Ou que é uma turbina eólica residencial, comercial e agricola?
A turbina eólica residencial, comercial ou rural, é definida de forma geral como "turbina eólica de pequeno porte".
Atualmente não existe uma classificação oficial sobre o que é uma turbina eólica de pequeno porte. A Associação Americana de Turbinas Eólica (AWEA) afirma que “pequenas turbinas eólicas são geradores eólicos que utilizam a energia limpa produzida em casas individuais, sítios e pequenos negócios”.
No Brasil conforme a resolução da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) 482/2012, podemos considerar que a micro geração de energia eólica pertence àqueles geradores com uma taxa de produção menor que 75kW.
Tomando como referência as estatísticas da Aneel de janeiro de 2016 que se refere especificamente às turbinas eólicas com um tamanho menor que 5MW, existem 121 instalações em todo Brasil conectadas à rede. Depois da energia solar, esta é a fonte de micro e mini geração mais usada com aproximadamente 2%.
Uma das características principais das turbinas eólicas são as pás, as quais funcionam basicamente pelas forças geradas pelo vento em um perfil aerodinâmico ou de arrastro. As pás estão conectadas a um gerador por um eixo, e dependendo da posição deste eixo pode-se classificar as turbinas eólicas conforme a seguir:
Outro componente fundamental em uma turbina eólica de pequeno porte é o sistema para geração de energia chamado de gerador. Dito gerador na maioria das turbinas eólicas é do tipo asincronico e de imãs permanentes que em sua maioria são de Neodímio. A vantagem desse tipo de geradores é que não precisam de uma excitação externa, ou seja, a própria força magnética dos imãs vai gerar o campo magnético necessário para que a partir do movimento das hélices se transforme energia eólica em energia elétrica.
A energia elétrica produzida no gerador de imãs permanentes é em corrente alternada e em uma frequência e voltagem variáveis. No entanto, essa energia não pode ser usada por nossos aparelhos eletrônicos, os quais precisam de uma voltagem e frequência definida. Precisamente para transformar a energia produzida no aerogerador em uma fonte utilizável, é que usamos os retificadores e os inversores.
A função dos retificadores é transformar a corrente alternada em corrente contínua, e posteriormente o inversor vai transformar a corrente contínua em corrente alternada. Por isso, essa energia produzida já vai ser entregue em uma voltagem e frequência conhecida, que pode ser como exemplo de 60 Hz e 127 V.
O funcionamento da eletrônica de potência ou a conversão de energia anteriormente explicada vai depender também do caso de usarmos um sistema do tipo “off-grid” ou “on-grid”. Um sistema do tipo off-grid é aquele que fica fora de rede elétrica da concessionária e geralmente requer o uso de baterias. Um sistema on-grid é aquele onde a turbina pode entregar energia para a rede elétrica.
Menos evidente mas também indispensável, toda turbina eólica tem um sistema de proteção para evitar que a mesma gire a velocidades que possam comprometer a integridade estrutural e funcional do aerogerador. Existem sistemas de proteção mecânicos como o furling vertical e furling horizontal, os quais tem como base girar a turbina para fora do sentido do vento após este alcançar determinada velocidade, diminuindo o vento que incide sobre as pás. Também podemos ter sistemas de proteção elétricos, como resistências que são acionadas depois de uma determinada voltagem e freiam o eixo das pás. Esses tipos de proteção devem ser redundantes e robustos.
Independentemente do tipo de turbina eólica residencial ou rural que usemos, eles dependem geralmente de uma torre para se sustentar e aproveitar melhor as faixas de velocidade do vento que crescem conforme a altura relativa ao chão. A altura mínima recomendada de torre é de 12 metros.
Os tipos mais usados de torre são as tubulares com ou sem cabo de aço, principalmente por ser de fabricação e instalação simples, porém há alguns casos onde a torre pode ser do tipo treliça como vemos a seguir:
Veja o seguinte vídeo e aprenda mais sobre turbinas eólicas de pequeno porte e aproveite para visitar nosso Fan Page onde podem ser encontradas diversas reportagens, fotos e vídeos para conhecer melhor esse tipo de tecnologia.
Gerador de imãs permanentes
Retificador para turbina eólica
Inversor para turbina eólica
Furling horizontal
