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Energia eólica: como funciona?

A energia eólica é uma energia renovável proveniente dos ventos. Nos últimos tempos tem estado bastante em pauta pela possibilidade de suprir as necessidades deixadas pelos tipos de energia não renováveis. No artigo a seguir explicaremos melhor o que é e como funciona. 

O que é energia eólica?

A energia eólica consiste na energia cinética proveniente da força dos ventos. Pode ser empregada para uma série de finalidades, inclusive para produzir eletricidade a partir de aerogeradores. Nesse sistema, os ventos são utilizados para movimentar as hélices das turbinas eólicas, gerando uma força mecânica que será transformada em energia elétrica através de um gerador.

A quantidade de energia gerada depende da frequência e intensidade dos ventos, assim como do tamanho da turbina eólica e da área que a rotação das hélices (pás) cobre. Os ventos se originam a partir da troca de lugar entre as massas de ar próximas do solo (que se aquecem) e as massas de ar frio. A diferença de temperatura e pressão atmosférica causa o deslocamento do ar. 

Como funciona o gerador eólico?

O gerador eólico pode ser chamado também de turbina eólica ou aerogerador. Essa torre utiliza um processo indireto para realizar a conversão da energia gerada pelos ventos em eletricidade.

Há diferentes tipos de geradores eólicos, contudo, todos usam a mesma estrutura básica e elementos para entrar em funcionamento. O gerador eólico é formado por: 

Pás

Itens responsáveis pela captação da energia cinética (movimento) dos ventos e sua posterior transferência para o rotor da turbina. 

Rotor

É chamado popularmente de “nariz” do aerogerador. Trata-se da parte frontal da turbina em que estão conectadas as pás. O rotor pode pesar mais de 33 toneladas. Cabe a esse item transferir o movimento das pás para o eixo central, este pode ser vertical ou horizontal. 

Nacele

Consiste na caixa acoplada ao rotor da turbina eólica em que são inseridos vários dos seus componentes principais. Essa é a estrutura mais pesada do aerogerador, podendo chegar a pesar 111 toneladas. 

Torre

Consiste na estrutura de sustentação do rotor e da nacele do aerogerador na altura perfeita para captar os ventos. 

Caixa de transmissão (gearbox)

Chamada também de caixa de transmissão, é a caixa de engrenagens com a função de multiplicar a rotação do eixo primário de entrada de maneira a transferir essa rotação para o eixo secundário que está ligado ao gerador. 

Gerador

Trata-se de um item fundamental em qualquer turbina eólica, tendo a função de transformar a força mecânica do eixo em eletricidade de corrente alternada. Há geradores que produzem energia em corrente contínua, nesses casos é necessário adicionar um conversor (inversor) para a conversão em corrente alternada. 

Anemômetro

Esse dispositivo está instalado no topo da nacele, medindo, assim, a intensidade e a velocidade dos ventos. Os dados são utilizados para a geração de gráficos sobre a potência das turbinas. 

Biruta

É um sensor acoplado no anemômetro que serve para medir a direção dos ventos, sendo chamado também de sensor de direção.

Tipos de energia eólica

A energia eólica pode ser diferenciada em dois tipos, de acordo com o local de instalação das turbinas: costeira (onshore) ou marítima (offshore).

Energia eólica onshore

As turbinas do tipo de energia eólica onshore ficam situadas, geralmente, próximo da costa, área em que costuma ter mais ventos. Contudo, podem ser instalados parques eólicos onshore na parte mais interior do continente, tudo depende da constância de ventos fortes. 

Os aerogeradores produzem muito ruído e, por isso, as usinas precisam ser instaladas em áreas mais afastadas dos centros urbanos. Os custos de instalação e operação dos projetos onshore costumam ser mais baixos do que os offshore. Além disso, por estarem mais próximos dos centros de consumo tem menor perda na transmissão. 

Energia eólica offshore

Nessa categoria estão as torres de energia eólica instaladas em alto mar, elas podem ficar a quilômetros de distância da costa. Nesse sistema, os aerogeradores podem ser instalados sobre um casco flutuante ou diretamente no leito marinho. A melhor opção depende da profundidade da água. 

As turbinas que estão sobre estruturas flutuantes podem ser instaladas mais longe da costa, ponto em que os ventos são mais frequentes e intensos. Isso aumenta a produtividade. As vantagens desse sistema em comparação ao onshore estão no seu tamanho e eficiência elétrica. 

Por não precisarem usar terra, os aerogeradores offshore podem ser maiores e com mais potência. Há também mais força e constância de ventos, os ventos marítimos não enfrentam barreiras, o que acontece com os ventos que sopram em terra. 

Energia eólica no Brasil

Nosso país possui um potencial gigantesco para a produção de energia eólica, em torno de 500 GW. No entanto, faz pouco tempo que esse potencial começou a ser explorado.

Somente em 2001, foram dados os primeiros passos do governo no sentido de explorar essa fonte de energia renovável através da criação do Programa Emergencial de Energia Eólica (Proeólica). A motivação foi a crise energética que o país vivia nesse período. 

No ano de 2002, foi criado o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (Proinfa) com o objetivo de reforçar os interesses nessa fonte energética. Porém, apenas em 2009, ocorreu o primeiro leilão de energia exclusivamente eólica. Esse passo impulsionou o desenvolvimento tecnológico do setor.

Atualmente, a maior parte da produção de energia eólica do Brasil é proveniente de grandes parques (usinas) instalados em estados da Região Nordeste. Em 2020, o Brasil produziu 57 TWh de eletricidade a partir de aerogeradores. Esse dado é do boletim anual de energia eólica da ABEEólica. 

A energia eólica é uma alternativa limpa e renovável!