TCC_ATIVIDADE2 geração de energia eólica

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FÁBIO NADAB SILVA DE ASSIS
ENERGIA EÓLICA:
O IMPACTO NA MATRIZ ENERGÉTICA NACIONAL
Osasco
2021
FÁBIO NADAB SILVA DE ASSIS
ENERGIA EÓLICA:
O IMPACTO NA MATRIZ ENERGÉTICA NACIONAL
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Instituição Universidade Anhanguera de São Paulo – Unidade Osasco, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Elétrica.
Orientador: Patrich Magro
Osasco
2021
FÁBIO NADAB SILVA DE ASSIS
ENERGIA EÓLICA:
O IMPACTO NA MATRIZ ENERGÉTICA NACIONAL
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Instituição Universidade Anhanguera de São Paulo – Unidade Osasco, como requisito parcial para a obtenção do título de graduado em Engenharia Elétrica.
BANCA EXAMINADORA
Prof(a). Titulação Nome do Professor(a)
Prof(a). Titulação Nome do Professor(a)
Prof(a). Titulação Nome do Professor(a)
Osasco, ____ de ________________ de ____.
Dedico este 
15
AGRADECIMENTOS
ASSIS, Fábio Nadab Silva de. Energia eólica: o impacto na matriz energética nacional. 2021. xx folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Instituição Universidade Anhanguera, Osasco, 2021. 
RESUMO
Palavras-Chave: 
ASSIS, Fábio Nadab Silva de. Energia eólica: o impacto na matriz energética nacional. 2021. xx folhas. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Elétrica) – Instituição Universidade Anhanguera, Osasco, 2021. 
ABSTRACT
Keywords: xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Moinho de vento	13
Figura 2 – Modelo de turbina eólica de eixo horizontal (HAWT)	15
Figura 3 – Pás eólicas	16
Figura 4 – Produção de energia eólica em residência	24
Figura 5 - Modelos de moinhos	26
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Níveis de poluição sonora	20
Tabela 2: Incidência tributária na produção de energia eólica	22
 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT	Associação Brasileira de Normas Técnicas
NBR	Norma Brasileira
SUMÁRIO
1.	INTRODUÇÃO	11
2.	SURGIMENTO DA ENERGIA EÓLICA	12
2.1. TURBINAS	14
3.	IMPACTOS DIRETOS DA ENERGIA EÓLICA	18
4.	PRODUÇÃO DE ENERGIA EÓLICA VANTAGENS E DESVANTAGENS	24
4.1. ARMAZENAMENTO E ECONOMIA DA ENERGIA EÓLICA	27
5.	CONSIDERAÇÕES FINAIS	29
REFERÊNCIAS	30
1. INTRODUÇÃO
O consumo da energia elétrica é um elemento indispensável para o crescimento econômico de um país. Recentemente depara-se com uma nova situação em que os recursos convencionais para a geração de energia elétrica ou se tornaram escassos ou as consequências de sua utilização passaram a ser discutidas pelo seu efeito negativo quanto às questões ambientais. A energia renovável é obtida através de fontes naturais que podem se regenerar. A energia embutida nas ligações moleculares que compõem os vegetais e denomina da bioenergia, que, por sua vez, pode ser definida como a energia química acumulada mediante processos fotossintéticos recentes.
Justificou-se a pesquisa, pois apresentou suas contribuições para a sociedade e para comunidade acadêmica ao fomentar reflexões sobre a energia eólica e a capacidade instalada e crescimento recente no Brasil. Haja vista que a exploração dessa fonte de energia renovável pode reduzir os impactos causados, por exemplo, pela instalação de hidrelétricas, entre os quais se podem citar, os impactos sociais, ambientais, entre outros.
Considerando que o Brasil possui um grande potencial na produção de energias renováveis e que estas alternativas são fundamentais para a diversificação da produção energética nacional. Como a geração de energia eólica impacta a produção de energia elétrica no país?
O objetivo geral apresentar as fontes de energia eólica e seu impacto na matriz energética nacional. Os objetivos específicos foram: estudar o funcionamento da energia eólica e compreender a forma deste tipo de geração; demonstrar os impactos da energia eólica na matriz energética nacional; explicar as vantagens e desvantagens da geração de energia por fonte eólica.
O tipo de pesquisa realizada foi a revisão de literatura, no qual foram consultados: livros, dissertações e artigos científicos. As bases de dados usadas foram: SciELO–Scientific Electronic Library Online; Google Acadêmico. Os principais autores foram: Martins (2014), Miguel (2015), Morelli (2016), entre outros. Os artigos pesquisados foram publicados entre os anos de 2013 a 2019. As palavras-chave utilizadas na busca foram: Energia eólica; Geração de Energia; Setor elétrico brasileiro.
2. SURGIMENTO DA ENERGIA EÓLICA
O funcionamento da energia eólica apresenta de variadas formas (energia química, mecânica, térmica, elétrica e nuclear), e os fluxo energéticos, caracterizados pela conversão de um tipo de energia em outro, são essenciais em qualquer processo ou transformações, seja natural ou promovido pelo homem. De maneira geral, as fontes renováveis de energia são diretas ou indiretamente provenientes do Sol, como: o uso direto da energia solar para aquecimento e geração de eletricidade, o uso dos recursos hídricos o uso dos ventos e a energia acumulada na biomassa mediante processos fotossintéticos (MORELLI, 2016).
A conversão da energia mecânica obtida pelos ventos em eletricidade não é recente, e cada vez mais tem sido alvo de interesse no desenvolvimento de tecnologias para seu desenvolvimento e exploração tanto pelas empresas privadas quanto pelos governos. A energia eólica é a forma de energia que mais cresce, aumentando de 30% a 40% ao ano em muitas áreas do mundo (MORELLI, 2016).
A priori, as fontes naturais de energia foram as primeiras a serem exploradas pela humanidade, de modo que se descobriu a existência de dos moinhos de vento datados entre 2000 e 1700 a.C. na China, e seriam usados como principal ferramenta coleta de água e moer grãos (GRANERO, 2016). Em conformidade com a Figura 1
Figura 1 – Moinho de vento
Fonte: Granero (2016, p. 23).
Portanto o vento movimenta as pás que transmite rotação ao mecanismo interno de moagem, sendo estruturado pelo mastro (1) que apoia oito varas (6) que sustentam quatro velas (7) em formato triangular, o movimento de rotação é transmitido ao mastro e à entrosga (3), roda dentada situada no interior do moinho. A moagem de cereais ocorre com a rotação da entrosga (3) e do carreto (5) apoiados no veio (13) cuja extremidade sustenta e faz girar a mó andadeiras (16) obre o pouso (17) que tritura os cereais (BRASIL, 2016). 
Os moinhos de vento começaram a ser usados na Europa no início do século XII e até o final do ano de 1750, a Holanda usava-os como principal recurso de modo que tinha instalado aproximadamente 8 mil, por sua vez a Inglaterra em disparada possuía 10 mil nas palavras de Brasil (2016). 
Contudo, após a descoberta da máquina a vapor de Watt os moinhos de ventos deixaram de ser usados, especialmente no começo do século XX quando houve o movimento de uso dos combustíveis fósseis, que foram compreendidos na época como sendo mais baratos e confiáveis (MARTINS, 2014). 
Cabe destacar que os moinhos de vento continuam sendo importantes para o desenvolvimento econômico dos países haja vista que permite o bombeamento e fornecimento de água especialmente nas zonas rurais, de fazendas, sendo um excelente abrangendo distancias elevadas. Além disso, nas décadas de 30 e 40para gerarem eletricidade (SILVA, 2018).
Não obstante, o desenvolvimento de energia eólica teve início nos Estados Unidos (EUA) devido à grande crise de energia que acometeu o país no ano de 1973, a qual foi necessária a criação da Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço (NASA) que buscaram as melhores técnicas para criar equipamentos capazes de gerar muitos quilowatts de energia (MIGUEL, 2015). 
As primeiras máquinas de produção de energia eólica foram construídas no ano de 1975, com a capacidade de produzir 100 kW, as principais características são: o eixo horizontal que sustentava duas lâminas e 125 pés de diâmetro de 125 pés, com capacidade rotacional de 18 mph conforme a velocidade do vendo (GRANERO, 2016).
Na cidade de Grandpas Knobs, Vermont, estavalocalizado o maior moinho de vendo, conhecido como Portman-Smith, poderia produzir 1.2 MW com baixo custo, ou seja, de US$ 1.000 por kW; as pás eram feitas de aço e diâmetro de 175 pés, além de pesar 8t (MORELLI, 2016).
Nessa época houve crescente incentivo por parte do governo norte americano em criar isenções fiscais para estimular o desenvolvimento e o uso da energia eólica (PREHODA; PEARCE; SCHELLY, 2016). Contudo, apesar do incentivo inicial, nas décadas de 80 e 90 houve drástica diminuição no investimento, devido à redução dos preços do barril do petróleo, da elevação da quantidade de usinas geradoras a gás natural e do fim dos incentivos fiscais (MIGUEL, 2015).
1. 
2. 
TURBINAS
A turbina eólica transforma a energia cinética do vento em energia mecânica diante da movimentação do eixo, que finalmente a converte em energia elétrica devido à conversão do gerador. A máxima energia disponível é obtida quando a velocidade do vento pode ser reduzida a zero. O fluxo de massa através do rotor, a velocidade do vento, a densidade de ar e a área onde a velocidade do vento foi reduzida (SILVA, 2018).
A equação para a potência máxima disponível é muito importante, pois indica que a potência aumenta com o cubo da velocidade do vento e de forma linear com a densidade e a área. A velocidade do vento disponível em um determinado local é medida primeira em um período antes de um projeto de criação do parque eólico ser iniciado (VASCONCELOS, 2017). E assim as turbinas consistem em várias pás rotativas que se parecem com hélices lâminas. 
Figura 2 – Modelo de turbina eólica de eixo horizontal (HAWT)
Fonte: Vasconcelos (2017).
O Modelo de turbina eólica de eixo horizontal (HAWT) apresentado na Figura 2 é descrito em termos de diâmetro do rotor, o número de pás, a altura do cubo, a potência nominal e a estratégia de controle. A altura do cubo é importante, pois a velocidade do vento aumenta com a altura acima do solo, e o diâmetro do rotor é importante, pois isso dá à área Ana fórmula do poder disponível (PIRES; OLIVEIRA, 2016). Se as pás estiverem conectadas a um eixo vertical, a turbina é chamada de turbina eólica de eixo vertical, VAWT, e se o eixo for horizontal, a turbina será chamada de turbina eólica de eixo horizontal, HAWT. Para turbinas eólicas comerciais, a maioria são HAWTs e, portanto, o texto a seguir se concentra principalmente nesse tipo de máquina (MIRANDA; NASCIMENTO, 2014).
A relação entre o diâmetro do rotor D e a altura do cubo H costuma ser aproximadamente 1. A potência nominal é a máxima energia permitida para o gerador instalado, e o sistema de controle deve garantir que esse poder não seja excedido em ventos fortes. O número de lâminas é mais geralmente dois ou três. As turbinas eólicas de duas pás são mais baratas, pois têm uma lâmina a menos, mas eles giram causam mais tremulações nos olhos (PEREIRA, 2016). 
Considerando que as turbinas eólicas de três pás parecem mais calmas e, portanto, menos perturbadora sem uma paisagem. A eficiência aerodinâmica é menor em duas pás do que em uma turbina eólica de três pás. Uma turbina eólica de duas pás é frequentemente, mas não sempre, uma máquina a favor do vento, isto é, o rotor é colocado a favor do vento da torre (SANTOS, 2017).
Figura 3 – Pás eólicas
Fonte: Santos (2017).
Portanto a Figura 3 apresenta uma construção é mais flexível que o rotor rígido de três pás, e alguns componentes podem ser construídos de maneira mais leve e menor, reduzindo assim o preço da turbina de vento. A estabilidade do rotor mais flexível deve, no entanto, ser garantida. As turbinas a favor do vento são mais ruidosas que as turbinas a montante, uma vez que a passagem de cada lâmina atrás da torre a cada revolução causa baixa frequência (GRANERO, 2016). Além disso, a conexão ao eixo não é rígida, o rotor sendo montado no eixo através de uma dobradiça. Isso é chamado de mecanismo teeter e o efeito é que nenhum momento fletor é transformado do rotor para o eixo mecânico (MORELLI, 2016).
As turbinas de vento são seus curtos períodos de construção, o tamanho reduzido de suas unidades em relação ao de outros tipos de geradores de eletricidade (e, dessa forma, têm maior adaptabilidade em respondera as demandas elétricas) e sua capacidade de adaptação, sob medida, a usos e localizações específicas (PIRES; OLIVEIRA, 2016). Os aerogeradores são compostos por pás, gôndola e torre. As gôndolas abarcam o gerador elétrico, o mecanismo de giro das turbinas. O rotor é composto por três pás que é movimentado a partir do contato com o vento. A torre sustenta todo o conjunto (MORELLI, 2016\0.
Ainda cabe mencionar que nos últimos anos (1990 – 2017), foram desenvolvidas tecnologias mais eficientes para aquecimento de água em residências. Para aplicações em temperaturas relativamente baixas, inferiores a 100 C, a energia solar pode ser utilizada empregando coletores solares planos com bons resultados, principalmente no setor residencial ou de serviços. Nesses coletores, a água aquecida pelo Sol tem sua densidade diminuída e desloca-se pelas tubulações, sendo armazenada em um reservatório térmico (MARQUES, 2016).
Estudou-se nesse capítulo que é possível verificar a crescente evolução das fontes de energia renováveis no país, o que leva a pensar nas possibilidades futuras. Bem como a demanda crescente da população; a escassez de recursos não-renováveis; a poluição do meio ambiente; todos estes fatores levam a necessidade de aperfeiçoamento do fornecimento de energia por fontes renováveis como a eólica (GRANERO, 2016). Ainda Granero (2016) afirma que de sorte que o Brasil tem crescido no investimento em fontes renováveis de energia, e um grande avanço energético nacional está centralizado na região Nordeste onde se tem a maior fonte de potencial eólico do país, e também a maior carência per capita por desenvolvimento socioeconômico e tecnológico 
3. IMPACTOS DIRETOS DA ENERGIA EÓLICA
A maior usina hidrelétrica é a represa Três Gargantas, localizada na China, com capacidade de 22.000 MW, terminada em 2009. Esta represa tem 2,3 km (1,4 milha) de largura, 185 m (607 pés) de altura e criou um reservatório com 625 km (375 milhas) de comprimento. Essa barragem é seguida pela de Itaipu, Brasil/Paraguai, com 12.600 MW (agora 14.000 MW) instalados e pela de Guri, na Venezuela, com 10.200 MW (SANTOS, 2017).
De acordo com Cunha (2019) embora um potencial hidrelétrico substancial permaneça difícil de desenvolver, pois grande parte está localizada na parte oriental do país, longe da carga centros. Para além desta situação difícil, as autoridades nacionais processo de privatização atrasou os investimentos em novas usinas de geração e transmissão. Essa crise destacou a necessidade urgente de diversificar o Brasil mix de energia para garantir a segurança de energia doméstica suprimentos e criou oportunidades e incentivos para fontes de energia renováveis.
No mundo, a produção a produção de energia mundial depende 31,9% do petróleo e 27,1% do carvão, usando apenas 1,6% da produção de energia renovável como a eólica ou solar. A produção de energia a partir da energia hidráulica corresponde a 65,2% da produção nacional, enquanto a energia solar e eólica corresponde apenas a 6,9% (EPE, 2019).
Desse modo, sendo a hidrelétrica a principal fonte enérgica no Brasil, especialmente pela facilidade da conversão em energia cinética em elétrica, assim, a habilidade de transposições de rios para gerar novos empregos, ajustar a vazão da água. As Instalações hidrelétricas de pequena escala, algumas vezes denominada micro hidrelétrica possuem capacidade da ordem de 1 a 100 kW e podem fornecer elétrica suficiente para atender as necessidades de uma a cem casas, exceto para aquecimento elétrico de ambientes e de água (MIGUEL, 2013).
Em tais instalações, determinada quantidade de água é desviada de uma fonte situada em algum ponto acima da instalação e transportada por condutos ou canos até a turbina que aciona um gerador para produzir eletricidade. Essa eletricidade pode ser armazenada em baterias, especialmente no casodas unidades menores (AZEVEDO; NASCIMENTO; SCHRAM, 2017).
A potência produzida por essa água e igual à taxa de perda de energia potencial gravitacional que ocorre quando a água cai da fonte. A mudança na energia potencial é igual ao peso da água x a altura vertical da qual ela cai (denominada queda). No ano de 1990, Junk e Mello (1990) elaboraram um estudo apontando os impactos ecológicos causados pela construção de hidrelétricas. Os autores ressaltam que para a construção da hidrelétrica a população das áreas é deslocada, ocorre à perda de solos não apenas no que tange ao espaço a ser usado, mas quanto aos sais minerais, a fertilidade (JUNK; MELO, 1990). 	
E principalmente, a perda de espécies como plantas e animais, cabe destacar que há muito a ser descoberto na Amazônia, de modo que com a construção da usina de Itaipu, não seria possível catalogar e resgatar todos as especiais que vivem na região resultando na destruição irreparável (JUNK; MELLO, 1990). 	
Outro exemplo, foi à construção da Represa de Assuan, no Egito, em 1964, a pesca na região leste do Mediterrâneo foi afetada. Águas quentes estagnadas ou com baixa velocidade de movimentação também podem causar outros problemas de saúde pública. No Egito, os moluscos que se reproduzem no lodo da Represa de Assuan, vetores de parasitas, já transmitiram a esquistossomose a milhões de pessoas, uma doença seriamente debilitante (CUNHA, 2019). Desse modo, a busca pelo desenvolvimento e uso das energias sustentáveis tem recebido grande apelo, visto que os impactos que causa no meio ambiente e social serão elencados a seguir.
De certo que há impactos ambientais e segundo Azevedo, Nascimento e Schram (2017) os impactos ambientais causados pela construção de parques eólicos são: poluição visual, sonora, interferência eletromagnética, mudanças no clima, aumento o efeito estufa, danos à fauna. 
A poluição visual não se trata apenas do excesso de informações visuais como propagandas e luzes comumente ocorre nos centros urbanos, nesse caso, a instalação dos parques eólicos dependem que as áreas não possuam obstáculos para a instalação de equipamentos (SANTOS, 2017).
Não obstante, a poluição sonora nos parques eólicos esta relacionada à poluição sonora, e para a Organização Mundial de Saúde (OMS), a os limites recomendados para ruído externo são 50a 55 dBA durante o dia e 45 dBA à noite, nas regiões residenciais limites de 35 dBA durante o dia e de 30 dBA no período da noite (BARCELLA; BRAMBILLA, 2013). A Tabela 4 apresenta os efeitos que o nível sonoro acima do limite pode causar no ser humano.
Tabela 1 – Níveis de poluição sonora
	A tabela abaixo tenta mostrar, basicamente, os tipos de efeito:
	Nível sonoro
	Efeitos
	≥ 30dB(A)
	Reações psíquicas
	≥ 65 dB (A)
	Reações fisiológicas
	≥ 85 dB (A)
	Trauma auditivo
	≥ 120 dB (A)
	Lesões irreversíveis no sistema auditivo
 Fonte: OMS (2019).
Assim os parques eólicos emitem ruído especialmente dos aerogeradores tanto pela parte mecânica quanto pela aerodinâmica, assim a principal fonte de ruído em aerogeradores é de natureza aerodinâmica, som emitido no momento em que o vento atravessa as pás do rotor (SILVA, 2018).
Ressalta-se que os tipos de pás utilizadas no parque eólico, podem causar interferências eletromagnéticas nos equipamentos domésticos, tais como: televisão, rádio e outros equipamentos. Outro ponto são as rotas de aves, que podem se chocar aos equipamentos. É evidente que a incidência de problemas com aves é baixa (AZEVEDO; NASCIMENTO; SCHRAM, 2017).
Cabe destacar que as ainda estão sendo desenvolvidos estudos para avaliar se as turbinas eólicas podem afetar o clima local e o clima regional, no estudo apresentado por Zhou et al. (2012 apud SILVA, 2018) houve elevação da temperatura na região do parque eólico do Texas que conta com 2.358 turbinas, sendo que a elevação corresponderia a 0,724 ºC.
Por todo exposto, a energia eólica é seu custo, especialmente diante dos benefícios fiscais e tributários que pretendem alavancar e expandir a instalação dos parques. Além disso, no âmbito ambiental a produção da energia eólica é não contaminante, seja no solo, na atmosfera, de modo que os impactos ambientais não são significantes. Contudo, os ventos não são esgotáveis de modo que apenas a utilização da energia eólica não é suficiente para gerar energia necessária consumida, por essa razão pode ser combinada com outras fontes de energia (SANTOS, 2017).
Ainda deve-se observar os impactos econômicos que segundo Pires e Oliveira (2016) afirmam que nos Estados Unidos, os estados do meio-oeste apresentam mais potencial para fazendas eólicas; 36 estados norte-americanos têm fazendas eólicas comerciais. Fazendeiros e rancheiros recebem uma vantagem quando alugam sua terra para construção e operação de turbinas eólicas (PIRES; OLIVEIRA, 2016). 
Os proprietários podem esperar algo como US$ 6,000 por turbina ano. Isso deve ser comparado com US$ 300 por hectare se ali for plantado milho e USS 10 por hectare se a área for usada para pasto. Somente um quarto de acre é necessário para a turbina, o que permite que o restante da terra possa ser usada para agricultura (BARCELLA; BRAMBILLA, 2013).
O que muito ajudou nesse crescimento foi o fato de que muitos estados exigem que suas concessionárias comprem um determinado total de MW de energia produzida por produtores independentes por ano. A reestruturação da indústria de energia elétrica também deu um "empurrão" para a energia eólica (CUNHA, 2019). 
Muitas concessionárias nos Estados Unidos estão oferecendo esse tipo de energia como o principal ou único recurso em programas de energia verde (Green Power). Os consumidores podem optar por adquirir eletricidade eólica em vez daquela produzida por fontes convencionais (BARCELLA; BRAMBILLA, 2013). 
O crescimento contínuo e forte da utilização de energia eólica e esperado neste século, e deverá ser incrementado pelo aprimoramento dos projetos de turbinas de vento, pelos aumentos nos preços dos combustíveis e na demanda de eletricidade, e pelas preocupações ambientais, que tornam a energia eólica uma alternativa atraente (PIRES; OLIVEIRA, 2016).
No Brasil, a criação de um parque eólico exige investimentos iniciais equivalente a 1.500 US$/kW conforme a região da instalação do parque, bem como o custo do financiamento pode ser superior ao custo da operação visto que a incidência tributária no país pode atingir média a 30% do custo total da energia gerada (SANTOS, 2017). A Tabela 2 apresenta os tributos incidentes na exploração do serviço. 
Tabela 2 – Incidência tributária na produção de energia eólica
	Descrição
	Custo (R$/ano)
	PIS/PASEP
	1,65% da receita bruta
	COFINS
	7,60% da receita bruta
	Contribuição Social
	9,0% sobre o Lucro Bruto antes do IR
	Taxa da ANEEL
	R$16.5665 por kW instalado
	Taxa NOS/CCE
	1% da receita bruta
	Imposto de Renda
	25% sobre o Lucro Bruto antes do IR
	Pesquisa e Desenvolvimento
	1% da receita bruta deduzida de PIS/PASEP e COFINS
	Seguros 
	0,2% sobre o valor do investimento
	Custo de Transmissão
	Depende do ponto de conexão da usina (Referência: 0,007%)
	Arrendamento do Terreno
	1,5% da receita bruta
	Operação de Manutenção
	2,0% do preço de aerogeradores
	Depreciação da Usina
	5,0% do custo de instalação da fazenda eólica
Fonte: Pereira (2019, p.32).
Apesar da incidência tributária elevada, a criação de parques eólicos vem sendo cada vez mais incentivadas pelo governo como forma de reduzir a emissão de gases poluentes a partir da produção da energia por biomassa, entre outros. De modo que é viável e inovador a criação de parques eólicos no país. 
A produção de energia eólica além da preocupação com a redução da poluição ambiental precisa preocupar-se com os impactos sociais que causa na região da instalação do parque eólico. Segundo Simas e Pacca (2013, p.106-107) os principais empregos estarão relacionados a “atividades de fabricação de aerogeradores, transporte de equipamentos, construção civil e montagem de parques eólicos, operação e manutenção das usinas, desenvolvimentode projetos e órgãos ambientais de licenciamento”.
Contudo, a geração de empregos é temporária, ou seja, a contratação dura somente o momento de construção do parque eólico, após o período são mantidos poucos trabalhadores para a execução da manutenção, de modo que Dantas e Araújo (2018) afirmam que o aproveitamento econômico e desenvolvimento social permanecem inalterados, especialmente nos municípios de municípios de João Câmara, Parazinho e Guamaré analisados pelos autores. 
Além da falta de mudança no desenvolvimento econômico e social, para Moreira et al (2015, p.11) “a paisagem não só mudou com os aerogeradores, mas receberam resíduos da produção que poluem o meio ambiente, como óleo utilizado nas torres [...] degradação do mangue e da vegetação”. Ou seja, a implementação dos parques eólicos ainda precisa de ajustes para equilibrar a necessidade de produção de energia limpa combinado com a necessidade socioeconômica da região de sua construção.
20
4. PRODUÇÃO DE ENERGIA EÓLICA VANTAGENS E DESVANTAGENS
A eletricidade é uma forma de energia que pode ser imediata e eficientemente transformada em qualquer outra, tal como em energia térmica, luminosa, mecânica, química etc. Ela pode ser produzida nas mais favoráveis situações como, por exemplo, junto a quedas de água, nas quais a energia hidráulica está disponível, perto de minas carboníferas ou de refinarias, onde o carvão ou o óleo pode ser utilizado de pronto ou perto dos centros consumidores para onde o combustível pode ser economicamente transportado (SANTOS, 2017).
A energia elétrica é transportável, com vantagens econômicas, a longas distâncias, até regiões nas quais possa ser mais bem utilizada, como em núcleos populosos, centros industriais, núcleos rurais etc.. A conveniência do emprego da energia elétrica está no fato de sua facilidade de aplicação nos mais numerosos e variados fins, como em uso doméstico, público, comercial e industrial (PIRES; OLIVEIRA, 2016).
Desse modo, as concessionárias disponibilizam a energia elétrica para o consumidor final. Os componentes básicos de um sistema de energia eólica serão mostrados na Figura 4. A pressão do vento faz girar um rotor composto por lâminas ou pás. Esse rotor está conectado a um eixo que, por sua vez, está conectado a um gerador elétrico por meio de várias engrenagens (CUNHA, 2019). 
Figura 4 – Produção de energia eólica em residência 
Fonte: Thisi inovação e energia (2019).
Para sistemas menores, residenciais, a saída de corrente contínua do gerador pode ser armazenada em baterias ou fazer funcionar equipamentos e aparelhos que utilizem aquecimento resistivo das lâmpadas, torradeiras e aquecedores. Um sistema que revolucionou de energia eólica é o "inversor síncrono", que converte a corrente contínua que vai do gerador eólico em corrente alternada e permite a conexão para operação em paralelo com a rede elétrica da concessionária na frequência correta (MARTINS, 2011, p.15).
A força que pode ser extraída do vento e proporcional ao cubo da velocidade ou do vento e à área varrida pelas pás. Para entender esta relação cúbica, a energia cinética é expressa como ½ mu2. A massa m nesta expressão é amassa do ar que atinge as lâminas do gerador eólico em uma unidade de tempo depende da velocidade u do vento. Quanto maior a velocidade, mais o vento impactar as lâminas do rotor a cada segundo (MIGUEL, 2013). 
Dessa forma, a energia eólica transferida em um determinado tempo (a potência de saída) é proporcional a: x = v. A potência de saída também se relaciona com a área varrida pelas lâminas a área é proporcional ao quadrado do diâmetro da lâmina (MIRANDA, 2014). 
Para Vasconcelos (2017) tendo em vista que o ar apresenta uma baixa relação entre massa e volume (ou seja, densidade), as lâminas da turbina têm de varrer uma área grande para produzir uma quantidade significativa de energia. Ao se agruparem todos esses fatores, utilizando os fatores de conversão apropriados e um fator de 0,59, que representa a eficiência máxima que uma turbina de vento pode atingir (o "limite de Betz"), pode-se escrever a máxima produção de energia como a equação 1:
P=2,83 x 104 D2v3kW	 (1)
A equação 2 apresenta o D em metros e u vem metros por segundo, ou
P=2,36 10-6D2u 3kW	 (2)
A equação 2 apresenta o D em pés, e u em milhas por hora.
As turbinas eólicas são classificadas em função da orientação do eixo do rotor. Existem turbinas de eixo horizontal e de eixo vertical. Os tipos mais comuns são aqueles com eixos horizontais e lâmina verticais. 
Figura 5 - Modelos de moinhos
 Fonte: Granero (2012, p.31).
A Figura 5 mostra três tipos de moinhos de vento de eixo horizontal, a Figura A trata-se do rotor do tipo holandês de quatro pás era utilizado para bombear água e produzir farinha, mas tinha uma baixa eficiência (7%) para a conversão de energia elétrica (MIGUEL, 2013). 
A Figura B é o tipo americano de múltiplas pás ainda está em uso para o bombeamento de água, mas gera apenas algo em torno de 4 hp (3 kW) com ventos de 15 mph. A Figura C, trata-se do propulsor de duas (ou três) lâmina e o mais eficiente desses tipos para a geração de eletricidade e também o mais comum e mais eficiente por causa de seu tamanho. Apesar de toda sua eficiência, nem mesmo este modelo vai extrair toda a energia existente no vento (MARTINS, 2011).
Isso acontece porque, se o rotor extraísse toda a energia do vento, sua velocidade após atingir as lâminas da turbina passaria a ser zero e, desse modo, pararia após passar por ela; sendo assim, o ar iria acumular-se instalada em uma turbina de 3 MW, a forma côncava (hollow paddle) da parte interna da pá das turbinas alarga-se em torno do eixo do rotor, aumentando o fluxo de ar em torno da nacele (invólucro que contém a caixa de embreagens e o gerador) de formato (CUNHA, 2019). 
Além disso, palhetas (winglets) no fim das extremidades das pás reduzem as turbulências causadas pelas sobre pressões ali encontradas. As reduções nas turbulências permitem a instalação das turbinas em regime de ventos com maiores velocidades (GRANERO, 2012).
Rotores de eixo vertical possuem a vantagem de não ter de mudar de posição quando o vento muda de direção. Eles também têm sua caixa de câmbio e seu gerador montados no solo, e não no alto da torre, o que reduz seu custo com estrutura. Contudo, são difíceis de ser instalados no alto de torres para aproveitar as velocidades mais altas do vento, o que faz sua popularidade pequena (MIRANDA, 2014).
3. 
4. 
ARMAZENAMENTO E ECONOMIA DA ENERGIA EÓLICA
Os ventos não são contínuos, ou seja, há momentos em que não há vento de modo que a produção de energia eólica fica interrompida, assim é necessário estabelecer local de armazenagem de energia permitindo a maximização do seu uso (CUNHA, 2019). 
A energia elétrica pode ser conservada em baterias chumbo-ácido de 12 V, que por sua vez tem sua capacidade de armazenamento medida em ampères-horas (MIRANDA, 2014). Enquanto a energia é medida em watts-horas; watts - volts x ampères, a energia guardada pode ser expressa como o produto de capacidade de armazenamento da bateria e da tensão nominal, que é a de projeto (GRANERO, 2012).
Por exemplo, um conjunto de dez baterias de 200 ampères-horaxe 12 V possui uma capacidade de armazenamento de 200 ampères-horas 120 V - 24.000 watts-horas 24 kWh, o que equivale aproximadamente ao consumo de um a dois dias de uma residência média. Inversores são, muitas vezes, usados para converter a tensão CC produzida pelos sistemas eólicos em CA para permitir a alimentação de eletrodomésticos (MARTINS, 2011). 
O armazenamento é um dos aspectos que mais requerem atenção nos sistemas eólicos. A energia produzida é difícil de planejar, assim como de prever, por causa variação no comportamento dos ventos. Pequenas demandas durante a noite fazem (MIGUEL, 2013).
Com que as concessionárias ajustem a geração atuando no controle das turbinas (em suas pás) o que causa sobra de energia que, pode então, ser armazenada em grandes baterias. Estas podem carregar e descarregar rapidamente em função da demanda(SANTOS, 2017).
Energia armazenada adicional pode também ser obtida das fazendas eólicas por meio da utilização de sua saída durante as horas de baixa demanda para bombear água para um reservatório. Durante a demanda de pico, a água desse reservatório da produção de energia hidrelétrica. A eficiência desse processo fica entre 70% e 85% (GRANERO, 2012).
Outro conceito de armazenamento baseia-se no uso de grande volante inércia. Eles podem receber a energia excedente do sistema eólico (à noite, por exemplo) e depois devolve a rede, por exemplo, movimentando um gerador. Ar comprimido também pode ser usado. Nesse caso, o excesso de energia e usado para injetar ar numa caverna subterrânea, o qual é depois usado para produzir eletricidade por meio de um conjunto de turbina a gás gerador (CUNHA, 2019).
5. CONsiderações finais
REFERÊNCIAS
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