Núcleo desenvolve rotor aerodinânico nacional para produzir energia eólica

Por Júlio Bernardes

O Núcleo de Energias Renováveis da Escola Politécnica (Poli) da USP desenvolve uma tecnologia inteiramente nacional para o rotor aerodinâmico usada em turbinas eólicas, que produzem energia elétrica a partir dos ventos. O rotor projetado no Departamento de Energia e Automação Elétricas da Poli será instalado em uma turbina de 10 Kilowatts, destinada a aplicações de pequeno porte, na área rural e em locais de difícil acesso às redes convencionais de distribuição de energia.

O rotor é formado por um conjunto de pás e um eixo, que é acoplado a um gerador elétrico e colocado no alto de uma torre. “Quando as pás se movimentam, a energia cinética do vento é transformada em energia mecânica”, explica a professora da Poli, Eliane Aparecida Faria Amaral Fadigas, que coordena a pesquisa. “O gerador ligado ao eixo converte a energia mecânica em energia elétrica”.

Na fase inicial do projeto, foi feito o modelamento matemático do rotor, sistema de segurança e mecanismos de controle. Por meio de um software específico, os pesquisadores realizaram simulações aerdinâmicas para identificar os parâmetros ótimos de projeto. “O modelo matemático representa as características físicas que o rotor deverá ter, tais como as forças de empuxo a que estará submetido, dimensão e o perfil aerodinâmico das pás e as diversas forças que atuam em função da incidência do vento nas pás”, descreve a pesquisadora.

A próxima etapa será a construção de um protótipo, que deverá estar concluído e testado até o final do ano. O desenvolvimento do rotor inclui um sistema de controle automatizado da nacele (bloco onde são fixadas as pás e que concentra o eixo e o gerador) e do ângulo das pás, para efetuar o controle de potência e velocidade. “Em geral, turbinas eólicas com até 50 kilowatts de potência não possuem controles, apenas um leme acionado pelo vento e pás fixas”, aponta Eliane. “O controle automático permitirá o giro e a regulagem das pás, ampliando a eficiência da turbina”.

Parceria

No Brasil, existe uma única empresa que fabrica turbinas eólicas de pequena potência, com 400 watts, 1 kilowatt, 2 kilowatts e 5 kilowatts. O rotor em planejamento será utilizado em turbinas de 10 kilowatts. Além dos testes de bancada, que serão feitos em equipamentos a serem instalados na Poli, as pás, com diâmetro de 6,8 metros, terão seus corpos de prova testados em um túnel de vento. “Depois dos ensaios em laboratório, o rotor será colocado numa turbina para ser avaliada em condições reais, em campo aberto”, planeja a professora.

De acordo com a professora, para a instalação das turbinas é necessário realizar o mapeamento eólico das regiões. “Isto quer dizer que é necessário um bom conhecimento do regime dos ventos ao longo do ano”, ressalta. A geração de energia elétrica começa com velocidades de vento entre 2,5 a 3 metros por segundo (m/s), mas o seu pleno funcionamento (geração de potência máxima) se dá com velocidades em torno de 13 a 14 m/s, dependendo do tipo de turbina.

“Poucas regiões brasileiras possuem levantamentos mais detalhados das condições dos ventos, como o Rio Grande do Sul, onde está a maior central de turbinas eólicas do País”. Os locais com maior potencial estão no litoral do Nordeste, do Rio Grande do Norte ao Ceará, mas a turbina pode ser adotada em áreas rurais isoladas, como alternativa para fornecer energia elétrica.

O projeto do rotor aerodinâmico faz parte de um edital lançado em 2006 pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), órgão do Ministério da Ciência e Tecnologia, para incentivar a nacionalização de equipamentos na área de energias renováveis. “É um trabalho em parceria entre universidades e empresas para desenvolver produtos e colocá-los no mercado”, comenta Eliane.

Os estudos, coordenados pela professora Eliane Fadigas, contam com a participação dos pesquisadores Alexandre de Lemos Pereira, pós-doutorado em energia eólica, e Fabiano Daher Adegas, doutorando da Poli. Dois alunos de graduação, Lucas Cardoso (engenharia elétrica) e Luis Fernando Prado (engenharia mecânica), atuam como bolsistas de iniciação científica.

Mais informações: (0XX11) 3091-5349/5278, com Eliane Aparecida Faria Amaral Fadigas

http://www.envolverde.com.br/materia.php?cod=46312&edt=

Fim da era do petróleo

[21.09.2010]
Energia solar e eólica podem encerrar era do petróleo

A continuidade da pesquisa e desenvolvimento no campo das energias alternativas poderá resultar em uma nova era na história humana, em que duas fontes de energia renovável – a energia solar e a energia eólica – vão se tornar as principais fontes de energia na Terra.

A opinião contundente não é de nenhum ambientalista de plantão, mas do Prêmio Nobel de Química de 1998, Walter Kohn.

Falando a uma plateia seleta na Sociedade Americana de Química, Kohn destacou que petróleo e gás natural abastecem hoje cerca de 60 por cento do consumo global de energia.

Para ele, essa tendência deverá crescer ainda por um período de 10 a 30 anos, seguindo-se um rápido declínio no consumo de combustíveis fósseis.

Desafios energéticos

“Essas tendências têm criado dois desafios sem precedentes em nível global,” disse Kohn. “Um é a ameaça global de escassez de energia, o que é até aceitável. O outro é o perigo iminente, este inaceitável, do aquecimento global e suas consequências.”

Kohn observou que estes desafios exigem uma ampla variedade de respostas. “A mais óbvia é a continuidade do progresso científico e tecnológico, criando fontes alternativas de energia que sejam abundantes, acessíveis, seguras, limpas e livres de carbono,” disse ele.

Como os desafios são globais por natureza, o trabalho científico e tecnológico deverá ter um máximo de cooperação internacional, que felizmente está começando a evoluir, disse ele.

Era do Sol/Vento

Na última década, a produção mundial de energia fotovoltaica multiplicou-se por um fator de 90, e a energia eólica por um fator de cerca de 10.

Kohn espera a continuidade do crescimento vigoroso dessas duas energias efetivamente inesgotáveis durante a próxima década e além, levando assim a uma nova era, a “era do Sol/Vento”, como ele chama, substituindo a era do petróleo.

Outra questão importante, segundo ele, que compete principalmente aos países desenvolvidos, cuja população praticamente se estabilizou, é a redução no consumo de energia per capita.

“Um exemplo marcante disso é o consumo per capita de gasolina nos Estados Unidos, cerca de 5 vezes superior à média global”, disse ele. “O mundo menos desenvolvido, compreensivelmente, pretende trazer seu padrão de vida a um nível semelhante ao dos países altamente desenvolvidos; em contrapartida, eles devem estabilizar suas populações crescentes.”

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=fim-era-petroleo&id=010115100921&ebol=sim

Ecotecnia Alstom assina acordo com Desenvix para Parque Eolico no Brasil, 04.08.2010

O grupo industrial francês Alstom com a sua participada Ecotecnia e a empresa brasileira de energias renováveis Desenvix, filial de Engevix, anunciaram a assinatura de um contrato de 100 milhões de euros (R$ 223,71 milhões) para construir um parque eólico na Bahia (nordeste), que vai gerar 90 MW.

O início dos trabalhos está previsto para Julho de 2011. Está é a primeira incursão da Alstom no mercado eólico brasileiro.

Chamado de Brotas de Macaúbas e com três ramificações (Macaúbas, Novo Horizonte e Seabra), o complexo vai ter no total 57 aerogeradores.

O complexo de Brotas destaca o compromisso do governo para desenvolver o mercado nacional de energia eólica e reforça a posição da Alstom no sector das energias renováveis.

Sob os termos e condições deste contrato, a Alstom fornecerá 57 aerogeradores ECO 86, de 1,67 MW cada, para os quais os principais componentes serão fabricados na Espanha e no Brasil e montados em três parques eólicos, a fase de comissionamento do Parque Eólico terá  início em 2011.

http://www.portal-energia.com/ecotecnia-alstom-assina-acordo-com-desenvix-para-parque-eolico-no-brasil/

Balão que gera eletricidade a partir do vento começa a ser testado

A empresa emergente Magenn, do Canadá, afirmou que está às vésperas de tornar realidade um projeto que, segundo seus fundadores, deverá revolucionar a forma como a energia eólica pode ser aproveitada.

Testes no hangar

Em vez de gigantescos cata-ventos, instalados em postes, a idéia é utilizar balões infláveis dotados de um sistema que os faz girar ao longo de seu eixo horizontal.

Nos últimos dias, a empresa está conduzindo os testes finais com o seu primeiro balão em escala real, enchendo-o com hélio. Inicialmente o sistema será testado no interior de um gigantesco hangar, com mais de 60 metros de altura. Se tudo caminhar dentro do planejado, o balão será esvaziado, retirado do hangar, e finalmente posto em testes a o ar livre.

Eficiência eólica

O balão deverá funcionar ancorado por um cabo de aço a 300 metros de altitude. O vento fará girar a sua parte externa, movimentando um gerador interno. A eletricidade gerada chegará ao solo por meio de um cabo anexo ao cabo de ancoragem.

Dependendo das dimensões do balão, o sistema será capaz de gerar desde 10 kilowatts de potência – o que o tornará útil também para pequenas propriedades – até a faixa dos Megawatts.

Como o balão ficará em altitude bastante superior à das turbinas eólicas convencionais, seu funcionamento será mais constante, tirando maior proveito das correntes de vento. Segundo cálculos da Magenn, seu sistema MARS (“Magenn Power Air Rotor System“) terá uma eficiência na conversão do vento em eletricidade de 50%, enquanto as turbinas eólicas instaladas no solo têm eficiência entre 20 e 25%.

Fred Ferguson

Dirigível estável

O conceito MARS para geração de eletricidade a partir do vento é uma adaptação da “Aeronave Magnus”, um conceito de dirigível inventado nos anos 1970 por Fred Ferguson, um engenheiro aeronáutico que é também o fundador da Magenn.

O dirigível Magnus foi projetado de forma a girar à medida que se movia para frente. A rotaçã o permite que ele ganhe sustentação, estabilidade, e possa manter-se posicionado em uma área restrita e totalmente controlada – um fenômeno agora conhecido como efeito Magnus.

http://www.inovacaotecnologica.com.br

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Energia eólica sozinha pode suprir todas as necessidades da China, 17.09.2009

Energia eólica sozinha pode suprir todas as necessidades da ChinaMichael Patrick Rutter

Uma equipe de pesquisadores das universidades de Harvard, nos Estados Unidos, e Tsinghua, na China, concluíram que todas as demandas de eletricidade da China, previstas para o ano de 2030, poderiam ser supridas utilizando unicamente a energia dos ventos.

O estudo levou em conta não apenas os dados naturais – meteorológicos, de relevo etc. – mas também as restrições e os incentivos governamentais chineses para cada região e as restrições de natureza econômica para os locais onde é inviável levar a energia eólica.

Matriz energética limpa

A mudança de uma matriz energética fortemente baseada no carvão, petróleo e gás natural, para outra inteiramente limpa, baseada na energia dos ventos, poderia, adicionalmente, reduzir a poluição e as emissões de CO2 daquele país, atualmente o maior responsável pelo lançamento na atmosfera de gases de efeito estufa gerados pelo homem.

A China não está parada quanto à adoção da energia eólica. O país já é o quarto do mundo em capacidade instalada de fazendas de vento, atrás dos Estados Unidos, Alemanha e Espanha.

Apesar disso, a energia eólica responde por apenas 0,4% do total de eletricidade gerada no país. Levando em conta todas as fontes de geração, a China é o segundo país do mundo em geração de eletricidade, com 792,5 gigawatts, perdendo apenas para os Estados Unidos.

Viabilidade da energia eólica

“Para determinar a viabilidade da energia eólica para a China, nós estabelecemos um modelo econômico regional, incorporando os incentivos governamentais e calculamos o custo da energia com base na geografia,” explica Xi Lu, um dos autores do estudo.

Os pesquisadores utilizaram dados meteorológicos do satélite GEOS da NASA. Eles também consideraram que a energia seria gerada em fazendas terrestres formadas com turbinas de 1,5 megawatt de potência cada uma, ocupando áreas rurais sem florestas e não sujeitas ao congelamento no inverno e com inclinação máxima de 20 por cento.

A análise indicou que uma rede de turbinas eólicas operando a apenas 20% da capacidade poderia gerar 24,7 petawatts/hora de eletricidade anualmente, mais de sete vezes o consumo da China atualmente. Essa rede seria suficiente para acomodar toda a demanda chinesa de energia projetada até o ano de 2030.

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=energia-eolica-sozinha-suprir-necessidades-china&id=010115090917&ebol=sim

General Eletric irá construir 667 moinhos eólicos em maior projeto mundial

O conglomerado norte-americano General Eletric recebeu um pedido de compra de 667 moinhos eólicos do grupo Mesa Power, que prevê criar a maior usina desse tipo no mundo, no extremo norte do Estado do Texas (centro-sul), segundo um comunicado divulgado nesta quinta-feira.

O valor total da transação não foi informado, mas o magnata norte-americano da energia, T. Boone Pickens, fundador da Mesa Power citado em um comunicado, estimou que a primeira fase do projeto custaria cerca de US$ 2 bilhões.

Uma vez instalados os moinhos até 2011, a capacidade da fábrica será de cerca de 1.000 megawatts, suficientes para abastecer 300.000 casas norte-americanas.

No final das quatro fases do projeto, a capacidade chegará a 4.000 megawatts, sendo o maior projeto do mundo, segundo o comunicado.

Mesa Power acredita que o projeto deve criar 1.500 empregos na fase de construção e 720 durante o funcionamento.

Fonte: http://www1.folha.uol.com.br

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Núcleo desenvolve rotor aerodinânico nacional para produzir energia eólica

Por Júlio Bernardes, da Agência USP de Notícias

O Núcleo de Energias Renováveis da Escola Politécnica (Poli) da USP desenvolve uma tecnologia inteiramente nacional para o rotor aerodinâmico usada em turbinas eólicas, que produzem energia elétrica a partir dos ventos. O rotor projetado no Departamento de Energia e Automação Elétricas da Poli será instalado em uma turbina de 10 Kilowatts, destinada a aplicações de pequeno porte, na área rural e em locais de difícil acesso às redes convencionais de distribuição de energia.

O rotor é formado por um conjunto de pás e um eixo, que é acoplado a um gerador elétrico e colocado no alto de uma torre. “Quando as pás se movimentam, a energia cinética do vento é transformada em energia mecânica”, explica a professora da Poli, Eliane Aparecida Faria Amaral Fadigas, que coordena a pesquisa. “O gerador ligado ao eixo converte a energia mecânica em energia elétrica”.

Na fase inicial do projeto, foi feito o modelamento matemático do rotor, sistema de segurança e mecanismos de controle. Por meio de um software específico, os pesquisadores realizaram simulações aerdinâmicas para identificar os parâmetros ótimos de projeto. “O modelo matemático representa as características físicas que o rotor deverá ter, tais como as forças de empuxo a que estará submetido, dimensão e o perfil aerodinâmico das pás e as diversas forças que atuam em função da incidência do vento nas pás”, descreve a pesquisadora.

A próxima etapa será a construção de um protótipo, que deverá estar concluído e testado até o final do ano. O desenvolvimento do rotor inclui um sistema de controle automatizado da nacele (bloco onde são fixadas as pás e que concentra o eixo e o gerador) e do ângulo das pás, para efetuar o controle de potência e velocidade. “Em geral, turbinas eólicas com até 50 kilowatts de potência não possuem controles, apenas um leme acionado pelo vento e pás fixas”, aponta Eliane. “O controle automático permitirá o giro e a regulagem das pás, ampliando a eficiência da turbina”.

Parceria

No Brasil, existe uma única empresa que fabrica turbinas eólicas de pequena potência, com 400 watts, 1 kilowatt, 2 kilowatts e 5 kilowatts. O rotor em planejamento será utilizado em turbinas de 10 kilowatts. Além dos testes de bancada, que serão feitos em equipamentos a serem instalados na Poli, as pás, com diâmetro de 6,8 metros, terão seus corpos de prova testados em um túnel de vento. “Depois dos ensaios em laboratório, o rotor será colocado numa turbina para ser avaliada em condições reais, em campo aberto”, planeja a professora.

De acordo com a professora, para a instalação das turbinas é necessário realizar o mapeamento eólico das regiões. “Isto quer dizer que é necessário um bom conhecimento do regime dos ventos ao longo do ano”, ressalta. A geração de energia elétrica começa com velocidades de vento entre 2,5 a 3 metros por segundo (m/s), mas o seu pleno funcionamento (geração de potência máxima) se dá com velocidades em torno de 13 a 14 m/s, dependendo do tipo de turbina.

“Poucas regiões brasileiras possuem levantamentos mais detalhados das condições dos ventos, como o Rio Grande do Sul, onde está a maior central de turbinas eólicas do País”. Os locais com maior potencial estão no litoral do Nordeste, do Rio Grande do Norte ao Ceará, mas a turbina pode ser adotada em áreas rurais isoladas, como alternativa para fornecer energia elétrica.

O projeto do rotor aerodinâmico faz parte de um edital lançado em 2006 pela Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), órgão do Ministério da Ciência e Tecnologia, para incentivar a nacionalização de equipamentos na área de energias renováveis. “É um trabalho em parceria entre universidades e empresas para desenvolver produtos e colocá-los no mercado”, comenta Eliane.

Os estudos, coordenados pela professora Eliane Fadigas, contam com a participação dos pesquisadores Alexandre de Lemos Pereira, pós-doutorado em energia eólica, e Fabiano Daher Adegas, doutorando da Poli. Dois alunos de graduação, Lucas Cardoso (engenharia elétrica) e Luis Fernando Prado (engenharia mecânica), atuam como bolsistas de iniciação científica.

Mais informações: (0XX11) 3091-5349/5278, com Eliane Aparecida Faria Amaral Fadigas

Fonte: http://envolverde.ig.com.br

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