Cata-vento tipo “Holandês”.
Cata-vento datados da idade média.
Grande importância na idade média.
A construção de rodas D’água e moinhos de vento eram proibida.
Forma de pagamento de impostos
As primeiras Turbinas eólicas
Charles Francis Bush foi o inventor da primeira turbina eólica para geração de energia, tinha capacidade para 12 kW.
Em 1890 começaram, na Alemanha e EUA novos estudos em cima dos geradores eólicos.
Primeira Turbina eólica, em 1888
Avanço no diâmetro das pás e a geração de energia
2. A fonte inesgotável de energia: os ventos
O vento é a deslocação de gases atmosféricos em grande escala causada por diferenças na pressão atmosférica.
Os aspectos que influenciam o movimento dessas massas de ar são: a altura do local em relação ao nível do mar, a “rugosidade” do solo, obstáculos e o relevo.
3.Tipos de Turbinas eólicas
As turbinas são separadas em dois tipos de eixo:
Vertical
Horizontal
Off-Shore 
 On-Shore
4.Tipos de geradores
Os geradores eólicos podem ser divididos em 2 tipos: Múltiplos geradores e normal com caixa de transmissão(representado abaixo).
O gerador mais usado nesse tipo de turbina é um gerador assíncrono, porém necessita da caixa de cambio para aumentar a rotação do eixo.
Os Geradores assíncronos podem gerar qualquer tipo de corrente elétrica, além de não ter sincronia entre a rotação e o fator de potencia gerado.
Gerador conectado a caixa de engrenagens
 1. Apoio principal da nacele
 2. Motores de orientação da nacele
3. Gerador em anel (multipolos)
4. Fixador das pás ao eixo
5. Cubo do rotor
6. Pás
7. Sensores de direção e velocidade do vento
Turbina eólica com múltiplos geradores.
Discos de geradores múltiplos 
Princípio de Funcionamento
Está ligado ao fenômeno da indução eletromagnética.
Ainda no ano de 1820, os cientistas do mundo todo acreditavam que os fenômenos elétricos e magnéticos eram totalmente independentes um do outro. 
Fenômeno da Indução Eletromagnética
Oersted: Descobriu a relação da eletricidade com o magnetismo em que uma carga elétrica em movimento gerava um campo magnético.
Regra da mão direita
E o contrário?
Faraday: Descobriu que a partir de um fenômeno magnético fosse possível apresentar uma manifestação elétrica.
Experimentos:
Lei de Faraday
 Intensidade da FEM:
Fluxo:
E o sentido?
Lenz: A corrente elétrica induzida em um circuito possui um sentido tal que o campo magnético que ela cria tende a contrariar a variação de fluxo magnético que a originou.
Lei de Lenz
Vídeo
https://www.youtube.com/watch?v=GMP14t9mgrc
5. Curiosidades
Vestas V164-8.0MW a maior turbina eólica do mundo.
O diâmetro da turbina é de 164 metros e sua nacele fica a 140m do nível da água. 
Vestas V164-8.0MW comparada ao London Eye.
O Maior parque eólico do mundo
O HorseHallow, localizado no texas, trabalha com aproximadamente 420 turbinas, gerando uma capacidade de 736MW, o suficiente para alimentar 250mil casas do padrão europeu por ano.
Referencias
 
Tipos de geradores. Disponível em: <http://portaldaenergia.com/tipos-de-geradores-de-energia-conheca/>.
 Acesso em 22 de abril de 2018;
 
Atlas eólico do Rio Grande do Sul. Disponível em: < http://minasenergia.rs.gov.br/upload/arquivos/201602/29144533-livro-atlas-rs-2014.pdf>.
 Acesso em 22 de Abril de 2018;
 
Geradores eólicos. Disponível em: < https://www.industriahoje.com.br/o-que-e-um-gerador-eolico>.
 Acesso em 22 de Abril de 2018;
 
Tipo de aero geradores. Disponível em: < http://www.cresesb.cepel.br/index.php?section=com_content&lang=pt&cid=231>.
 Acesso em 22 de abril de 2018;
 
 
Maior parque eólico do mundo. Disponível em: <https://www.portal-energia.com/os-maiores-parques-eolicos-do-mundo/>
 Acesso em 26 de abril de 2018
 
Brasil e a geração eólica. Disponível em: < https://www.juntospelaagua.com.br/2016/09/01/brasil-passa-ser-o-8o-maior-produtor-de-energia-eolica-do-mundo/>
 Acesso em 26 de abril de 2018.
 
Tipos de geradores. Disponível em: <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0103-17592005000300006>
 Acesso em 17 de maio de 2018.
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