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ENGENHARIA CICLO BÁSICO APS – ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA RELATÓRIO TÉCNICO Planta de geração de energia eólica para carregamento de celular EDUARDO MARCONDES STACCHINI RA: T1993G-4 TU RMA: TT0P01 São Paulo 2020 OBJETIVO Projetar e construir um protótipo de gerador eólico capaz de fornecer energia para carregar um celular, analisar os resultados e com isso compreender o processo de transformação de energia. JUSTIFICATIVA A preocupação com o meio ambiente é pauta constante nas discussões entre os países em organismos internacionais. O Acordo de Paris, assinado por 195 países, é uma tentativa de se reduzir as emissões de poluentes na atmosfera até 2030. Para isso, uma das formas propostas é a adoção de maneiras de geração de energia renovável, como é o caso da energia eólica. Apesar de muitas pessoas terem uma ideia geral de como ela funciona, na prática há algumas particularidades que a grande maioria desconhece. No Brasil, a energia hidrelétrica ainda predomina, mas, no ranking global de produção de energia eólica da Global Wind Energy Council (GWEC) – organização internacional especializada em energia eólica – o país já ultrapassou a Itália e agora ocupa a 9ª colocação entre os maiores geradores de energia eólica do mundo. No último ano, mensalmente, os 450 parques eólicos instalados em território nacional tiraram dos ventos energia suficiente para abastecer cerca de 18 milhões de residências ou aproximadamente 54 milhões de habitantes. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA A geração elétrica funciona convertendo a energia cinética contida nas massas de ar em movimento (vento) em energia mecânica com uma turbina eólica, também denominadas aerogeradores. A energia mecânica da rotação da turbina aciona um gerador de energia elétrica por um eixo, sendo então convertida em eletricidade por meio de indução eletromagnética que gera a corrente alternada. No uso em escala industrial e comercial de maior porte, o modelo de aerogerador mais popular é o de rotores de três pás sobre uma torre em forma de cata-vento. As peças principais usadas por estes aerogeradores, que em conjunto são considerados parte de parques eólicos, podem ser esquematizadas de maneira simplificada pela Figura 1. Apesar de rotores com duas pás serem mais eficientes, são mais instáveis e propensos a turbulências, trazendo risco a sua estrutura, o que não acontece nos rotores de três pás que, são muito mais estáveis. Figura 1: Esquema de partes de Aerogeradores Fonte: Reprodução Internet com Elaboração CBIE Os hélices, ou pás, são geralmente construídas de plástico ou fibra de vidro. O design das pás para rotação utiliza características semelhantes a asas de avião ou hélices de helicópteros, capturando a força/energia do vento e girando o rotor. Por sua vez, o rotor principal, através de um eixo e um sistema de frenagem, leva a energia cinética rotatória até uma caixa de engrenagem que tem a função de transformar as rotações que as pás transmitem ao eixo de baixa velocidade (dezenas de rotações por minuto), de modo que chegue ao eixo de alta velocidade as rotações que o gerador precisa para funcionar (mais de mil rotações por minuto). O anemômetro mede a intensidade e a velocidade do vento, enquanto a biruta (ou cata-vento) mede a direção do vento e é responsável por transmitir ao sistema de controle, permitindo que o aerogerador se mantenha bem orientado em relação ao vento. Todo o equipamento funciona sobre uma torre fixa em uma fundação sólida, por onde passa uma linha de transmissão conectando o gerador ao transformador, que vai alterar a voltagem e enviar a energia para os sistemas de transmissão e distribuição de eletricidade. METODOLOGIA Materiais e ferramentas utilizados • Motor 14 V; • Cantoneira; • 50 cm de fio para eletrônica; • 4 Parafuso; • Hélice pequena com 4 pás; • Carregador adaptador USB veicular celular universal; • Base de madeira; • Terminal Banana fêmea e macho; • Cola super bonde; • Parafusadeira; • Chave de fenda; • 1 Diodo N4001; • Equipamento de solda; • Passo a passo da construção do projeto 1° Passo Os materiais foram escolhidos com base em um projeto simples e de baixo custo. Devido à dificuldade de achar o carregador com conexão terminal banana macho, foi soldado um fio ao conector banana e em seguida ao carregador veicular (figura 1). Figura 1 2° Passo Foram usados dois parafusos para prender a cantoneira a base de madeira (Figura 2). Figura 2 4° Passo Foi conectado a hélice ao motor de 14v com o auxilio de cola super bonde para que a hélice não se soltasse durante a rotação. 3° Passo Foi soldado um pedaço de fio ao motor 14v em seguida ao conector banana fêmea (Figura 3). Figura 3 4° Passo Foi conectado a hélice ao motor de 14v com o auxílio de cola super bonde para que a hélice não se soltasse durante a rotação. 5° Passo Foi fixado o motor com a hélice a cantoneira com o auxílio de um parafuso (Figura 4). Figura 4 PROBLEMAS OCORRIDOS O maior problema encontrado foi conseguir a voltagem necessária para carregar o celular. Foram comprados vários motores para encontrar um que chegasse aos 6v, alguns eram duros e não rotacionavam somente com a força do vento (motor e 23v) outros rotacionava, mas não gerava energia suficiente (motores de 6v e 10v). Chegando ao motor de 14v que gerou energia suficiente. GRANDEZAS FÍSICAS Tensão Mínima (V) 3 Tensão máxima (V) 6 Comprimento (cm) 14 Largura (cm) 10 Altura (cm) 16 CONCLUSÃO Concluímos que o protótipo de gerador eólico consegue gerar energia suficiente para carregar um celular. Esse trabalho nos permitiu entender como funciona a transformação de energia do vento em energia elétrica e a importância de gerar energia limpa para diminuir o impacto ao meio ambiente. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS https://www.mundodaeletrica.com.br/gerador-eolico-como-funciona/ https://www.ageradora.com.br/o-que-e-energia-eolica/ http://atlanticenergias.com.br/saiba-como-funciona-o-aerogerador-que- transforma-vento-em-eletricidade/ https://www.ecycle.com.br/2899-energia-eolica https://youtu.be/imjrDSaBDpo
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