As turbinas eólicas são estrategicamente colocadas em locais com ventos perpétuos para dar-lhes a melhor oportunidade de gerar o máximo de energia, mas quanta energia um vento produz realmente produzem turbinas?
Todos nós sabemos que o mundo precisa de mais fontes renováveis de energia – onde quer que você esteja em relação à mudança climática, você precisa enfrentar o fato de que os combustíveis fósseis são um recurso finito e, eventualmente, acabar. Se quisermos viver no mundo confortável movido a eletricidade que fazemos agora, precisamos encontrar fontes alternativas.
Algumas das fontes de energia renovável que podemos usar incluem solar, eólica, biomassa e geotérmica, e embora nenhuma tecnologia seja a resposta, reuni-los ajuda a liderar o caminho a seguir.
Muitas pessoas descobriram que mudar de planos tradicionais de energia movidos a combustíveis fósseis para assinaturas ilimitadas de energia renovável permite acesso instantâneo a energia limpa, sem o investimento pesado de coisas como painéis solares.
Outra fonte de energia limpa que já vem crescendo em todo o mundo são as turbinas eólicas. São estruturas enormes estrategicamente colocadas em locais com ventos perpétuos, para dar-lhes a melhor oportunidade de gerar o máximo de energia.
Mas como as turbinas eólicas realmente funcionam?
Como é o vento energia produzida?
A energia eólica é produzida quando aproveitamos a força do fluxo de ar da nossa atmosfera para criar eletricidade. As turbinas eólicas fazem isso capturando a energia cinética do vento (por exemplo, a energia em movimento).
Existem atualmente três tipos diferentes de energia eólica, energia eólica em escala de utilidade, energia eólica distribuída (pequena) e energia eólica offshore.
A energia eólica em escala de utilidade inclui turbinas de todos os tamanhos que fornecem energia para a rede e são usadas por empresas de serviços públicos.
A energia eólica offshore é exatamente o que parece como – essas são enormes turbinas eólicas que são construídas no mar e geram a maior quantidade de energia.
Claro, nem toda a eletricidade que passa pela rede elétrica vem de fontes limpas como a eólica e solar, a maioria ainda vem da queima de combustíveis. Mesmo os combustíveis renováveis omitem gases nocivos, por isso precisamos estar conscientes de onde vem nossa energia.
Você pode não saber disso, mas em muitos estados, você pode escolher de onde vem sua energia. Capacitamos nossos clientes a escolher energia proveniente de fontes limpas, em vez de fontes prejudiciais. Nossos clientes escolhem energia limpa e um plano de assinatura certo para eles, para que tenham uma fatura mensal estável, com a satisfação de estarem ajudando o mundo a se tornar mais verde. Se você quiser saber mais sobre como podemos ajudá-lo, clique aqui.
Como funcionam as turbinas eólicas?
As turbinas eólicas são relativamente fáceis de entender, e são mais facilmente compreendidos quando você pensa neles como um moinho de vento histórico que usaria a energia eólica para moer grãos.
Quando o vento passa pela lâmina de uma turbina eólica, a força é capturada por ele (isto é chamado de captura de sua energia cinética), e assim a turbina começa a girar. A energia agora é considerada energia mecânica. Assim como com o moinho de vento, isso gira um eixo interno. Ao contrário de um moinho de vento tradicional, os eixos das turbinas eólicas são conectados a uma caixa de engrenagens que ajuda a aumentar a velocidade massivamente – normalmente 100 vezes mais.
Este giro é conectado a um gerador, que produz a eletricidade.
Isso é tudo que você realmente precisa saber, mas se você estiver interessado nos termos técnicos, esses mesmos elementos são chamados de mastro, nacela e rotor. O mastro suporta o rotor e a nacela, e a nacela contém as partes mecânicas. Os mastros ou torres são ocos e feitos predominantemente de aço. As lâminas são feitas de fibra de vidro reforçada com poliéster, epóxi reforçado com fibra de vidro ou epóxi reforçado com fibra de carbono, o que as torna incrivelmente fortes, mas também leves o suficiente para que forças do vento relativamente suaves as façam girar.
Uma turbina eólica as lâminas são muito parecidas com asas de avião; o vento faz a turbina de três pás girar porque a força de sustentação é maior do que a força de arrasto. Existem três porque isso produz o melhor compromisso entre a velocidade de rotação e a confiabilidade mecânica.
O rotor é conectado a um gerador por meio de uma série de engrenagens, de modo que a velocidade de rotação é aumentada na ordem de 100 vezes. Isso permite que o gerador produza eletricidade e não seja muito grande e caro. Os computadores controlam o passo das pás e a direção que apontam para produzir a potência máxima.
A maioria das turbinas eólicas onshore hoje são avaliadas em 2,5-3 MW (megawatts), com pás de cerca de 50 m de comprimento, cerca de metade o comprimento de um campo de futebol. Há apenas 30 anos, as pás tinham apenas 15 m de comprimento!
As turbinas eólicas produzem CA ou CC?
Os geradores de eletricidade produzem eletricidade em corrente alternada (CA).Algumas turbinas contêm um conversor que muda CA para CC (corrente contínua) e vice-versa para fazer com que a eletricidade produzida corresponda à frequência e fase da rede à qual está conectada. A diferença entre essas correntes é que nas correntes CA, os elétrons continuam mudando de direção, enquanto nas correntes CC eles fluem apenas em uma direção.
Quais são os diferentes tipos de turbinas eólicas?
De longe, o tipo mais comum de gerador de turbina eólica é a turbina eólica de eixo horizontal (HAWT). Este é o que se tornou uma visão comum tanto como indivíduos e pequenos grupos ou em grande número em parques eólicos. Eles se parecem com a hélice de um avião em uma torre.
As turbinas de eixo vertical, por outro lado, foram descritas como semelhantes a batedores de ovos. As turbinas de eixo vertical normalmente têm duas lâminas conectadas na parte superior e inferior de um rotor vertical. Elas podem ser bem grandes, mas saíram de moda porque não são tão eficientes quanto as turbinas de eixo horizontal.
Existem várias outras que foram descartadas como inferiores ou ainda estão em estágio de protótipo, incluindo a Airborne Wind Turbine sendo desenvolvida pela Altaeros Energies. Esta turbina eólica é um pouco como um cruzamento entre um balão e uma turbina eólica, e seria, em teoria, uma opção muito mais atraente visualmente, pois não perturbaria a paisagem. Só o tempo dirá se alguma dessas alternativas são viáveis para os HAWTs agora em uso em todo o mundo.
Como as turbinas eólicas produzem energia?
Uma turbina eólica é projetada para converter a energia cinética do vento em eletricidade. O rotor com pás é conectado a um gerador por meio de uma série de engrenagens, de modo que a velocidade de rotação é aumentada na ordem de 100 vezes. Isso permite que o gerador produza eletricidade sem ser muito grande ou caro. A eletricidade produzida pela turbina eólica é comumente transmitida para a rede elétrica.
Qual é o tipo mais eficiente de turbina eólica?
A partir de 2020, o líder em eficiência da turbina eólica é o projeto de eixo horizontal grande com três lâminas, motivo pelo qual mais de 300.000 foram implantados. As lâminas aerodinâmicas geram mais eletricidade do que qualquer outro design, tanto porque a sustentação produzida move as lâminas mais rápido, quanto porque cada lâmina se move através de ar “limpo”.
Além disso, como os computadores controlam a orientação das lâminas, eles estão sempre operando com seu potencial ideal. Projetos de eixo vertical e outros projetos de eixo horizontal não podem competir.
A outra vantagem do HAWT de três lâminas é que eles aumentam muito bem, muito melhor, na verdade do que as alternativas. Grandes turbinas geram quantidades igualmente grandes de eletricidade, o que para a geração de eletricidade em escala de serviço público é vital.
Quanta energia uma turbina eólica produz?
Uma turbina eólica moderna começa a produzir eletricidade quando a velocidade do vento atinge 6 a 9 milhas por hora (mph) e tem que desligar se exceder 55 mph (88,5 quilômetros por hora) quando seu mecanismo corre o risco de sofrer danos. Portanto, embora eles possam gerar eletricidade na maior parte do tempo, outras vezes eles têm que b e desligados.
Há também uma redução causada pelas ineficiências inevitáveis envolvidas no mecanismo, a maioria das turbinas eólicas opera em torno de 30% – 40% de eficiência embora possa aumentar para 50% em condições de vento ideais.
Calcula-se que uma turbina eólica onshore média avaliada em 2,5 – 3 megawatts pode produzir mais de 6 milhões de kWh por ano. Uma turbina offshore de 3,6 MW pode dobrar isso.
Quanta energia uma turbina eólica produz por rotação?
As turbinas eólicas estão ficando maiores e produzindo mais e mais eletricidade o tempo todo. Em 2018, a gigante sueca de energia Vattenfall instalou a primeira de 11 de suas turbinas de 8,8 MW, fabricadas pela Vestas, na costa da Escócia. Essas turbinas colossais têm uma altura total de 191 m (627 pés) e cada lâmina tem 80 m (262 pés) de comprimento. De acordo com o gerente de projeto do European Offshore Wind Deployment Center, Adam Ezzamel, “apenas uma rotação das lâminas pode fornecer energia para uma casa comum no Reino Unido por um dia.”
Uma turbina eólica pode fornecer energia para uma casa?
Existem alternativas para as gigantes das turbinas eólicas usadas para gerar eletricidade em escala de serviço público. Pequenas turbinas eólicas com 100 quilowatts ou menos podem ser usadas para fornecer energia diretamente a uma casa ou pequena empresa. Elas podem gerar energia na mesma forma como os painéis solares, em que a energia pode ser armazenada para uso em baterias e deve ser capaz de alimentar uma casa ou local de trabalho em um dia de vento. O problema surge quando o vento diminui por vários dias ou aumenta muito para que a turbina eólica funcione sem ser danificada.
O outro problema, maior, é que a instalação de uma turbina eólica ou de painéis solares tem um custo enorme. Uma solução mais fácil é simplesmente mudar seu plano de energia movido a combustível fóssil em casa ou no escritório para uma assinatura ilimitada de energia limpa. Isso permitirá que r economia instantânea e não há taxa de instalação.
Embora a instalação de painéis solares ou uma turbina eólica possa render a muito longo prazo, não é um investimento financeiro que muitas pessoas possam fazer.
Se você decidir instalar um, as turbinas podem ser montadas no telhado ou autônomas, dependendo da situação. Em casos muito raros, o excesso de eletricidade gerado pode ser alimentado na rede e realmente gerar dinheiro para o proprietário (assim como os painéis solares).
Este é um setor crescente do mercado (você pode até comprá-los no Amazon) e pode, com o tempo, ser tão importante quanto os parques eólicos à medida que buscamos fontes de energia sustentáveis mais baratas.
A grande coisa sobre o vento é que ele é gratuito e é abundante! Espera-se que, eventualmente, até 50% das necessidades de energia possam ser supridas pela força do vento. Quase metade da eletricidade da Dinamarca vem do vento. No final de 2018, a capacidade mundial de eletricidade gerada pelo vento atingiu quase 600 gigawatts, com os EUA contribuindo com 96.665 MW. A Administração de Informação de Energia dos EUA estima que mais 14.300 MW de energia eólica entrarão em operação em 2020.
A energia eólica não é a resposta completa para as necessidades de energia do mundo, mas já desempenha um papel vital na ajuda para nos adaptarmos a um futuro mais limpo e sustentável.