Composição básica de um aerogeradorAerogerador Enercon E-30Conflito com a defesa do património:Sortelha, Portugal
Umaerogerador,turbina eólica ousistema de geração eólica[1] é umgerador elétrico integrado ao eixo de umcata-vento e que converteenergia eólica emenergia elétrica. É um equipamento que tem se popularizado rapidamente por ser uma fonte deenergia renovável e não poluente.
Mas a geração de energia eólica é pequena em relação ao consumo mundial de eletricidade. Em 2020, em Portugal, representou 25% da produção.
O uso de aerogeradores apresenta alguns benefícios, mas também alguns impactos ambientais:
Existem dois tipos básicos de rotores eólicos: os deeixo vertical e os deeixo horizontal. Os rotores diferem em seu custo relativo de produção, eficiência, e na velocidade do vento em que têm sua maior eficiência.
O rotor do tipo Savonius é um dos mais simples, é movido principalmente pela força dearrasto do ar, sua maior eficiência se dá em ventos fracos e pode chegar a 20%[3]
O rotor do tipo Darrieus é constituído por 2 ou 3 pás (como as doshelicópteros), funciona através de força desustentação tendo assim uma eficiência melhor que a do rotor Savonius, podendo chegar a 40%[3] em ventos fortes.
Os rotores de eixo vertical são geralmente mais caros que os de eixo horizontal, pois o gerador não gira seguindo a direção do vento, apenas o rotor gira enquanto o gerador fica fixo, mas seu desempenho é inferior.
Os rotores de eixo horizontal são os mais conhecidos e os mais utilizados pela sua maior eficiência, compensando o seu custo maior.
Multipás
tripá
Os rotores Multipás são mais utilizados para bombeamento de água depoços artesianos, mas nada impede que sejam utilizados para geração de energia elétrica. Impulsionados tanto por força dearrasto como por força desustentação, esses rotores têm seu pico de eficiência em ventos fracos, com uma eficiência de 30%[3]
Os rotores tripás são os mais utilizados para geração de energia elétrica em larga escala são utilizadas como fonte de energia renovável, são impulsionados apenas pela força desustentação. Apesar dos rotores com dois pás serem mais eficientes, são mais instáveis e propensos a turbulências, trazendo risco a sua estrutura, o que não acontece nos rotores de 3 pás que são muito mais estáveis, barateando seu custo e possibilitando a construção de aerogeradores de mais de 100 metros de altura e com capacidade de geração de energia que pode chegar a 69 MW (megawatts). Seu pico de geração de energia é atingido com ventos fortes e sua eficiência pode passar dos 45%.[3]
Os aerogeradores de baixa tensão diferenciam-se dos aerogeradores de alta tensão principalmente por terem tamanho e peso reduzidos em relação a estes, que normalmente são instalados nos cumes das montanhas ou em grandes planícies. O peso médio de um aerogerador de baixa tensão é de 100 kg.
Este tipo de equipamento poderá ser definido como um aerogerador doméstico, pois a quase totalidade dos equipamentos é instalada em habitações ou micro-indústrias. Ter um aerogerador a produzir electricidade unicamente para as nossas instalações pode vir a ser uma realidade.
Sistemas isolados - São todos os sistemas que se encontram privados de energia eléctrica proveniente da rede pública. Estes sistemas armazenam a energia do aerogerador embaterias estacionárias, que permitem consumir energia nas temporadas em que não se verifique vento, evitando que a energia elétrica falhe quando o aerogerador para. Mas para se poder consumir a energia que o aerogerador produz tem-se que a alterar, pois as tensões produzidas não são compatíveis com os aparelhos domésticos ou industriais, visto que a corrente produzida écontínua e a corrente pretendida éalternada. Para isso é usado um inversor senoidal de corrente, que faz isso mesmo, transforma a corrente contínua em corrente alterna. Este aparelho designa-se por senoidal porque a energia consumida (naEuropa) refere-se a 230V 50Hz (para baixa tensão) ou 400 V 50 Hz (para alta tensão). Estes 50 Hz, quando analisados noosciloscópio, revelam um gráfico com uma forma de seno. É esta a função de um inversor, converter para estes 50 Hz de forma a obtermos energia eléctrica igual à dos requisitos dos equipamentos.
Sistemas híbridos - São todos os sistemas que produzem energia elétrica em simultâneo com outra fonte electroprodutora. Esta fonte poderá ser de origemfotovoltaica, de geradores elétricos de diesel/biodiesel, ou qualquer outra fonte eletroprodutora. Nestes sistemas temos o mesmo funcionamento que nos sistemas isolados, a única alteração é que o carregamento das baterias estacionárias é feito por mais do que um gerador.
Sistemas de injecção na rede - São todos os sistemas que inserem a energia produzida por eles mesmos na rede elétrica pública. Neste caso, a maioria dos aerogeradores são os de alta tensão, só uma pequeníssima minoria da totalidade de aerogeradores instalados para este fim é deste tipo, pois a potência injectada na rede é muito menor que um aerogerador de alta tensão.
A transformação de energia cinética dos ventos em energia elétrica gerada não ocorre de forma integral. Há perdas de energia nas seguintes categorias: mecânicas (relacionadas à questões aerodinâmicas) e eletromecânicas (relacionadas às transformações que ocorrem na turbina geradora).
Publicada pelo físico alemão Albert Betz, em 1919, essa lei determina que a fração máxima de energia que pode ser aproveitada em uma turbina eólica é de 16/27 (59,3%). Ou seja, mesmo que o sistema eletromecânico seja ideal, só é possível extrair no máximo cerca de 59,3% da energia cinética dos ventos.
Uma recente abordagem, ainda em desenvolvimento para a exploração da energia eólica, propõe uma forma inovadora de aproveitar a energia do vento a grandes altitudes.
Este sistema adota um par de bolas aereostatici que se movem horizontalmente a uma altitude de 800 metros. Os cabos transmitem movimento rotativo para uma plataforma em terra. Cada bola tem uma vela colegata. As duas bolas se deslocam alternadamente, com a bola vela chama mais aberta com a bola vela fechada e, portanto, a situação se inverte. O movimento do cabo vem utilizado para ligar um gerador para produzir electricidade.
Em janeiro de 2014, foi apresentada a Vestas V164, uma turbina eólica de três lâminas, produzida pela Vestas, capaz de produzir 216.000 kWh num dia. A primeira unidade protótipo foi instalada no norte da Dinamarca, em Janeiro de 2014, e as primeiras unidades industriais começaram no verão de 2016 a ser instaladas ao largo da costa do Reino Unido.
A turbina tem 220 metros de altura e rasga o vento com as suas lâminas de 80 metros de comprimento 4,6 metros de diâmetro e 38 toneladas de peso.[5]
Em outubro de 2022, um protótipo de turbina eólica offshore da Siemens Gamesa bateu o recorde mundial de maior produção de energia por uma única turbina em 24 horas ao produzir 359 megawatts-hora (MWh).
A turbina em questão foi uma SG 14-222 com pás de 108 metros[6].
Em Outubro de 2022, aVestas apresentou um protótipo com pás de 115,5 metros. Será colocada numa torre com 280 metros produzindo 80 GWh/ano. Uma única unidade é capaz de produzir eletricidade para 20,000 habitações[7].
Em setembro de 2023, durante o tufão Haikui, uma turbina eólica offshore em Fujian, China alcançou um recorde mundial de geração de energia num único dia, produzindo 384 100 kWh, sendo suficiente para abastecer quase 170 mil residências.[8]
