ENERGIA EÓLICA NA AGRICULTURA

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA

Prof. Dr. Daniel Albiero

FORTALEZA-CE

IntroduçãoOs primeiros registros de cata-ventos são da China (2000 a.C.), na época do Imperador Hamurabi (1700 a.C.-Babilônia), foram projetados os primeiras fazendas eólicas da humanidade (para moagem de grãos).

Em 1750 na Holanda existiam 8000 moinhos eólicos.

Em 1891 é construído na Dinamarca o primeiro gerador de energia eólica para produção de energia elétrica (diâmetro de 20).

Introdução

Introdução

Introdução

Introdução

Geradores eólicos

Máquinas que transforma a energia cinética do vento em energia elétrica ou

mecânicas

Tipos de Geradores eólicos

Tipos de Geradores eólicos

Rotor horizontal de perfil aerodinâmico

Rotor vertical tipo Darrenius

Vento

A definição de vento é uma massa de ar em movimento.

Basicamente o movimento das massas de ar (ventos) é ocasionado devido a insolação solar e à rotação da Terra.

Vento Insolação

Vento Rotação da Terra

Vento Insolação + Rotação da Terra

Circulação atmosférica global

Circulação atmosférica global

Fluxo de ar na atmosfera (NASA)

Ventos (brisas) Marinhas:

Vento Maral Vento Terral

Aproveitamento energético do vento

m

F

d

F=m.a

F=m.(dv/dt)

davv ..220

2

dmFv ..22

EWdFvm ...21 2 2..

21 vdtdm

dtdE

2....21 vA

dtdsPot

3...21max vATeóricaPot

A

Aproveitamento energético do vento por um gerador eólico

p1p2

Δp

vr

Q1=momentum1Q2=momentum2

A1

A2 Ar

qvrArq ..

vrArvvQQQ ..).12(12 )1.(1 avvr

FaavArArp )1.(.1...2. 2)21.(12 avv

vrFPot .23 )1(.1...2 aavArPotret

Aproveitamento energético máximo do vento por um gerador eólico

Coeficiente de Potência

2)1.(.4max

aaTeoricaPot

PotretCp

Limite de Betz a=1/3Cp=16/25=0,593

Av

ExtraídaPot

...21max593,0

3

Os últimos avanços em aerodinâmica possibilitam Cp=0,5.

Aerodinâmica

Componentes Aerogerador de Grande porte

Componentes Aerogerador de Pequeno porte

Configurações

Pás

Controle Rotação

Controle de Passo (passo variável) Controle de Stol (passo fixo)

Controle Rotação

Controle Rotação

Controle de direção

Pequeno Porte-Leme

Grande Porte-Sensores de direção do vento e motores de posicionamento

Torre

Grande Porte

Torre Pequeno Porte

Mastro Estaiado Torre Treliçada

Caixa de Transmissão-Multiplicadora

Gerador

Circuito Gerador Assíncrono-Rede

Circuito Gerador Síncrono-Rede

Circuito Gerador Síncrono/Assíncrono -Bateria

Energia eólica-Bombeamento de água

Energia eólica-Dessalinização de água

Unidade de Controle

Moto

Bomba

Módulo de osmose reversa Módulo de recuperação de

energiasc

APSC=solução concentrada

AP=Água potável