DP APS 2º semestre engenharia civil UNIP - Planta de Geração de Energia Eólica para Carregamento de Celular

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UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DP DE ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA – 2º SEMESTRE - ENGENHARIA 
BÁSICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Planta de Geração de Energia Eólica 
para Carregamento de Celular 
DP de Atividade Prática Supervisionada 
 
 
 
 
 
 
Professores responsáveis: 
Pedro José Gabriel Ferreira, Iara Lima, Thais Cavalheri dos Santos, Túlio Vivaldini 
 
 
 
 
UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
 
 
 
 
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DP DA ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA 
PLANTA DE GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA PARA CARREGAMENTO DE CELULAR 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho escrito por este aluno de Engenharia 
Civil à Universidade Paulista, com a finalidade 
de avaliação da disciplina de DP da Atividade 
Prática Supervisionada, cujo objetivo é 
agregar experiência e conhecimento ao 
referido aluno.
 
 
 
 
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Sumário 
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 5 
2 OBJETIVO ................................................................................................................................... 8 
3 PARÂMETROS TÉCNICOS DE CONSTRUÇÃO ...................................................................... 9 
4 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO ....................................................................................... 10 
4.1 MATRIZ ENERGÉTICA E ELÉTRICA DO BRASIL .................................................................. 10 
4.2 FONTES DE ENERGIA ELÉTRICA NO PAÍS .......................................................................... 12 
4.2.1 Hidrelétrica ...................................................................................................................... 12 
4.2.2 Termoelétrica ................................................................................................................... 13 
4.2.3 Solar Fotovoltaica ............................................................................................................ 14 
4.2.4 Eólica .............................................................................................................................. 17 
4.3 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DE UM GERADOR ....................................................... 20 
4.4 TIPOS DE DIODOS E APLICAÇÕES ...................................................................................... 22 
4.4.1 Simbologia dos Diodos ..................................................................................................... 27 
5 ETAPAS DE CONSTRUÇÃO ................................................................................................. 28 
6 CONCLUSÃO ............................................................................................................. 29 
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................. 30 
 
 
 
 
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1 INTRODUÇÃO 
 
Para realizarmos qualquer tipo de atividade, seja ela manual, mecânica 
ou tecnológica, precisamos de energia, algo que nos dê força para 
conseguirmos concluir tal atividade. É de consenso geral que nada do que 
fazemos, produzimos ou criamos seria possível sem a eletricidade, basta 
somente olhar ao nosso redor e perceber que a energia elétrica está bem 
presente em nossas vidas. Desde a descoberta do fogo, nos tempos 
primórdios, até os carros automáticos dos dias atuais, tivemos avanços 
significativos nas formas de obtenção de energia. 
Com isso em mente, foi pensado em se fazer esse trabalho,onde descorrerei 
sobre os tipos de energia que existem no Brasil, em específico as fontes de 
energia elétrica do país, a viabilidade de cada uma, o prospecto futuro para 
cada uma e os desafios da implantação das mais recentes, que são as energia 
solar e eólica, consideradas as energias do futuro. 
Conjuntamente a isto, também será mostrado aqui os princípios de 
funcionamento de um gerador elétrico e os tipos de diodo,o primeiro sendo 
uma peça vital para as atividades humanas em geral e o segundo um 
componente eletrônico indispensável para as aplicações elétricas que se 
realizam nos dias atuais. 
Tendo em mente o trabalho teórico sobre as energias, foi proposto um 
modelo de planta de geração de energia elétrica a partir do vento, com o intuito 
prático de ser usada para carregar um celular. O que demonstra que modelos 
de energia elétrica novos podem ser usados para diversas atividades. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2 OBJETIVO 
 
O objetivo máximo deste trabalho consiste em desenvolver um projeto 
teórico sobre a construção de uma planta de geração de energia eólica capaz 
de carregar a bateria de um celular de livre escolha. 
Também faz parte da linha de pesquisa desta Atividade o funcionamento 
das variadas matrizes enérgeticas e suas utilizações no Brasil, juntamente com 
a viabilidade que cada uma possui. 
Para o modelo teórico do projeto, foram definidas pelo corpo docente 
alguns requisitos de materiais específicos para alcançar o objetivo, parâmetros 
mínimos de voltagem e dimensões máximas de estrutura. 
 
 
 
 
 
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3 PARÂMETROS TÉCNICOS DE CONSTRUÇÃO 
 
O modelo do protótipo do projeto deverá conter obrigatoriamente os seguintes 
materiais: 
 
• Motor de corrente contínua – (recomendado o de uma impressora); 
• Conjunto gerador composto pela hélice, motor e base; 
• 1 Diodo N4001 (podendo ser utilizado do tipo N4001 até 
• Ponto de medição de tensão antes do fio de conexão com o celular (usar para 
tal um terminal banana fêmea); 
• O gerador precisa, no mínimo, alcançar 6 Volts em corrente contínua. 
• A base para o gerador necessita ser fixada integralmente em uma placa de 
fibra de vidro ou fenolite, por onde passará os pontos de medição do circuito 
de corrosão. 
• Para tanto deve-se utilizar: caneta com tinta resistente a este processo de 
corrosão, marcadores permanentes ou canetas para retroprojetor, com a 
finalidade de desenhar o diagrama na placa. 
• Para a proteção das áreas da placa onde não se encontra tinta de caneta, 
deve-se usar solução de percloreto de ferro. 
• A dimensão máxima da maquete deverá ser de 20x20 cm, já incluso o 
conjunto gerador
 
 
 
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4 DESENVOLVIMENTO TEÓRICO 
 
4.1 MATRIZ ENERGÉTICA E ELÉTRICA DO BRASIL 
 
De acordo com a geógrafa Amarolina Ribeiro (2021), o conjunto de fontes de 
energias disponíveis no país que servem para captação e suprimento da demanda 
de energia nos setores comerciais, industriais e residenciais, chama-se matriz 
energética. 
Estas fontes de energia são divididas em duas classificações: renováveis, que 
possuem reserva nominalmente ilimitada, podendo ser reposta pela natureza em um 
menor espaço de tempo, considerada como mais limpa, pois não agride tanto o meio 
ambiente; e as não-renováveis, estas possuindo uma reserva limitada que pode se 
esgotar, já que seu processo de formação é lento comparado à demanda de uso. 
No Brasil, de acordo com a Empresa de Pesquisa Energética (2020), a 
composição da matriz energetica é bem equilibrada, entre fontes de energia 
renováveis e não-renováveis, correspondendo a 46,1% e 53,9%, respectivamente, 
da produção nacional de energia. Constrastando bastante com a matriz energética 
mundial, que é composta em média por 14% de fontes renováveis e 86% de fontes 
não-renováveis, de acordo com a Agência Internacional de Energia (2020), conforme 
vemos detalhadamente nos gráficos abaixo. 
 
 
Gráfico 1 
Petróleo e 
derivados; 
31,5%
Gás Natural; 
22,8%Nuclear; 5,0%
Hidráulica; 
2,5%
Biomassa; 
9,3%
Outros; 2,0%
Carvão, 
Mineral; 26,9%
Matriz Energética Mundial (IEA, 2020)
 
 
 
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Gráfico 2 
 
 
Cabe salientar aqui que há uma diferença entre matriz energética e matriz 
elétrica. Enquanto a primeira engloba todasas formas de energia que atende o país, 
a última representa o conjunto de fontes de energia utilizadas unicamente para 
produção de energia elétrica. Portanto, podemos concluir que a matriz elétrica faz 
parte da matriz energética de um país 
A matriz elétrica do Brasil é composta majoritariamente de fontes renováveis, 
com incríveis 83% do total da produção de energia elétrica, com a massiva 
representação da energia hidrelétrica, responsável por 64% da geração de energia 
elétrica no país, graças a abundância deste recurso a nivel nacional. De acordo com 
a Empresa de Pesquisa Energética (2020), no ano de 2019 podemos ainda verificar 
que houve um aumento de 15,5% de produção de energia eólica em relação ao ano 
anterior, confirmando a tendência do Brasil em manter suas fontes renováveis como 
principal fonte energética. Pode-se afirmar também que há uma tendência mundial, 
inclusive no Brasil, de redução da participação de petróleo e derivados e hidráulica e 
aumento da participações das demais fontes, a exceção do carvão mineral, como 
podemos ver na figura abaixo. 
 
Petróleo e 
derivados
34,6%
Gás Natural; 12,2%
Carvão Mineral; 
5,3%
Nuclear; 1,4%
Hidráulica; 12,4%
Lenha e Carvão 
vegetal; 8,7%
Cana de açucar e 
derivados; 18,0%
Outras renováveis; 
7,0%
Matriz Energética Brasileira (EPE, 2020)
 
 
 
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Figura 1 Matriz Elétrica do Brasil e mundial (% e TWH) (EPE, 2020). 
 
 
4.2 FONTES DE ENERGIA ELÉTRICA NO PAÍS 
 
4.2.1 Hidrelétrica 
 
As usinas hidrelétricas utilizam a força da água para produção de energia 
elétrica. Para que isso aconteça, são construídas barragens em rios com o objetivo 
de represar a água, formando um reservatório, muito semelhante a um lago. Essa 
água, que fica represada, é captada e conduzida por meio de tubulações até uma 
edificação chamada de casa de força, onde ficam as turbinas e geradores que vão 
transformar a pressão da água da barragem em movimento e esse movimento em 
energia elétrica. 
A hidreletricidade tem sido a principal fonte de geração do sistema elétrico 
brasileiro por várias décadas. Isto se deve tanto à topografia brasileira que combina 
bacias hidrográficas de grande porte, centenas de rios com forte fluxo e um relevo 
abundante em variações de elevações que facilitam a construção de reservatórios, 
quanto à competividade ecônomica com a presença de 223 Usinas Hidrelétricas - 
UHE, 746 Centrais Geradoras Hidrelétricas – CGH e 542 Pequenas Centrais 
Hidrelétricas – PCH, segundo dados da Agência Nacional de Energia Elétrica – 
ANEEL. 
A Resolução Normativa da ANEEL Nº 875 (2020) classifica como PCH se a 
potência instalada for entre 5 MW e 30 MW e a área de reservatório for de até 13 
km², excluindo a calha do leito regular do rio. Já as CGH são assim denominadas se 
a potência for igual ou inferior a 5 MW. As UHE por sua vez, são todas aquelas em 
 
 
 
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que a potência instalada for maior que 5 MW e que necessitem de outorga de 
autorização ou concessão, ou seja, a burocracia é bem maior para esse tipo de 
usina. 
Apesar de ser uma fonte de energia renovável, a construção de grandes 
Usinas pode causar grandes impactos negativos no meio ambiente local aonde será 
implantada, causados pela grande área de alagamento necessária, pelo 
desmatamento necessário para sua construção e pelas alterações na estrutura dos 
rios. Para as hidrelétricas menores, como as PCH’s e CGH’s, o impacto ambiental é 
bem reduzido e a burocracia é bem menor, possibilitando que muitas empresas 
privadas possam entrar nesse mercado, ajudando a fortalecer a malha geracional 
brasileira de energia elétrica. 
 
 
4.2.2 Termoelétrica 
 
Uma usina termoelétrica, também chamada de central térmica, gera 
eletricidade a partir da energia térmica, em sua maior parte através de turbinas 
movidas a vapor. Um volume de água é aquecido pela queima de algum 
combustível, transforma-se em vapor e gira uma turbina que aciona um gerador 
elétrico. Este gerador está ligado a um transformador que envia a energia elétrica 
para os consumidores através dos sistemas de transmissão de alta voltagem. Ou 
seja, a eletricidade é produzida a partir de energia cinética obtida pela passagem do 
vapor pela turbina, transformando potência mecânica em potência elétrica. (REIS, 
2012). 
Em sua maior parte, as térmicas utilizam combustíveis fósseis, que podem ser 
sólidos (carvão), líquidos (óleo combustível ou diesel) ou gasosos (gás natural). 
Quando abastecida com estes combustíveis fósseis, considera-se como Energia 
Não-Renovável. Existem também usinas térmicas que utilizam biomassa para a 
queima, o principal sendo o bagaço da cana-de-açúcar. Todavia também são 
utilizados a lixívia, lenha, carvão vegetal, capim elefante, casca de arroz e alguns 
outros, sendo uma solução prática e sustentável, por utilizar resíduos para produzir 
energia. Ainda há também as usinas termonucleares, que são um pouco diferentes, 
pois utilizam o processo físico-químico da fissão nuclear do átomo de Urânio para 
gerar o calor necessário para transformar água em vapor, girar a turbina e acionar o 
 
 
 
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gerador (TOLMASQUIM, 2016). 
A depender do tipo de combustível e da tecnologia de geração, elas podem 
cumprir diferentes papéis, tais como atuar na geração contínua, na geração 
complementar, denominada co-geração ou no atendimento às demandas de ponta, 
visto que podem ser construídas próximo às regiões de consumo, reduzindo custos 
com torres e linhas de transmissão. Para exemplificar, uma termoelétrica movida a 
óleo combustível fica perto de uma refinaria, térmicas a gás ficam próximas a 
Unidades de Processamento de Gás Natural e térmicas a biomassa localizam-se 
perto de zonas rurais, para aproveitar os dejetos da agricultura. A exceção da regra 
é quando se refere a Usinas Termonucleares. Estas, apesar de conseguirem 
produzir bastante energia (1 libra de urânio produz 3 milhões de kWh de energia 
elétrica em uma usina nuclear), também trazem consigo riscos muito grandes, pois 
no processo de fissão do núcleo de urânio ocorre a liberação de resíduos 
radioativos, ou seja, toneladas de lixo que permanecem radioativos por séculos, 
oferecendo riscos ao meio ambiente e a população que vive próximo ao local de 
armazenamento/descarte. 
A inclusão das termelétricas na base do Sistema Interligado Nacional – SIN 
ajuda a aumentar a segurança no abastecimento e reduzir os custos de energia. A 
energia térmica é importante para suprir o sistema quando as condições climáticas 
não permitirem a geração de energia eólica, solar ou hídrica. De acordo com a 
ANEEL, há cerca de 3172 UTE – Usinas Termelétricas no Brasil, sendo este 
segmento sendo responsável por aproximadamente 26% da geração de energia 
elétrica do país. 
 
4.2.3 Solar Fotovoltaica 
 
A geração de energia solar ou fotovoltaica funciona através do 
aproveitamento da luz do sol, transformando-a em energia elétrica, através de 
painéis fotovoltaicos ou de um sistema heliotérmico (PEREIRA, et al; 2017). No 
sistema com painéis fotovoltaicos, que é o amplamente usado para a geração de 
eletricidade, a irradiação solar é convertida diretamente em energia elétrica. Já no 
sistema heliotérmico, a energia do sol é convertida em energia térmica (calor) e 
posteriormente em energia elétrica. 
O painel solar, principal componente deste sistema de geração de energia, é 
 
 
 
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composto por um conjunto de células fotovoltaicas feitas de materiais 
semicondutores como o silício, e possuem a particularidade de possuir sensibilidade 
para absorver a energia solar. No momento em que as partículas da luz solar, os 
fótons, colidem junto aos átomos desses materiais, provocam o deslocamento dos 
elétrons, gerando a eletricidade. 
Há dois modos de distribuição de energia solar. A centralizada e a distribuída. 
A distribuída se caracteriza onde o consumidor – que pode ser uma residência ou 
empresa– produz a própria energia elétrica com os painéis solares. E quando há 
excesso de energia gerada, este é injetado na rede da distribuidora e gera-se crédito 
de energia para consumo. 
Esses créditos servem para dar descontos nas contas de luz nos meses 
seguintes. A validade para uso dos créditos é de 60 dias. Assim, a conta pode vir 
muito baixa ou até zerada. Os créditos também podem ser aproveitados para suprir 
a carência de energia, como à noite, em dias chuvosos ou quando há maior 
consumo do que geração. Nestes casos, a residência recebe energia da 
distribuidora, normalmente. Por trazer tamanha economia na conta de luz, é o 
modelo de energia solar mais usado, chegando a bater 5.177 MW de potência 
instalada em março de 2021, conforme a Associação Brasileira de Energia Solar 
Fotovoltaica (2021). 
Já no modelo de geração centralizada, temos a participação de grandes 
usinas solares fotovoltaicas que produzem energia elétrica e a transmitem na rede 
de distribuição para o uso em casa ou empreendimento. 
Apenas há alguns anos que a implementação de fato deste tipo de energia 
vem ocorrendo no Brasil, tanto que o primeiro regulamento governamental foi em 
2012, com a Resolução Normativa nº 482 da Agência Nacional de Energia Elétrica – 
ANEEL, estabelecendo as condições gerais para o acesso de microgeração e 
minigeração distribuída aos sistemas de distribuição de energia elétrica. 
Conquanto a energia solar seja bem recente, ela está em franca ascensão. 
Representando 1,02% da matriz elétrica brasileira e com um aumento de 92,2% em 
2019 em relação a 2018, de acordo com a Resenha Energética Brasileira (2020), há 
a previsão oficial de que ela chegue a 4% em 2030, produzindo cerca de 8 GW, 
segundo o Plano Decenal de Expansão de Energia 2030 (2021). Essa expectativa 
de crescimento se deve ao fato de que esta é uma energia limpa, inesgotável, onde 
 
 
 
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não há emissão de poluentes, como material particulado, gás carbônico, oxido de 
enxofre e, tampouco, gases de efeito estufa, fato extremamente positivo ao meio 
ambiente em escala local e global. 
De acordo com Pereira et al. (2017), também há no Brasil a incidência de 
níveis altos e constantes de irradiação solar em todo o território nacional, conferindo 
um enorme potencial para a implementação da energia solar. Como vemos na tabela 
abaixo, consoante os dados da Global Solar Atlas (2021), são índices mais altos que 
em países referências em energia solar, como a Alemanha, China e Japão. 
 
Países
Irradiação Global Horizontal 
(kWh/m²/dia)
Irradiação Difusa 
Horizontal (kWh/m²/dia)
Irradiação Normal 
Direta (kWh/m²/dia)
Brasil 4,15 - 6,12 1,69 - 2,60 3,01 - 6,22
Alemanha 2,75 - 3,34 1,45 - 1,61 2,32 - 3,24
China 2,64 - 5,93 1,31 - 2,37 0,98 - 7,58
Japão 2,94 - 4,27 1,60 - 2,07 1,84 - 4,01 
Tabela 1 Global Solar Atlas (2021) 
 
Uma das desvantagens deste sistema geracional de energia é o seu custo de 
implantação, o que pode afastar algumas pessoas ao seu alcance, mas isso também 
está mudando. Desde o primeiro leilão para contratação de energia promovidos pelo 
Governo Federal para fornecedores, o preço pelo MWh vem caindo, estando agora 
com um deságio de 80% do preço inicial, segundo dados da ABSOLAR (2019) na 
figura abaixo. Verifica-se que há grandes vantagens na implementação deste tipo de 
energia renovável no Brasil, podendo trazer tanto investimentos e geração de 
emprego quanto opção de energia elétrica mais barata. 
 
 
 
 
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Figura 2 Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (2019) 
 
 
4.2.4 Eólica 
 
A energia eólica é aquela obtida a partir da força do vento. Por meio de um 
aerogerador, transforma a energia cinética das correntes de ar em energia elétrica. 
O processo de extração é realizado principalmente graças ao rotor (que transforma a 
energia cinética em energia mecânica) e ao gerador (que transforma dita energia 
mecânica em elétrica). Trata-se de uma energia renovável, inesgotável e eficiente, 
fundamental para a transição energética e a descarbonização da economia. 
Para termos uma capacidade aceitável de geração de energia é necessário 
termos um parque eólico/usina eólica, que consiste em vários aerogeradores em 
uma região, seja ela em terra (onshore) ou no mar (offshore). 
Juntamente com a energia solar, esta fonte de energia renovável é recente no 
Brasil. Sua implementação começou a crescer de fato após o Programa de Incentivo 
às Fontes Alternativas (PROINFA) de 2002, que concedia estímulos à produção de 
energia elétrica renovável, como resposta à crise energética que abateu o país no 
período de 2001 a 2002, conhecida como a “Crise do Apagão”. 
Sua expansão desde então é notável, visto que em 20 anos ela já alcançou o 
posto da segunda fonte de energia renovável mais usada no Brasil, representando 
9,7% da Matriz Elétrica Brasileira no final de 2020 e com 18,00 GW de capacidade 
 
 
 
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instalada, de acordo com a ABEEólica – Associação Brasileira de Energia Eólica 
(2021). E não para por aí, visto que no Plano Decenal de Energia para 2030, há a 
previsão oficial de que haja 32 GW de capacidade instalada no Brasil, 
correspondendo a 16,3% da Matriz Elétrica Brasileira. 
As vantagens que explicam esse crescimento e expectativa são várias: a 
energia eólica é uma fonte de energia limpa, que não produz poluentes ou resíduos; 
gera de renda para os proprietários de terras arrendadas; é uma alternativa de 
investimentos em zonas desfavorecidas; traz capacitação de mão de obra local e 
seu custo-benefício é bem maior quando comparado às fontes de energia que usam 
combustiveis fosséis. Uma das poucas desvantagens é que pode haver impacto 
sono 
Um dos principais fatos que também corroboram para este crescimento 
exponencial são os ventos que incidem no território brasileiro. De acordo com o Atlas 
do Potencial Eólico Brasileiro (2017), o potencial eólico onshore tecnicamente viável 
no Brasil é de cerca de 500 GW, com o uso de torres que alcançam 150 metros de 
altura. Como podemos ver no mapa abaixo a maior concentração desse potencial se 
encontra nas regiões Nordeste e Sul. Como prova cabal desse potencial elétrico, 
94,40% e 16,90% da energia elétrica consumida em 2020 nos subsistemas Nordeste 
e Sul, respectivamente, veio das Eólicas, conforme explicitado pela ABEEólica 
(2021). 
 
Figura 3 Densidade de potência a 100 metros de altura. Fonte: Cepel, 2017 
 
 
 
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O potencial offshore atualmente não é explorado no Brasil, ao contrário do 
que acontece ao redor do mundo, onde esta tecnologia já está em voga há bastante 
tempo. A Global Wind Energy Council – GWEC afirma que em 2019 havia cerca de 
23,1 GW de capacidade instalada no mundo inteiro, apenas como offshore. Ciente 
dessa direção mundial para a fonte eólica, a EPE realizou um estudo em 2020 
dedicado a identificar possíveis barreiras e desafios a serem enfrentados para o 
desenvolvimento desse potencial no Brasil, chamado 
Roadmap Eólica Offshore Brasil. Nele constatou-se que na região marítima brasileira 
há o potencial técnico eólico de 700 GW, com uma profundidade de 50 metros e 
considerando os ventos de 100 metros de altura. 
 
 
 
 
 
 
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4.3 PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO DE UM GERADOR 
 
A energia é um recurso fundamental e nos dias de hoje estamos 
completamente dependentes desta para conseguir fazer as mais comuns tarefas do 
dia-a-dia, para conseguir trabalhar, para manter os equipamentos em 
funcionamento, enfim para fazer “girar o mundo”. 
Com o intuito de superar as falhas energéticas, uma vez que os sistemas 
elétricos são falíveis, recorre-se aos geradores para minimizar essas falhas. Desta 
forma, assegura-se um contínuo fornecimento de energia para suprir as 
necessidades. 
Um gerador de energia é, como o próprio nome indica, um dispositivo capaz 
de gerar energia. Este é responsável porconverter qualquer tipo de energia seja ela 
química (como que ocorre com as pilhas), solar ou mecânica em energia elétrica. 
Os geradores podem ser divididos numa enorme quantidade de tipos, de 
acordo com o aspecto que se leve em conta. Os geradores que convertem a energia 
mecânica em elétrica são os geradores síncronos, geradores assíncronos ou de 
indução e o gerador de corrente contínua. Há também os dínamos que podem ser 
classificados quanto ao número de polos, dipolares e multipolares; quanto ao 
enrolamento do induzido, podem ser em anel e em tambor; quanto ao tipo de 
excitação, auto excitados e de excitação independente. 
De acordo com Brasílio Filho (2010), o funcionamento de geradores e 
motores baseia-se no fenômeno da indução eletromagnética, também chamada de 
Lei de Faraday. Quanto a essa questão o autor afirma que a corrente elétrica, 
quando induzida por meio de um circuito elétrico fechado, sendo este proporcional à 
alteração do fluxo magnético induzido no circuito, da mesma forma com que ocorre 
na experiência de aproximar um imã de uma espira de fio metálico, que deve ser 
conectado a um galvanômetro, sendo este o instrumento que acusa a passagem 
direta de uma corrente elétrica que é induzida pela espira, sendo necessária a 
presença do campo magnético variado, uma forma que conseguir é por meio da 
movimentação do imã próximo a espira de fio. 
Brito (2014) afirma ainda que o princípio fundamental que baseia os motores 
eletromagnéticos é uma força mecânica presente em todo o fio que conduz a 
corrente elétrica que está imersa no interior do campo magnético. A força descrita 
 
 
 
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pela denominada Lei da Força de Lorentz, sendo esta perpendicular, tanto ao fio 
quanto ao campo magnético. Esta força é exercida numa partícula carregada devido 
à existência de um campo eletromagnético. Matematicamente, a força de Lorentz é 
dada pela expressão: F = |q|.v.B.sen θ. 
Outro elemento presente nos circuitos elétricos é o receptor, é todo dispositivo 
que transforma energia elétrica em outras formas de energia que não sejam 
exclusivamente térmicas. 
A função do receptor (motor) é a de receber a energia elétrica de um gerador, 
converter parte dela em energia mecânica útil e dissipar internamente a restante por 
aquecimento. Um bom bom exemplo de receptor são os motores elétricos, como 
ventiladores, liquidificadores e batedeiras. Quando estes recebem energia elétrica, 
esse motor transforma esta em energia mecânica que pode ser observada no giro 
desses aparelhos. 
Para o funcionamento do receptor se estabelece uma diferença de potencial 
(ddp) U entre os seus terminais. Parte dela é queda ôhmica devido a resistências 
internas do aparelho (r), e outra parte é devido ao funcionamento mecânico. A parte 
da ddp devido ao funcionamento mecânico é uma ddp útil e é denominada como 
força contra eletromotriz (fcem), simbolizada por E'. 
 
 
 
 
 
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4.4 TIPOS DE DIODOS E APLICAÇÕES 
 
O diodo é um componente eletrônico semicondutor, que permite a condução 
da corrente elétrica somente em um único sentido. Através da simbologia do diodo é 
possível identificar a sua polaridade e o sentido da corrente elétrica. Para 
exemplificar, podemos pensar nele como uma válvula hidráulica, que permite que a 
água possa fluir apenas em um sentido, respeitando sempre a polaridade da 
corrente. 
Devido às características do diodo ele se comporta como uma chave 
eletrônica. Assim ele pode ser usado para evitar correntes reversas em circuitos 
eletrônicos, como um diodo de roda livre. 
Ao decorrer dos anos outras propriedades foram descobertas e começaram a 
fabricar diodos específicos para funcionarem inversamente polarizados. Dessa 
forma surgiu o diodo Zener, que possui diversas aplicações tais como, circuitos 
reguladores de tensão, circuitos grampeadores e outras mais. 
Os principais tipos de diodo são: 
 
▪ Diodos de Sinal: São diodos de comutação, com alta velocidade, que possuem 
baixa capacitância de junção, o que permite tempos de resposta muito rápidos. São 
comumente encontrados em circuitos como os de rádios ou televisões. 
 
Figura 4 Diodo de Sinal 1N4148 
 
▪ Diodo Retificador: Empregados na retificação de corrente alternada para corrente 
contínua, mantendo apenas um semiciclo da onda senoidal que é a característica da 
corrente alternada. Suportam corrente mais alta que os diodos de sinal e possuem 
maior capacitância de junção, de modo que não são adequados a tarefas de 
comutação rápida. 
 
 
 
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Figura 5 Diodo Retificador 1N4004 
 
▪ Diodo Zener: Parecido com os diodos de sinal ou de retificação, porém com 
algumas diferenças significativas, tem uma menor tensão de ruptura (Breakdown 
Voltage), são empregados em polarização reversa, com o terminal cátodo no 
positivo da fonte e o terminal ânodo no negativo da fonte. Esse tipo de polarização 
permite que o diodo zener seja utilizado em circuitos reguladores de tensão, onde 
apenas um valor específico de tensão pode sair do circuito. 
 
Figura 6 Diodo Zener 1N4728 
 
▪ Diodo Schottky: Componente feito de metal ao invés dos semicondutores diodo e 
germânio, tem uma baixa capacitância de junção e permite comutação mais rápida 
do que os diodos de silício comuns. Impõe uma queda de tensão direta menor, o 
que é útil em circuitos que operam com baixa tensão. 
 
 
 
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Figura 7 Diodo Schottky 1N5818T 
 
▪ Diodo Varactor: Este diodo possui uma capacitância variável controlada pela tensão 
reversa, sendo explicitamente projetado para explorar essa característica em 
frequências elevadas. É amplamente empregado em aplicações de RF, para 
controle de frequência de circuitos osciladores. 
 
Figura 8 Diodo Varactor 
 
▪ Diodo Túnel: Este diodo possui resistência negativa* devido a um efeito de 
mecânica quântica denominado Tunelamento. Possuem uma junção P-N altamente 
dopada, e são empregados como switches de alta velocidade – na ordem dos 
nanossegundos. São empregados em osciladores de microondas e amplificadores, e 
são resistentes à radiação nuclear. 
Uma característica interessante deste tipo de componente é sua longevidade. O 
diodo túnel é pouco utilizado atualmente, por suportar baixa potência e ter um custo 
elevado em comparação aos outros tipos de diodos. 
 
 
 
 
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Figura 9 Diodo Túnel 
 
▪ Diodo PIN: O diodo PIN é uma versão distinta do diodo comum de junção P-N. 
Neste tipo de diodo, uma terceira camada de material intrínseco é inserida entre as 
camadas P e N, usando um material sem portadores de carga (não dopada). 
Este tipo de diodo é muito empregado em circuitos atenuadores, fotodetectores 
(detecta fótons de raios gama e raios X) e em aplicações de eletrônica de potência 
em alta tensão. Porém, não é muito adequado na função comum de retificador. 
 
Figura 10 Diodo PIN 
 
▪ Diodo Gunn: Este diodo também possui resistência negativa*, sendo empregado 
em eletrônica de alta frequência, como em osciladores de microondas e radares de 
velocidade. Sua principal característica é ser fabricado usando apenas material do 
tipo N. Este material pode ser arsenieto de gálio ou nitreto de gálio. 
 
Figura 11 Exemplo de Diodo Gunn: DC1276G-T 
 
 
 
 2 
 
 
 
▪ Diodo Emissor de Luz (LED): Diodo especial empregado em sinalização e 
iluminação, que possui a característica principal de emitir luz em comprimentos de 
onda específicos quando o componente é polarizado diretamente. O diodo emissor 
de luz, chamado de LED ou fotodiodo, é encontrado em praticamente todo 
dispositivo eletrônico. A junção PN do diodo emissor de luz emite luz sob ação de 
uma corrente elétrica. O contrário também acontece, ou seja, sob ação da luz a 
junção PN pode gerar uma corrente elétrica. A camada P deste diodo é bastante 
fina, sua espessura tem relação com o comprimento de onda emitida. 
 
 
Figura 12 LED – Diodo Emissor de Luz▪ Retificador em Ponte: Trata-se, na verdade, de um invólucro contendo uma ponte 
retificadora de diodos, servindo para fazer a corrente alternada, que é recebida da 
rede, tornar-se uma corrente contínua. Acompanha geralmente quatro diodos 
retificadores comuns. 
 
Figura13 Diodo Retificador em Ponte 
 
 
 
 
 
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4.4.1 Simbologia dos Diodos 
 
Cada tipo de diodo é representado visualmente por um símbolo diferente, afim de 
podermos diferenciá-los. Podemos ver os símbolos de diversos tipos de diodos na 
figura a seguir: 
 
Símbolos dos principais tipos de diodos semicondutores.
 
 
 
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5 ETAPAS DE CONSTRUÇÃO 
 
Como este trabalho trata-se de um projeto teórico, irei abordar aqui quais as 
etapas necessárias para construir um gerador de energia elétrica com a finalidade 
de carregar um celular. 
Para construí-lo, precisamos dos seguintes materiais: 
 
▪ Um motor de corrente contínua (recomendado usar o de uma impressora); 
▪ Um carregador veicular USB, uma hélice (quanto maior a hélice mais energia poderá 
ser captada); 
▪ Duas cantoneiras de ferro 4x4 cm; um pedaço de madeira com as dimensões 
máximas de 20x20 cm, confome estipulado pelos professores; 
▪ Parafafusos para madeira; 
▪ Braçadeira do tipo U de ½’ (meia polegada); 
▪ Fios para a condução da energia (recomenda-se usar fios paralelos); 
▪ Um diodo N4001; 
▪ Ferro de solda e chumbo; 
▪ Multímetro 
 
Com os devidos materiais, podemos começar a montar nosso projeto. 
Primeiros precisamos prender o motor na cantoneira e definir os pontos para 
parafuseá-lo na placa de madeira. 
Após isso, desmonta-se o carregador portátil e soldamos os fios do 
carregador com os fios paralelos, que terá sua outra extremidade soldada no motor. 
Importante frisar que deve ser acoplado um diodo entre o gerador e o carregador 
USB, para que não haja retorno na corrente (onde a bateria do celular tente passar 
energia para a hélice). 
Feito a soldagem dos fios no carregador, prendemos ele na placa de madeira 
com a braçadeira U. Com tudo devidamente montado, já pode-se colocar o protótipo 
para uso. Caso não tenha circulação de vento necessária para testar, recomenda-se 
usar uma fonte de vento manual (ventilador, secador de cabelo, etc). Pode haver 
também uma certa confusão na hora de conectar os fios como positivo e negativo 
nos polos certos, por isso recomenda-se o uso do multímetro.
 
 
 
 2 
 
 
6 CONCLUSÃO 
 
Neste projeto teórico, tive a oportunidade de estudar e conhecer um pouco mais 
sobre a matriz energética Brasil, como ela é composta e quanta representatividade 
cada uma das energias tem sobre a composição total e o panorama futuro que 
esperamos ter, com o detrimento das energias fósseis em face das renováveis. 
Também encontra-se nesse trabalho um panorama geral da matriz elétrica 
brasileira, onde detalhei quais fontes de energia que ela é feita, tendo em sua 
maioridade energias limpas. Foi visto quais as energias mais usadas no Sistema 
Interligado Nacional, como cada uma funciona e quais estão em amplo 
crescimento, o caso das energias solar e eólicas, que despontam como as mais 
promissoras no quesito energia sustentável e barata na expectativa do mercado. 
Foi relatado nesta Atividade os princípios de funcionamento de geradores de 
energia, suas propriedades elétricas e como se dá a sua utilização. Amplamentes 
usados no meio eletrônico, também foi alvo de estudo os diodos, importantíssimos 
para a condução de energia elétrica. Foi trazido aqui os tipos que existem, suas 
particularidades e para qual caso cada um serve. 
Na parte derradeira deste trabalho, foi demonstrado um método para se construir 
um modelo de planta de geração de eletricidade de fonte eólica, com o intuito de 
carregar qualquer aparelho celular. 
 
 
 
 
 
 
 
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7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
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