Você já ouviu falar que: a geração de energia através de aerogeradores não é igual para todos os lugares?
A produção de energia depende do local de implantação e sua incidência do vento.
E pensando nisto, no post de hoje vou te explicar como descobrir um potencial eólico, como fazer o cálculo do potencial das regiões e como analisá-lo.
Potencial eólico no Brasil
A geração de energia eólica vem apresentando um crescimento expressivo nos últimos anos, tanto no cenário nacional, como no internacional.
Entre os anos de 2018/2019, houve um crescimento de 15,5% na evolução da geração de energia eólica no Brasil.
Apesar desta tendência de crescimento, de acordo com o Balanço Energético Nacional (BEN, 2019), a energia eólica ainda representa 8,6% da matriz elétrica nacional (162,5 GW de potência instalada).
De acordo com a ABEEólica, o potencial de geração de energia eólica onshore no Brasil é de 500 GW.
Este número corresponde aproximadamente três vezes ao número atual de geração de energia no Brasil (incluindo todas as fontes).
Ou seja, nosso percentual de atuação ainda é muito baixo comparado com a estimativa de potencial de geração!
Agora que já entendemos as tendências da energia eólica no Brasil, vamos falar um pouco sobre o vento.
O vento
Você conhece sobre o comportamento dos ventos? Ele é extremamente importante para entendermos o desempenho dos aerogeradores.
O vento é apenas ar em movimento, resultante das diferenças de pressão atmosférica e de temperaturas nos lugares.
Melhor dizendo, só percebemos quando ele se desloca de um lugar para outro.
Existem algumas classificações dos ventos envolvendo circulação, tempo e comprimento. Tudo isto você encontra bem explicado aqui no post do blog.
Estas características são importantes para a obtenção da energia disponível no vento.
E sabe como conseguimos analisar e obter dados sobre este comportamento? Bora entender no próximo tópico.
Análise potencial do vento
Para analisar o potencial do vento em um local específico, precisamos saber sobre a topografia e rugosidade do solo, pois elas têm influência na distribuição de ocorrência e na velocidade.
Precisamos medir, além da velocidade, a intensidade, direção e frequência dos ventos. Mas como medir isso, Joi?
Existem 3 maneiras para a analisar a medição:
1. Através do anemômetro: o anemômetro é um equipamento que mede a velocidade do vento (ou outros fluidos). Aqui no blog tem um post explicando mais sobre este equipamento tão importante!
2. Mapas eólicos: Os mapas eólicos são estudos preliminares que mostram o relevo, densidade, altitude e velocidade estimada de uma região.
Existem algumas fontes de obtenção dos mapas eólicos:
- CRESESB (Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sério Brito) utiliza o Atlas Brasileiro, acesse aqui.
- INMET (Instituto Nacional de Meteorologia) utiliza dados de estações locais, portanto com baixa altura (cuidado com isso).
- Atlas estaduais (pesquisar do seu estado!)
3. Estações meteorológicas: as estações meteorológicas existentes e próximas ao seu local também ajudam na análise do potencial do vento.
Elas possuem equipamentos capazes de medir e registrar diversos parâmetros meteorológicos automaticamente.
Ou seja, elas conseguem medir a velocidade e direção do vento na região (entre outras características) e ajudam a estimar um possível potencial.
É importante lembrar que, na análise de potencial eólico para instalação de usinas eólicas, é necessária uma medição mais precisa de pelo menos 3 ANOS da região com equipamentos.
Dentre os equipamentos, temos: instrumentos calibrados, birutas, anemômetros, barômetros, termômetros, psicrômetro, etc.
Este é o processo de levantamento de dados para analisar o potencial eólico do vento.
Devemos lembrar que o relevo e altura também influenciam na velocidade do vento: quando mais alto, maior a velocidade.
Por isso devemos prestar atenção na altura do rotor! É ela que deve ser considerada para a medição.
Energia e potência
Já falamos bastante da importância e do levantamento das características do vento, mas e aí, como será que o vento impacta na potência do aerogerador?
Primeiro, vamos entender que a potência disponível do vento é diferente da potência extraída e da potência do aerogerador.
De acordo com o físico alemão Albert Betz, em 1927, a turbina eólica ideal só pode diminuir a velocidade do vento em 2/3 da sua velocidade original.
Ou seja, o máximo que poderia ser extraído da potência disponível no vento seria em torno de 60%. Além disto, temos ainda a limitação de potência do próprio aerogerador, baixando ainda mais esse rendimento.
Sendo assim, para considerar a potência do vento devemos levar em consideração algumas características.
Qualquer massa em movimento, possui energia cinética. No caso do ar, sua velocidade é a velocidade do vento. A massa de ar por unidade de tempo que passa através de uma determinada área é dada por:
Então, a potência total do vento que passa por essa área é:
Para fins de comparação da potência do vento em diferentes velocidades do vento e em diferentes locais, é conveniente utilizar a potência por unidade de área (P/A).
Da equação anterior temos:
Quando a velocidade do vento dobra, a potência aumenta, não duas ou quatro vezes, mas oito vezes.
Pequenas variações na velocidade do vento podem representar diferenças relativamente grandes na potência do vento.
Por exemplo, se temos uma velocidade do vento de 15 m/s, a relação entre potência/área do vento é de 1,69 kW/m². Se há um aumento da velocidade para 20 m/s, obtêm-se o valor da relação da potência/área de 4 kW/m². Notaram a diferença?
Após ter-se calculado a potência eólica para um certo número de locais de uma dada região, pode-se construir mapas eólicos.
Estimativas do potencial eólico de outros locais desta região podem ser feitas através ou da extrapolação dos dados de locais onde o potencial eólico é conhecido ou da utilização destes mapas eólicos.
Então, me conta: Gostou dessas informações? Deixe seu comentário aqui embaixo.
-> Quer se aprofundar mais em Energia Eólica?
Abraços e até a próxima!
Joi e Equipe Energês
Sou apaixonada pelo tema, me especializei em energias renováveis e eficiência energética, tenho uma queda por energia eólica rsrs, seu conteúdo é direcionado e de fácil entendimento.
Parabéns!
Olá Evelyn!
Excelente energia eólica é incrível né 🙂
Ficamos felizes que o conteúdo foi útil para você. No que precisar conte conosco!
Amei tudo o que foi escrito aqui, porém, á a necessidade de mais conteúdos
Olá Ludmila, como vai?
Que bom que gostou! Fica de olho que logo vem mais conteúdo pela frente.
Como posso saber se minha fazenda, localizada em Campo Formoso (Bahia), está apta à instalação de torres eólicas?
Olá Pablo! Você precisa realizar a análise do potencial eólico do local. Na Comunidade Energês você aprende como realizar o estudo. Para participar, acesse: energes.com.br/comunidade-energes