APS 1 semestre

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PLANTA DE GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA
MELISSA MAIRA SIMIONI COSTA
T67255-4
EC5P06
921P-585Z
SÃO PAULO
2016
1.OBJETIVOS
1.1 Objetivos geral
Apresentação de uma teoria sobre geração de energia eólica, demonstrando o seus tipos de geração de energia com foco em energia eólica e a viabilidade de cada tipo de energia no Brasil, e o principio de funcionamento dos gerados, e receptores e LED’s.
1.2 Objetivos específicos
Descrição dos tipos de geração de energia.
Avaliar viabilidade dos tipos de energia no Brasil.
Detalhamento sobre energia eólica.
Demonstrar o principio de funcionamento de geradores e receptores e LED’s.
Demonstrar os cálculos utilizados para montar uma planta de geração de energia eólica.
2.REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 Tipos de geração de energia 
O Brasil hoje apresenta um grande diferencial em relação a outros países, pois ele possui uma imensa biodiversidade que permite a geração de energia por muitos meios, como no caso das fontes de energia renováveis, que são provenientes de ciclos naturais de conversão da radiação solar, fonte primária de quase toda energia disponível na terra, sendo assim esta energia se torna quase inesgotável, e não alteram o balanço térmico do planeta e se configuram como um conjunto de fontes de energia que podem ser chamadas de não convencionais, ou seja, aquelas não baseadas nos combustíveis fósseis e grandes hidroelétricas (PECHECO, 2006).
As energias renováveis são praticamente inesgotáveis, porém com um certo limite pela quantidade de energia que é possível extrair em cada momento, dependo assim de calor emitido pelo sol, da existência de vento, de mares ou dos cursos de água, sendo assim ela ainda possui uma grande vantagem, em não estar poluindo o meio ambiente, pois não transmite gases com efeito estufa, a única exceção é no caso da biomassa, na queima de resíduos orgânicos (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
2.1.1 ENERGIA SOLAR
A energia Solar é uma das energias renováveis, ela é transmitida pelo sol, através de fluidos (sistemas solar térmico), ou placas solares, sendo assim feito o aquecimento da água e distribuído. O sistema de energia solar são bem acessíveis, este tipo de energia está crescendo a cada dia mais(PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
O sistema fotovoltaico, seria a energia solar porém convertida diretamente em energia elétrica por intermédio das células fotovoltaicas, o sistema dessa energia verifica-se na alimentação permanente de energia a equipamento instalados em satélites espaciais (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
2.1.2 ENERGIA EÓLICA
A energia eólica, é uma energia renovável, onde o vento é o principio ativo, pois ele tem origem nas diferenças de pressão causadas pelo aquecimento diferencial da superfície terrestre, assim ele influencia por efeitos locais, como rugosidade do solo. Este tipo de energia possui dois tipos de turbina, uma por eixo horizontal que são as mais conhecidas, tipo torre, com duas ou três pás aerodinâmicas que podem ser orientadas de acordo com a direção do vento, e também os sistemas de eixo vertical são menos comuns, mas apresentam a vantagem de captarem vento de qualquer direção (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
2.1.3 BIOMASSA
A Biomassa é uma energia renovável, onde engloba o aproveitamento energético da matéria orgânica, ou seja, dos resíduos provenientes da limpeza das florestas, da agricultura e dos combustíveis resultantes da sua transformação. A energia pode ser obtida através da combustão direta dos materiais ou duma transformação química ou biológica, de forma a aumentar o poder energético do biocombustível (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
Existem três tipos de biomassa utilizados como fonte de energia: os sólidos, os líquidos e os gasosos.Os combustíveis sólidos, podemos citar a madeira, o carvão vegetal e os restos orgânicos vegetais e animais. Os combustíveis líquidos, o etanol, o biodiesel e qualquer outro líquido obtido pela transformação do material orgânico por processos químicos ou biológicos.os combustíveis gasosos, aqueles que são obtidos pela transformação industrial ou até natural de restos orgânicos, como o biogás e o gás metano coletado em áreas de aterros sanitários (PENA, s/d).
2.1.4 ENERGIA GEOTÉRMICA
A energia geotérmica, é uma energia renovável, onde é caracterizada por ser uma energia térmica proveniente do interior da Terra. Os vulcões são o principal ativo desta fonte de energia. Apesar de inesgotável, existem poucos locais onde esta fonte de energia pode ser usada (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
2.1.5 ENERGIA DAS MARES (OCEANOS)
A energia das mares é pouco conhecia pois é pouco utilizada, ela não possui muitos locais para ser realizada. Ela é transmitida pelo nível do mar, quando possui movimentos, como no caso dos moinhos. As centrais de aproveitamento da energia das marés funcionam semelhante ás barragem hidrelétricas (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
2.1.6 ENERGIA HIDROELÉTRICA
A energia hidroelétrica é uma fonte renovável, utilizada quando obtém o movimento das águas dos rios para a produção de eletricidade. As hidroelétricas trazem vários prejuízos ambientais, não só pela inundação de áreas naturais e desvio de leitos de rios, como também pelo dióxido de carbono emitido pela decomposição da matéria orgânica que se forma nas áreas alagadas. Porém essa é considerada uma eficiente forma de geração de eletricidade, além de ser menos poluente, por exemplo, que as termoelétricas movidas a combustíveis fósseis (PENA, s/d).
As fontes de energias não renováveis, são aquelas que utilizam de recursos naturais esgotáveis, elas causam uma poluição maior ao meio ambiente.Os principais exemplos de fontes de energia não renovavam são os combustíveis fósseis (petróleo, carvão mineral, gás natural e xisto betuminoso) e os combustíveis nucleares (PENA, s/d).
2.1.7 PETRÓLEO
O Petróleo é a principal fonte de energia utilizada nos dias de hoje, é uma das principais fontes de energia do mundo, é uma energia muito utilizada por veículos, constituindo-se como um elemento importante nos meios de transporte, além de também poder ser utilizado na fabricação de produtos como o plástico. Os combustíveis oriundos do petróleo são profundamente criticados sob o ponto de vista ambiental, pois a sua queima é responsável pela emissão de poluentes na atmosfera (PENA, s/d).
2.1.8 CARVÃO MINERAL
O carvão mineral  hoje é uma fonte de energia bastante utilizada em todo o mundo, perdendo somente para o petróleo. No total, ele corresponde a pouco menos dos recursos utilizados na produção de energia mundialmente. Para extrair o carvão mineral do subsolo, constroem-se túneis e poços. Em alguns casos, sua disponibilidade ocorre em áreas de reservas ambientais ou florestais, o que pode gerar impactos ambientais elevados. Além disso, a queima do carvão mineral é considerada ainda mais poluente que a do petróleo (PENA, s/d).
2.1.9 ENERGIA DE GÁS NATURAL
O gás natural nada mais é do que a mistura de hidrocarbonetos leves na forma gasosa, tais como o metano, etano, propano, butano e outros. Suas reservas encontram-se quase sempre disponibilizadas nas áreas onde se extrai o petróleo, passando pelo mesmo processo de constituição. No entanto, ao contrário do petróleo e do carvão mineral, o gás natural é menos poluente, embora a sua combustão ainda sim apresente alguns níveis de poluição que causam danos à atmosfera. O gás natural é muito utilizado em usinas termoelétricas (PENA, s/d).
2.1.10 ENERGIA NUCLEAR
A energia nuclear é obtida a partir do processo de fissão nuclear de átomos de urânio, que é considerado uma fonte esgotável de energia. Quando ocorre a fissão do núcleo desse material, libera-se uma grande quantidade de energia, que é utilizada para a produção, principalmente, de eletricidade (PENA, s/d).
2.2 Viabilidade de energia no Brasil
A energia do Gás Natural no Brasil, vem ganhando espaçado e crescendo a cada ano devido as suas virtudes energéticas, a sua economia e a preocupação com o meio ambiente (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
Nas energias Hidrelétricas, o Brasil é ainda um dospoucos países que ainda podem aumentar muito a sua produção, pois a energia é de origem hídrica, e constitui uma fonte limpa de energia, pois não envolve o uso de carbono como combustível, porém a construção é muito grande, com enormes represas para produzir energia elétrica que acaba gerando grandes problemas (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
A energia Solar, é uma energia muito boa, pois não possui poluição ambiental, ela tem grande chances de crescer no Brasil, pois o país encontra se com bons índices de insolação em qualquer parte do território (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d). 
Na energia Nuclear, o Brasil possui uma das maiores reservas de urânio do mundo o que permite o suprimento das necessidades domesticas a longo prazo e a disponibilização do excedente ao mercado externo (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
Por mais que o Brasil ainda utiliza de muita energia não renovável, hoje a energia hidráulica é a maior fonte de matriz energética do Brasil, ele esta em busca de atingir cada dia mais a energia renovável, e esta entre um dos países que mais utiliza de energias renováveis (PORTAL SÃO FRANCISCO, s/d).
Na Figura 1 abaixo segue algumas informações sobre as energias renováveis no Brasil, seu comportamento nos dias atuais.
Figura 1. Energias Renováveis no Brasil.
FONTE: ABEEólica, EPE, MME, BNDES, 2015.
Na figura 2 abaixo, segue informações com um detalhamento maior sobre a energia eólica e seu comportamento no Brasil no dias atuais.
Figura 2. Dados energia eólica
FONTE: ABEEólica, EPE, MME, BNDES, 2015.
2.3 Principio de funcionamento de geradores, receptores e LED’s.
2.3.1 GERADORES
Os geradores são aparelhos úteis de fornecimento de energia elétrica durante uma falha de energia, serve para evitar a descontinuidade das atividades diárias ou interrupção das operações de energia original. Um gerador é usado quando não existe nenhum outro tipo de energia mais viável. Os geradores estão disponíveis em diferentes configurações elétricas e físicas para o uso em diferentes aplicações (GERADOR DE ENERGIA, 2011).
O funcionamento de um gerador elétrico mais simples é formado por uma espira plana com liberdade suficiente para se mover sob a ação de um campo magnético uniforme. Essa espira gira em torno de um eixo perpendicular à direção das linhas de força do campo magnético aplicado. A variação do valor do fluxo que atravessa a espira móvel induz nela uma força eletromotriz (COPEL, 2016).
Assim, a força eletromotriz resulta do movimento relativo que há entre a espira e o campo magnético. A corrente produzida desse modo é alternada. Para se obter corrente contínua, é preciso dotar o gerador de um dispositivo que faça a retificação da corrente, denominado coletor dos dínamos. Pela descrição do princípio de funcionamento dos geradores, vê-se que possuem dois circuitos distintos: o do induzido e o do indutor. No caso do gerador elementar descrito, o induzido seria a bobina móvel e o indutor o campo magnético (COPEL, 2016).
2.3.2 RECEPTORES
Os receptores elétricos são dispositivos que transforma a energia elétrica em outra fonte de energia, mesmo ela sendo mecânica, térmica, ou outro tipo de energia (TEIXEIRA, s/d).
O funcionamento desses receptores são realizados quando ligamos um aparelho a uma fonte de energia elétrica, observamos que essa energia é transformada em energia de mecânica de rotação, mas a energia elétrica consumida pelo aparelho também é dividida. Parte dela vai para o funcionamento e outra parte se perde em forma de dissipação devido à resistência dos enrolamentos e nos contatos (PROFESSOR DE PLANTAO, 2014).
2.3.3 LED’s
O LED é um componente eletrônico semicondutor, portando é um emissor de luz, a sua iluminação é diferenciada de lâmpadas comuns que utilizam filamentos metálicos, radiação ultravioleta e descarga de gases. Nos Leds a transformação de energia elétrica em luz é feita na matéria sendo por isso chamada de estado solido, ele é um componente de tipo bipolar, que possui um material chamado anodo e outro chamado catodo, com isso permite a passagem de corrente elétrica, e a geração de luz (UNICAMP, 2004).
2.4 CÁLCULOS UTILIZADOS PARA MONTAR UMA PLANTA DE GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA
Para realizar um projeto, e montar uma planta com a geração de energia eólica, é preciso saber que o vento é constituído por moléculas de ar em movimento que têm massa, e que qualquer objeto em movimento com massa transporta energia cinética numa quantidade que se traduz pela equação 1:
Equação 1. Equação de energia cinética.
Energia Cinética = 0,5 x Massa x Velocidade
FONTE: AMMONIT, 2016.
Onde a Massa é medida em kg, a Velocidade em m/s e a energia cinética é dada em joules.
O ar tem uma densidade conhecida (cerca de 1,23 kg/m3 ao nível do mar), assim, a massa de ar que atinge a turbina eólica (que varre uma área conhecida) a cada segundo é calculada através da seguinte equação 2:
Equação 2. Equação da massa de ar.
Massa/seg (kg/s) = Velocidade (m/s) x Área (m2) x Densidade (kg/m3)
FONTE: AMMONIT, 2016.
A força do vento que atinge a turbina eólica com uma determinada área varrida é calculada através da simples inserção do cálculo Massa/seg, na equação padrão de energia cinética, resultando na seguinte equação 3:
Equação 3.Equação de força do vento.
Força = 0.5 x Área Varrida x Densidade do Ar x Velocidade
FONTE: AMMONIT, 2016.
A Força é medida em watts (ou seja, joules/segundo), a área varrida em metros quadrados, a Densidade do Ar em quilogramas por metro cúbico e a velocidade em metros por segundo (AMMONIT, 2016).
3.CONCLUSÃO
Com a seguinte pesquisa realizada sobre a geração de energia eólica, podemos observar que hoje no Brasil possuímos diversas fonte de energia, as renováveis que são provenientes de ciclos naturais de conversão da radiação solar, fonte primária de quase toda energia disponível na terra, ela é uma fonte inesgotáveis, e as não renováveis que utilizam de recursos naturais esgotáveis, que causam uma poluição maior ao meio ambiente.
A energia eólica ganha um grande destaque nas fontes de energia renováveis no Brasil, pois é uma fonte de energia que vem crescendo a cada dia mais e vem ganhando espaço para um grande crescimento, ela trás uma vantagem muito grande para o país, pois é uma energia que reduz a concentração de gases com efeito estufa na atmosfera.
4.REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
ABEEÓLICA, EPE, MME, BNDES, Energia renovável representa mais de 42% da matriz energética brasileira,2015. Disponível em < http://www.brasil.gov.br/meio-ambiente/2015/11/energia-renovavel-representa-mais-de-42-da-matriz-energetica-brasileira>. Acesso em: 12 de maio de 2016
AMMONIT MEASUREMENT GMBH , Energia Eólica, 2016. Disponível em <http://www.ammonit.com/pt/energia-eolica/energia-eolica> Acesso em: 12 de maio de 2016
COPEL, Gerador elétrico, Curitiba, 2016. Disponível em < http://www.copel.com/hpcopel/root/nivel2.jsp?endereco=%2Fhpcopel%2Froot%2Fpagcopel2.nsf%2Fdocs%2F40A0E2ABD99123CF0325740C00496689>. Acesso em: 12 de maio de 2016
GERADOR DE ENERGIA, Gerador de energia - grupo gerador - funcionamento de geradores, 2011. . Disponível em <http://geradordeenergias.blogspot.com.br/2011/11/gerador-de-energia-grupo-gerador.html>. Acesso em: 12 de maio de 2016
PACHECO, Fabiana. Energias renováveis: breves conceitos, 2006. Disponível em: < http://ieham.org/html/docs/Conceitos_Energias_renov%C3%A1veis.pdf>. Acesso em: 11 maio 2014.
PENA, Rodolfo F. Alves. "Fontes não renováveis de energia"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/geografia/fontes-nao-renovaveis-energia.htm>. Acesso em: 11 de maio de 2016.
PENA, Rodolfo F. Alves. "Fontes renováveis de energia"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/geografia/fontes-renovaveis-energia.htm>. Acesso em: 11 de maio de 2016
PORTAL SÃO FRANCISCO. Fontes Alternativas de energia, s/d. Disponível em:<http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/fontes-alternativas-de-energia/fontes-alternativas-de-energia.php>. Acesso em: 11 maio 2014. 
PROFESSOR DE PLANTÂO, Ventiladores, liquidificadorese batedeiras: como funcionam os receptores elétricos, 2014. Disponível em < http://www.professoresdeplantao.com.br/blog/post/98/ventiladores-liquidificadores-e-batedeiras-como-funcionam-os-receptores-eletricos>. Acesso em: 12 de maio de 2016
TEIXEIRA, Mariane Mendes. "Receptores elétricos"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/fisica/receptores-eletricos.htm>. Acesso em: 12 de maio de 2016.
UNICAMP, Laboratório de Iluminação, 2004. Disponível em <http://www.iar.unicamp.br/lab/luz/dicasemail/led/dica36.htm> Acesso em: 12 de maio de 2016