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VT
FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA
Prof: Carmen Gadea
Alunos:
David Eduardo S. C. Quiroz
Cleisson da Silva Santos
Herlon Neves 
Carlos Alberto da Silva Jr - 600519187
	Niterói	
27/04/2017
A energia eólica é a transformação da energia do vento em energia útil, é uma forma de obter energia de forma renovável e limpa, uma vez que, não produz poluentes.
A energia eólica é uma fonte de energia que está permanentemente ao dispor do Homem.
A energia eólica “surgiu” com a crise do petróleo, nos anos 70. Um pouco por toda a Europa foi-se sentindo medo devido à escassez do petróleo, o que levou a procurar outras fontes de energia. No entanto, a origem da energia eólica não se situa exatamente na década de 70.
A origem da energia eólica é muito mais remota. Desde a antiguidade que se percebeu a força do vento. O vento era aproveitado nos barcos que se moviam impulsionados por este através de velas.
Os próprios moinhos trabalhavam graças à força do vento. Bombear água ou moer grãos para obter farinha eram conseguidos graças à energia do vento.
A energia do vento pode, portanto, ser aproveitada e transformada em energia elétrica e mecânica.
Hoje em dia, a energia do vento é essencialmente aproveitada para produzir eletricidade. Esta transformação é conseguida através de aerogeradores. Os aerogeradores são colocados estrategicamente em zonas ventosas, que normalmente são em zonas de maior altitude.
O vento forte é capaz de rodar as pás de uma turbina. Um aerogerador comunica com um eixo central e este, por sua vez, é acoplado a uma caixa multiplicadora (Gearbox) onde a velocidade de rotação é incrementada, segundo características específicas de cada fabricante.
Os aerogeradores possuem um sistema capaz de controlar a velocidade do rotor de forma a manter uma velocidade estável com a variação da velocidade do vento. os mais elevados e for demasiado forte, impede a rotação muito rápida do aerogerador. O gerador ligado ao transmissor mecânico produz energia elétrica.
Uma concentração ou aglomerado de aerogeradores denomina-se de parque eólico, sendo utilizados para produzir energia elétrica, geralmente para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão.
Existem dois tipos de parques eólicos, onshore e offshore, os parques eólicos onshore encontram-se localizados em terra ao largo da costa marítima ou no interior.
 Veja quais são os maiores parque eólicos onshore na Europa.
Os parques eólicos offshore os aerogeradores são instalados no mar.
A energia eólica pode ser considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia, principalmente porque é renovável, ou seja, não se esgota, limpa, amplamente distribuída globalmente e, se utilizada para substituir fontes de combustíveis fósseis, auxilia na redução do efeito estufa. Em países como o Brasil, que possuem uma grande malha hidrográfica, a energia eólica pode se tornar importante no futuro, porque ela não consome água, que é um bem cada vez mais escasso e que também vai ficar cada vez mais controlado. Em países com uma malha hidrográfica pequena, a energia eólica passa a ter um papel fundamental já nos dias atuais, como talvez a única energia limpa e eficaz nesses locais. Além da questão ambiental, as turbinas eólicas possuem a vantagem de poderem ser utilizadas tanto em conexão com redes elétricas como em lugares isolados, não sendo necessário a implementação de linhas de transmissão para alimentar certas regiões (que possuam aerogerador).
 
Vantagens e Desvantagens
 
Vantagens da Energia Eólica
É inesgotável;
Não emite gases poluentes nem gera resíduos;
Diminui a emissão de gases de efeito de estufa (GEE).
Vantagens para a comunidade
Os parque eólicos são compatíveis com outros usos e utilizações do terreno como a agricultura e a criação de gado;
Criação de emprego;
Geração de investimento em zonas desfavorecidas;
Benefícios financeiros (proprietários).
Vantagens para o estado
Reduz a elevada dependência energética do exterior;
Poupança devido à menor aquisição de direitos de emissão de CO2 por cumprir o protocolo de Quioto e directivas comunitárias e menores penalizações por não cumprir;
Possível contribuição de cota de GEE para outros sectores da actividade económica;
É uma das fontes mais baratas de energia podendo competir em termos de rentabilidade com as fontes de energia tradicionais.
Vantagens para os promotores
Requer escassa manutenção (semestral);
Boa rentabilidade do investimento.
Desvantagens da energia eólica
A intermitência, ou seja, nem sempre o vento sopra quando a electricidade é necessária, tornando difícil a integração da sua produção no programa de exploração;
Pode ser ultrapassado com as pilhas de combustível (H2) ou com a técnica da bombagem hidroeléctrica.
O custo elevado desta energia, difulculta a sua implementação como energia alternativa.
Uso no mundo 
 
Atualmente, apenas 1,4% da energia gerada no mundo provêm deste tipo de fonte. Porém, o potencial para exploração é grande. Atualmente, a capacidade eólica mundial é de cerca de 400 GW (Gigawatts).
 
Os países que mais geram energia eólica:
 
1º - China (145.362 megawatts)
 
2º - Estados Unidos (74.471 megawatts)
 
3º - Alemanha (44.947 megawatts)
 
4º - Índia (25.088 megawatts)
 
5º - Espanha (23.025 megawatts)
 
6º - Reino Unido (13.603 megawatts)
 
7º - Canadá (11.205 megawatts)
 
8º - França (10.358 megawatts)
 
9º - Itália (8.958 megawatts)
 
10º - Brasil (8.715 megawatts)
 
Fonte: Relatório de 2015 da Global Wind Energy (capacidade eólica).
 25 de março de 2017/
As grandes empresas de petróleo estão começando a desafiar as maiores concessionárias de energia elétrica na corrida para construir turbinas eólicas no mar.
A Royal Dutch Shell, a Statoil e a Eni estão investindo em parques eólicos offshore de bilhões de dólares no Mar do Norte e outras partes. Elas estão começando a obter vitórias contra as principais fornecedoras de energia, entre elas a Dong Energy e a Vattenfall, que se especializaram na ancoragem de turbinas enormes no fundo do mar, em leilões competitivos para contratos de aquisição de eletricidade.
Custo e Rentabilidade
A maioria das formas de geração de eletricidade requerem altíssimos investimentos de capital e baixos custos de manutenção. Isto é particularmente verdade para o caso da energia eólica, onde os custos com a construção de cada aerogerador de alta potência podem alcançar milhões de reais, os custos com manutenção são baixos e o custo com combustível é zero. Na composição do cálculo de investimento e custo nesta forma de energia levam-se em conta diversos fatores, como a produção anual estimada, as taxas de juros, os custos de construção, de manutenção, de localização e os riscos de queda dos geradores. Sendo assim, os cálculos sobre o real custo de produção da energia eólica diferem muito, de acordo com a localização de cada usina.
Há 20 anos atrás a indústria de geração de energia eólica avançou em passos gigantescos, reduzindo seus custos de implantação, em mais de oito vezes. Embora seu custo de instalação esteja situado por volta dos US$ 1.500.000 por cada MW de capacidade instalada, as variações nos regimes e fluxos dos ventos apresentam graus de incerteza maiores do que as variações da vazão dágua. Isso se reflete em Fatores de Capacidade de cerca de 35% contra 65% das hidroelétricas.
Aqui no Brasil, no leilão da Aneel realizado em 27 de agosto de 2010, o preço da energia de origem eólica ficou em R$ 130,8/MWh, tendo sido inferior ao preço da energia de biomassa e de Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs). No leilão de agosto de 2011, o preço da energia eólica atingiu um novo patamar, ainda mais baixo, de R$ 99,58/MWh, ficando atá mais barato que a energia de termoelétricas a gás natural. Neste leilão foi vendido mais de 1.900 MW, valor maior que o total de energia eólica instalado no país até o momento. Assim, a produção de energia eólica no país vai mais que dobrar até 2014, ano de conclusão dosprojetos vendidos no leilão. A queda do preço do aço, importante para a produção das turbinas eólicas, pode tambem servir de incentivo no curto prazo.
Outro fator que tem propiciado esse forte crescimento é a consolidação de uma indústria especializada em geração eólica. Apesar de usar a tecnologia já consolidada nas gerações tradicionais, hidroelétrica e térmica, algumas adaptações devem ser feitas, pois a velocidade de rotação das turbinas é muito inferior a da geração tradicional, com a velocidade do vento variando na faixa de 5 a 25 m/s, para as alturas das turbinas hoje existentes.
Com uma taxa de crescimento acima de 20% desde 2001 e novas tecnologias sendo estudadas, tanto a potência quanto a altura das torres tem aumentado. Hoje a maioria dos fabricantes já comercializam turbinas de 2 MW, com 80 m de raio. Já existem protótipos de turbinas de 5 MW, com 130 m de raio.
Segundo o fabricante (Wobben), o valor médio em investimento inicial para usinas de médio e grande porte (acima de 30MW) é de R$4.200.000,00 por MW instalado. Este valor inclui o aerogerador, infra-estrutura civil e elétrica, tudo isso dependendo das características de cada empreendimento, devendo assim ser analisado caso a caso.
A instalação de uma usina eólica demanda cerca de 18 meses, o que torna esta modalidade de geração de energia altamente competitiva em relação a outros projetos de produção de energia elétrica, tanto alternativos quanto convencionais, que levam em média 24 meses para instalação. A figura abaixo mostra uma comparação de custo entre diversos tipos de energia.
Transporte de torre eólica
Com o crescimento da consciência ambiental de forma globalizada, as empresas estão cada vez mais a investindo na sustentabilidade, na conservação e isso inclui, sobretudo, em pensar formas de energia alternativas.
A energia alternativa que tem se mostrado mais funcional, barata e menos poluidora nesse sentido é a energia eólica, que em tese é a transformação da energia do vento em energia útil, tal como energia elétrica, energia mecânica.
A grande diferença entre a energia eólica e a energia advinda dos combustíveis fósseis é que o vento é um recurso ilimitado, que sempre estará disponível e a um baixo custo, entretanto, o mesmo não dá para dizer dos combustíveis fósseis que estão cada vez mais escassos, mais caros e também prejudicam o meio ambiente de forma irreversível.
Por conta disso, governos e empresas de todo planeta estão criando parques eólicos, onde centenas de aero geradores individuais são ligados a uma rede de transmissão de energia elétrica. Estes parques geralmente são instalados em grandes áreas isoladas.
Para captar os ventos, as torres de energia eólica, onde ficam as hélices, tem que ser bem altas e resistentes, por isso, elas representam um grande desafio para o transporte. Para transportar esse tipo de equipamento é preciso veículos rodoviários altamente especializados para comportar objetos de comprimento elevado e grande peso. Por isso, poucas empresas tem know-how no mundo para a execução deste tipo de transporte que é extremamente delicado.
Contudo, a expectativa é de que mais e mais empresas entrem para o segmento de transporte de torres de energia eólica, considerando que a energia eólica atualmente está em seu estágio máximo de crescimento e propulsão. Em 2012, a capacidade para se gerar energia eólica no mundo foi altíssimo, superior aos 282 gigawats, o que é suficiente para satisfazer a necessidade energética de três países grandes como o Brasil.
O país com maior potencia para produção de energia eólica é a China, seguida dos Estados Unidos, Alemanha, Espanha, Índia, Itália e França. O Brasil nessa lista está na vigésima segunda colocação, contudo, a tendência é que o Brasil suba neste ranking, vide que está se ampliando este tipo de investimento em nosso país.
O que você vê na imagem acima é a maior lâmina de turbina eólica do mundo a caminho da maior turbina eólica marítima do mundo. São impressionantes 83,5 metros de comprimento por 4,2 metros de largura sendo transportados da Dinamarca, lugar onde foi fabricada, para a Escócia. Um verdadeiro pesadelo logístico.
A lâmina foi instalada em uma turbina marítima de 7 megawatts que está em testes, mas que deve começar a produzir energia a partir do ano que vem. A V164-7.0MW é fabricada pela SSP Technology em parceria com a Samsung Heavy Industries, divisão da Samsung especializada em equipamentos pesados e fabricação de embarcações — serviço prestado para a empresa Vestas, maior companhia especializada em energia eólica e aerogeradores do planeta.
Energia eólica impactos ambientais
Os equipamentos de pequeno porte têm impacto ambiental geralmente desprezível. Já os impactos ambientais de parques eólicos podem ser classificados em:
Uso da terra – em parques eólicos as turbinas devem estar suficientemente distanciadas entre si para evitar a perturbação causada no escoamento do vento entre uma unidade a outra. Estes espaçamentos devem ser no mínimo de 5 a 10 vezes a altura da torre. Contudo a área do parque pode ser aproveitada para produção agrícola ou atividades de lazer;
Ruído – as turbinas de grande porte geram ruído audível significativo, de forma que existe regulamentação relativa à sua instalação na vizinhança de áreas residenciais.Entretanto, nas turbinas mais modernas o nível de barulho tem sido reduzido. O ruído é proveniente de duas fontes: o próprio fluxo de ar nas pás e os mecanismos (gerador, caixa de redução);
Impactos visuais – as pás das turbinas produzem sombras e/ou reflexos móveis que são indesejáveis nas áreas residenciais; este problema é mais evidente em pontos de latitudes elevadas, onde o sol tem posição mais baixa no céu. Dentre outros parâmetros que se podem relacionar são: o tamanho da turbina, seu design, números de pás, cor e números de turbinas em uma fazenda eólica. As máquinas de grande porte são objetos de muita visibilidade e interferem significativamente nas paisagens naturais; por isso podem existir restrições à sua instalação em algumas áreas (por exemplo, em áreas turísticas ou áreas de grande beleza natural);
Aves – em fazendas eólicas ocorre mortalidade de aves por impacto com as pás das turbinas (acredita-se que os animais não conseguem enxergá-las, quando estão em movimento), por isso não é recomendável a sua instalação em áreas de migração de aves, áreas de reprodução e áreas de proteção ambiental.
Interferência eletromagnética – esta acontece quando a turbina eólica é instalada entre os receptores e transmissores de ondas de rádio, televisão e microondas. As pás das turbinas podem refletir parte da radiação eletromagnética em uma direção, tal que a onda refletida interfere no sinal obtido.
Produção Caseira
Na Europa e nos Estados Unidos já são vendidos geradores de energia eólica para uso residencial, e muitas vezes o governo oferece algum tipo de incentivo.
No Brasil, apesar de pequena, a produção residencial vem aumentando. Um prédio no Rio de Janeiro, na Barra da Tijuca, instalou um aparelho de R$ 25 mil, que fez uma grande diferença na conta de luz. Florianópolis vai receber o primeiro condomínio residencial do país a produzir energia elétrica utilizando a força do vento, com duas turbinas de vento capazes de gerar cerca de 5 kW cada. E o prédio da Câmara Municipal de São José, cidade localizada na região metropolitana de Florianópolis, instalou um aerogerador de R$ 26 mil. O equipamento pode produzir mais de 500 kWh de energia “limpa” por mês mesmo com rajadas de vento consideradas muito fracas para a região, de 6,5 m/s.
O prédio da Câmara Municipal de São José possui um gerador próprio de energia eólica.
Também é possível fazer um gerador eólico caseiro sem custos muito elevados, mas antes é necessário analisar se o local onde o gerador será instalado tem ventos constantes;