Olá! Tudo bem com você? Eu sou professor Gabriel Barbieri e vamos falar sobre geração eólica de energia, ou seja, a geração de energia elétrica a partir dos ventos.
Ok, você sabe como que é feita essa transformação ou essa conversão de energia a partir de energia mecânica em energia elétrica? Se você não sabe, fique comigo nessa aula e vamos aprender juntos. A energia eólica é energia proveniente da ação do vento.
Ok. A energia contida no vento ou dessa massa de ar em movimento. Ela é uma energia mecânica, uma energia cinética.
Nós sabemos da equação de energia cinética que energia cinética é massa vezes velocidade ao quadrado sobre dois. Ok. A partir do momento que eu tenho essa energia cinética, ela incide sobre as pás das turbinas eólicas.
Eu consigo fazer essa conversão na energia elétrica. Mas por quê utilizar? Por que gerar energia a partir do vento?
Bom, a geração eólica de energia é uma das principais fontes de energia que ela é renovável. E ela não é poluente. Ou seja, ela não contribui com a emissão dos gases do efeito estufa.
Então a gente diz que ela é uma fonte limpa de energia, visto que o processo está envolvido. Ele inclui a incidência do vento que vai se convertido logicamente na geração da energia elétrica. Então não tem energia nuclear e não tem queima de combustíveis fósseis, que são as principais fontes que contribuem para a emissão dos gases do efeito estufa.
No Brasil já existem vários sítios ou vários parques eólicos da produção de energia elétrica a partir do vento e estão localizados principalmente nas regiões onde se observa historicamente a incidência do vento com velocidades mais consideráveis. Na região Nordeste, principalmente na região costeira e na região sul do país Rio Grande do Sul, Santa Catarina e, principalmente, no oeste do estado do Paraná. Em 2007, a contribuição da geração de energia eólica na matriz energética do país era de aproximadamente 0,15%.
Em 2019, esse número já saltou para praticamente 9%. Então, observe que nos últimos anos, um crescimento exponencial dessa fonte de energia e o Brasil já é o quarto país que mais produz energia elétrica a partir do vento, Ele é o quarto país, estando atrás, então, dos Estados Unidos, China e Alemanha. Dito isso, como que eu consigo obter energia elétrica a partir da incidência do vento nas pás de uma turbina eólica?
Essa conversão de energia, ela envolve vários processos, várias etapas. A primeira etapa consiste na incidência do vento sobre as pás de uma turbina eólica. A partir do momento que esse vento incide sobre as pás, eu tenho essa energia cinética que ela está sendo convertida em um movimento rotativo.
Essas pás, elas estão acopladas a um rotor e esse rotor está acoplado a um eixo. É a partir desse eixo que eu vou ter de fato, a conversão de energia mecânica energia elétrica. A velocidade de rotação dessas pás ela não é tão elevada, então é comum em uma turbina eólica.
Temos uma caixa de engrenagem que vai fazer essa conversão, vai amplificar essa velocidade de rotação, ou seja, a rotação do sistema, para que depois chegando no gerador de energia elétrica, no gerador elétrico, possa de fato ser convertido em energia elétrica. Ok? Então esse gerador ele funciona a partir do princípio de indução de Faraday, então ele está acoplado ao eixo que está acoplado ao rotor.
E ao rotacionar esse eixo eu tenho o deslocamento dos imãs que vão rotacionar em torno de uma bobina composta por fios de cobre. E a partir desse fenômeno, aí sim eu tenho a produção de uma energia em corrente alternada. Normalmente eu vou ter essa produção de corrente alternada e por isso eu preciso retificar essa corrente que é produzida no gerador para que depois eu consiga conectar esse sistema ou essa geração de energia na rede.
E aí essa energia, ela pode ser utilizada por hospitais, indústrias, residências e pode inclusive ser alimentada na rede para contribuir com a geração de energia. A partir de outras fontes. Vale destacar que não é em todo lugar que eu posso ter a energia eólica ou que seja viável a instalação de uma turbina eólica.
Eu preciso de um lugar com bastante espaço para que eu possa posicionar essas turbinas, que tem dimensões consideráveis. E eu também preciso de uma incidência do vento com uma regularidade, uma velocidade aceitável. Não basta eu ter uma rajada esporádica no ambiente em que vou fazer a instalação desse sistema.
Eu preciso ter essa velocidade com uma média permanente para poder ter essa produção em larga escala. Aqui nessa imagem nós podemos ver então um parque eólico composto por várias turbinas eólicas e a geração de energia de cada uma dessas turbinas. Quando somadas, aí sim conseguem abastecer uma larga região com bastante produção dessa energia eólica.
Aqui, o interior de uma turbina eólica e aqui, onde de fato ocorre o processo de transformação da energia mecânica. Na energia elétrica, as pás estão acopladas a um rotor. Aqui na nossa extremidade do lado direito, e esse rotor está acoplado a um eixo.
Esse eixo vai rotacionar e aí eu vou ter minha caixa de engrenagens que vai fazer com que eu amplifique a rotação, a velocidade, rotação desse meu sistema e aí sim eu consiga. Então, de fato, a partir desse gerador, um gerador síncrono ou assíncrono, dependendo da aplicação desse sistema, eu consiga então a produção da energia elétrica. Então, existem vários fenômenos ou várias fontes de energia que são capazes de fazer essa conversão de energia mecânica, energia elétrica, por exemplo, a energia hidrelétrica que faz a conversão da energia potencial dessa queda d'água em energia elétrica.
E aqui, no caso da eólica, nós estamos falando da conversão dessa energia mecânica que se apresenta na forma da energia cinética pela ação do vento, que vai ser convertida em energia elétrica. É uma fonte renovável. E com o avanço da tecnologia, tem se tornado cada vez mais acessível ou mais barato.
O custo de implementação de um sistema como esse, que contribui muito com a redução da emissão dos gases do efeito estufa e, consequentemente, com a redução dos fenômenos que a gente tem observado no nosso planeta de mudanças climáticas. Ok, é isso. Até a próxima aula!
