Universidade Técnica de Moçambique

Área de Ciências Tecnológicas

Licenciatura em Engenharia e Gestao de Energias Alternativas e Recursos Petrolíferos (LEGERP)

Introdução a energias

Tema : Energia Eólica

Docente:

- Dr. Sitoe

Discentes:

- Benjamin Phillip Muller

- Carlos Chirindza

- Denilson Ticongolo

- Denison Manhique

- Helton Ubisse

Maputo, Março de 2014

Indice

Conteudo1. Introdução....................................................................................................................................................................4

2. Objectivos....................................................................................................................................................................4

2.1. Objectivo Geral....................................................................................................................................................4

2.2. Objectivos Especificos.........................................................................................................................................4

3. Metodologia.................................................................................................................................................................5

3.1. Tipos de Pesquisa................................................................................................................................................5

3.2. Tecnica de Pesquisa.............................................................................................................................................5

4. Energia.........................................................................................................................................................................6

4.1. Definicao do conceito de Energia........................................................................................................................6

5. Tipos de Energias existentes........................................................................................................................................6

6. Energia Eolica.............................................................................................................................................................6

6.1. Definicao do conceito de Energia Eolica..............................................................................................................6

6.2. Tipos de Energia Eolica.......................................................................................................................................7

6.2.1. Aerogeradores de eixo Horizontal ou Turbinas de eixo Horizontal ( Definicao e seu Funcionamento )......7

6.2.2. Aerogerador de Eixo Vertical Ou Turbina de Eixo Vertical (Descricao e o seu Funcionamento )...............9

6.2.3. Turbinas eolicas caseiras............................................................................................................................11

6.3. Escolha do local para a geracao de Energia Eolica............................................................................................14

6.4. Vantagens e desvantagens da Energia Eolica.....................................................................................................14

6.4.1. Vantagens da Energia Eolica......................................................................................................................14

6.4.2. Desvantagens da Energia Eolica................................................................................................................14

6.5. Energia Eolica em Moçambique........................................................................................................................15

6.6. Energia Eolica no Mundo..................................................................................................................................15

7. Conclusao..................................................................................................................................................................16

Resumo do trabalho

O presente trabalho consiste em caracterizar a Energia Eolica, definindo o conceito , descrevendo os diferentes tipos , o seu funcionamento e o seu impacto no meio ambiente. Mas primeiramente diferenciar os dois tipos de Energias existentes: (i) Energias Renovaveis e (ii) Energias nao Renovaveis ( Energias fosseis ).

Sendo assim, pretende-se ainda descrever a situação e impacto da Energia Eolica em Moçambique e no mundo fora.

Palavras-Chave : Energias, Tipos de Energia, Energia Eolica, Tipos de Energia Eolica , funcionamento dos Tipos de Energia Eolica, impacto da Energia Eolica em Mocambique e no Mundo.

1. Introdução Com vista a satisfazer as exigências de diminuição de índice de poluicão, é cada vez maior a aposta em

formas de energia alternativas, não poluentes, de certa forma inesgotáveis, que dão pelo nome de energias

renováveis. Alguns dos exemplos de energias renováveis são a energia solar, a energia eólica, a energia

hídrica, energia geotérmica, energia do mar e das ondas. Neste presente trabalho , iremos falar sobre a Energia

Eolica, a sua definicao, a sua funcionalidade, os tipos de energia eolica existentes , os impactos positivos e

negativos que ela nos tras, o seu uso em Mocambique e no Mundo.

2. ObjectivosA definição dos objectivos reflecte-se como etapa importante em qualquer pesquisa científica. Sendo

que o objectivo geral indica os resultados que se pretende atingir de uma forma mais abrangente, os

específicos indicam as finalidades concretas da pesquisa. Para o presente trabalho formulam-se os

objectivos que seguidamente são apresentados.

2.1. Objectivo GeralPara a concretização da pesquisa bibliográfica serve o seguinte objectivo geral:

Caracterizacao da Energia Eolica

2.2. Objectivos EspecificosPara alcançar o objectivo geral define-se os seguintes objectivos específicos:

Definir o Conceito de Energia

Identificacao dos Tipos de Energias

Definir o conceito de Energia Eolica

Identificar e caracterizar os tipos de Energia Eolica

Explicar o Funcionamento dos tipos de Energia Eolica

Falar sobre os Impactos positives e negatives que a Energia Eolica apresenta

Falar da energia Eolica em Mocambique e no Mundo.

3. MetodologiaPara obter informações sobre investigações já levantadas a cabo sobre um determinado tema e para situar

este em relação a novas contribuições que se pretende fazer, o investigador deve saber o caminho que lhe

parece mais pertinente para abordar o seu objecto de investigação (QUIVY, 1988:85). Nessa óptica,

apresenta-se seguidamente a metodologia usada neste trabalho.

3.1. Tipos de PesquisaA pesquisa tem uma perspectiva qualitativa, usando a descrição de aspectos relacionados com a Energia

Eolica retratando certas realidades sem nelas interferir (APPOLINÁRIO, 1996:62).

3.2. Tecnica de PesquisaA técnica de pesquisa usada neste trabalho é a análise temática (análise por temas). Segundo GIL

(1996:30), esta técnica é uma análise rápida e eficaz, que consiste em isolar temas de um texto e extrair as

partes utilizáveis de acordo com o objecto do estudo.

Sendo assim, a pesquisa é bibliográfica que consiste na recolha de informação em fontes escritas tais como

manuais, livros e revistas publicas, internet que abordam o assunto tratado. Para este trabalho, a pesquisa

bibliográfica centrou-se na consulta e análise de várias obras literárias, afim de saber o que os autores

pensam sobre a erosão.

4. Energia

4.1. Definicao do conceito de Energia

Energia eh a capacidade de realizar trabalho. Esta palavra surge associada a capacidade de fazer qualquer

coisa. A energia manifesta-se de varias formas, nomeadamente : Movimento, Luz e calor.

Para presente trabalho iremos abordar a Energia Eolica, onde a energia se manifesta atravez do movimento.

5. Tipos de Energias existentes

Existem dois tipos de Energias : as Energias Renovaveis e as Energias Nao renovaveis ou Fosseis.

Energias Renovaveis : É aquela que é obtida a partir de Fontes naturais capazes de regenerar. Fontes

essas que são por ex : A agua, o vento, a materia organica, o sol, etc. As energias Renovaveis existentes sao:

Hidrica, solar, biomassa, Geotermica, energia das mares, energia das ondas e a Energia Eolica ( Da qual

iremos abordar ).

Energias nao Renovaveis ou Fosseis : É aquela que é obtida a partir de Fontes naturais que nao sao

capazes de se regenerar ( Fontes Fosseis ). Fostes essas que sao por ex: Petroleo, Gas Natural, Carvao mineral,

combustiveis nucleares. As Energias nao Renovaveis existentes sao: Petroleo, Carvao, Gas natural, Energia

Nuclear, Gas natural.

6. Energia Eolica

6.1. Definicao do conceito de Energia EolicaEnergia eolica é uma forma de energia renovavel que surge da geracao do vento ou seja, é a transformacao

da energia do vento em energia util ( electricidade ). Atualmente, a energia eólica, embora pouco utilizada, é

considerada uma importante fonte de energia por se tratar de uma fonte limpa (não gera poluição e não agride o

meio ambiente). O impacto ambiental é geralmente menos problemático do que o de outras fontes de energia.

Grandes turbinas (aerogeradores), em formato de cata-vento, são colocadas em locais abertos e com boa

quantidade de vento. Através de um gerador, o movimento destas turbinas gera energia elétrica.

fig.1 Parque Eólico

6.2. Tipos de Energia EolicaExistem duas formas de transformacao de energia electrica atravez de mecanismos eolicos, que sao:

Aerogeradores de eixo Vertical ou Turbinas de eixo Vertical Aerogeradores de eixo Horizontal ou Turbinas de eixo Horizontal Os moinhos Caseiros

6.2.1. Aerogeradores de eixo Horizontal ou Turbinas de eixo Horizontal ( Definicao e seu Funcionamento ).

Aerogeradores de eixo Horizontal baseiam-se no princípio de funcionamento dos moinhos de vento. São constituídos por turbinas de uma a três pás ou multipás(acima de três pás), com um perfil aerodinâmico.

Existem duas categorias de Aerogeradores de eixo Horizontal :

- Os Frontais ( Upwind ) : o vento sopra pela parte frontal. As pás são rígidas e o rotor é orientado segundo a direção do vento através de um dispositivo motor.

- Retaguarda ( downwind )  : o vento sopra pela retaguarda das pás. O rotor é flexível e auto-orientável.

6.2.1.1. Componentes e Funcionamento do Aerogerador de eixo Horizontal

Pás do Rotor: Capturam a energia eólica e a convertem em energia rotacional no eixo.

Eixo: Transfere a energia de rotação para o gerador.

Nacele: Carcaça onde são abrigados os componentes.

Caixa de Engrenagens: Aumenta a velocidade de rotação do eixo entre o gerador e o cubo do rotor.

Gerador: Usa a energia rotacional para gerar eletricidade utilizando eletromagnetismo.

Unidade de Controle Eletrônico: Monitora todo o sistema, realiza o desligamento da turbina em caso de falha e ajusta o mecanismo de alinhamento da turbina com o vento.

Controlador: Alinha o rotor com a direção do vento.

Freios: Em caso de falha no sistema ou sobrecarga de energia, detém a rotação do eixo.

Torre: Sustenta o rotor e a nacele, além de erguer todo o conjunto a uma altura onde as pás possam girar com segurança e distantes do solo.

Equipamentos Elétricos: Transmitem a eletricidade do gerador pela torre e controlam os elementos de segurança da turbina.

O funcionamento de um Aerogerador Horizontal para a producao de energia Electrica e sua distribuicao

6.2.2. Aerogerador de Eixo Vertical Ou Turbina de Eixo Vertical (Descricao e o seu Funcionamento )

Aerogeradores de eixo vertical(AEVs) tendem a ser mais seguros, mais fáceis de construir, podem ser

montados mais perto do solo e lidam muito melhor com condições de turbulência. Possuem torres baixas,

entre 0,1 e 0,5 vezes a altura do próprio rotor, o que permite a colocação de todo o dispositivo de conversão

de energia (gerador, caixa de velocidades, etc) na base do aproveitamento, o que facilita as operações de

manutenção. Além disso, neste tipo de aerogerador não é necessário o dispositivo de orientação da turbina

face ao vento, tal como acontece nos aerogeradores de eixo horizontal. Possuem também uma velocidade

de arranque mais baixa do que a dos aerogeradores de eixo horizontal, o que lhes dá vantagem em

condições de vento reduzido.

Os dois tipos de estruturas de aerogeradores de eixo vertical mais utilizados baseiam-se no princípio do

accionamento diferencial ou da variação cíclica de incidência da força. Que sao:

- Rotor de Savonius: baseia-se no princípio do accionamento diferencial. Os esforços exercidos pelo

vento em cada uma das faces do corpo oco são de intensidades diferentes, resultando um binário

responsável pelo movimento rotativo do conjunto. O Rotor do tipo Savonius é um dos mais simples, é

movido principalmente pela força de arrasto do ar. Sua maior eficiência se dá em ventos fracos, e pode

chegar a 20%.

- Rotor de Darrieus : baseia-se no princípio da variação cíclica de incidência. Um perfil colocado ao

vento segundo diferentes ângulos fica submetido a forças de intensidade e direção variáveis; a resultante

destas forças gera um binário motor responsável pela rotação do dispositivo. O rotor do tipo darrieus é

constituído por 2 ou 3 pás (como as dos helicópteros), funciona através de força de sustentação tendo assim

uma eficiência melhor que a do rotor savonius, podendo chegar a 40% em ventos fortes.

6.2.3. Turbinas eolicas caseiras

A energia eólica é uma fonte limpa e renovável de energia e é cada vez maior o número de pessoas que

estão em uma busca de reduzir suas contas de energia com energia eólica caseira e também fazer sua parte

para reduzir o impacto ambiental.

É possível fazer um gerador eólico caseiro sem custos muito elevados, mas antes é necessário analisar se o

local onde o gerador será instalado tem ventos constantes.

Material e procedimentos para a criacao de uma turbina Eolica caseira

1º – Vamos precisar de um motor que nos permita gerar energia. Uma opção será o motor DC de alta

voltagem “Amtek 30 volts”, este motor pode ser encontrado facilmente na internet.

2º- Assim que tiver o motor em sua posse, passaremos à fase de construção das pás. Vamos usar tubos de

6 polegadas e 60 cm de cumprimento. Será preciso realizar alguns cortes para que fiquem

aproximadamente iguais aos das figuras abaixo:

3º- Desenvolver um sistema para acoplar as pás ao motor, de forma que possam girar corretamente.

Será preciso furar o aluminio de forma que nos permita a fixação de ambos os componentes.

4º- Fixar as pás, como mostra as figuras abaixo:

5º- Para melhorar a circulação do vento, precisamos encontrar uma cápsula para colocar na frente das pás. As imagens abaixo mostram o antes e o depois da fixação:

6º- Vamos agora desenvolver um sistema de catavento.  Isto vai permitir que nosso o gerador esteja sempre

virado para o vento. Ao mesmo tempo podemos fixar o motor á mesma base, como mostram as imagens:

7º- passar à construção da base para suporte acima construído:

8º- Agora precisamos encontrar um sistema eficaz de rolamentos que nos permita que esta base gire consoante a direcção do vento.

6.3.

Escolha do local para a geracao de Energia Eolica

A escolha de um local propício para a instalação de turbinas eólicas é uma tarefa bastante complexa

uma vez que envolve a consideração de diversos fatores. Entretanto, existem alguns pontos principais que

ajudarão a identificar o melhor local para instalação das turbinas eólicas como, morfologia do terreno,

regime de ventos, localização do centro de consumo e a existência ou não de outros projetos já em

funcionamento e que estejam próximos à região estudada. Estes fatores influirão direta ou indiretamente no

rendimento e na vida útil do sistema instalado, sendo por isso, de extrema importância.

6.4. Vantagens e desvantagens da Energia EolicaO fato de que energia eólica seja uma fonte de energia higiênica, limpa, renovável e ecológica não

significa que seu impacto ambiental seja nulo. Esse tipo de energia, porém, ajuda a reduzir a contaminação

causada pela queima dos combustíveis fósseis.

6.4.1. Vantagens da Energia Eolica

As vantagens da Energia Eolica sao:

É uma tecnologia inesgotável;

Não emite gases poluentes e não gera resíduos;

Os parques eólicos podem ser utilizadas também para outros meios, como a agricultura e a criação de

gado;

É uma das fontes mais baratas de energia, podendo competir em termos de rentabilidade com as fontes

de energia tradicionais;

Não requer uma manutenção frequente, uma vez que sua revisão é semestral;

Em menos de seis meses o aerogerador recupera a energia que foi gasta para ser fabricado.

6.4.2. Desvantagens da Energia Eolica

As desvantagens da Energia Eolica sao :

Como é preciso um fenômeno da natureza para funcionar, às vezes a energia não é gerada em

momentos necessários, o que torna difícil a integração da produção dessa tecnologia;

Pode ser superada pelas pilhas de combustível (H2) ou pela técnica da bombagem hidroelétrica;

Os parques eólicos geram um grande impacto visual devido aos aerogeradores;

Causa impacto sonoro, pois o vento bate nas pás produzindo um ruído constante de aproximadamente

43 decibéis, tornando necessário que as habitações mais próximas estejam no mínimo a 200 metros de

distância;

Pode afetar o comportamento habitual de migração das aves.

6.5. Energia Eolica em Moçambique

A energia eolica ja é uma realidade no nosso país pois representa uma forma de mais valias.Inaugorado

pelo presidente da república Armando Emilio Guebuza, no dia 10 de Agosto de 2009 a primeira central

eolica na provincia de Inhambane, na zona da praia da rocha no municipio de inhambane. Do investimento

privando proveniente do povo norteamericano cerca de 2,5 milhões de dolares. a turbina tem capacidade de

gerar 300 kilowatts de energia que, além de alimentar as estâncias turísticas locais, pode abastecer de

energia outros 1.200 consumidores.

Ao longo da praia da Rocha poderão ainda ser erguidas mais 66 unidades do género, com capacidade

total de gerar 20 megawatts de energia eléctrica.

A zona da cidade da Maxixe, na província de Inhambane, e a zona da praia da Ponta do Ouro, no

distrito de Matutuíne, todas no Sul do país, são outras regiões já identificadas para a instalação de turbinas

eólicas.

6.6. Energia Eolica no MundoAtualmente, apenas 1% da energia gerada no mundo provém deste tipo de fonte. Porém, o potencial

para exploração é grande. Atualmente, a capacidade eólica mundial é de 238,4 GW (Gigawatts).

Os países que mais geram energia eólica:

1º - China (62,7 mil megawatts)

2º - Estados Unidos (46,9 mil megawatts)

3º - Alemanha (29 mil megawatts)

4º - Espanha (21,6 mil megawatts)

5º - Índia (16 mil megawatts)

6º - França (6,8 mil megawatts)

7º - Itália (6,7 mil megawatts)

8º - Reino Unido (6,5 mil megawatts)

9º - Canadá (5,2 mil megawatts)

10º- Portugal (4 mil megawatts)

7. Conclusao

Na actualidade , a energia eolica tem sido uma alternativa muito forte para a producao de energia

Electrica. Por ser renovavel, e principalmente limpa, ou seja, que nao polua o ar, tem sido cada vez mais

usado no mundo. Sendo que a camada de ozono esta cada vez mais danificada devido aos gases

poluentes,as energias renovaveis tem se apresentado como a melhor alternativa para diminuir em grande

escala a emissao de gases.

Com o estudo do desenvolvimento do projeto de uma turbina eólica, conclui-se que

para um projeto deste porte, venha dar bons resultados, tem que haver altos investimentos

em pesquisas. Essas pesquisas geram avanços tecnológicos que se refletem em otimização

na performance dos equipamentos. Então, a implantação do uso de energia eólica, depende

unicamente do crescimento tecnológico da humanidade com o objetivo de diminuir os custos

relativos à manutenção, diminuir o efeito sonoro e aumentar o rendimento das turbinas

eólicas. No entanto, o rendimento, a manutenção e o efeito sonoro de uma turbina são

dependentes do avanço tecnológico de outros setores da indústria, como no caso da

fabricação de materiais mais leves, baratos e resistentes e na produção de máquinas com

maiores taxas de rendimento e aproveitamento de energia.

O aproveitamento da energia eólica será de vital importância em um futuro

próximo, pois suprirá as necessidades de populações de pequeno porte, deixando a

demanda maior de energia recair sobre as fontes convencionais de energia, pois como se

sabe uma indústria necessita de uma demanda muito maior de energia que uma residência

comum, entretanto espera-se que com o avanço da tecnologia a implantação de fontes de

energia alternativas será suficiente para toda a demanda de energia do planeta.

8. Bibliografia http://cursos.unisanta.br/mecanica/polari/energiaeolica-tcc.pdf