Características dos sistemas eólicos e seus componentes

A energia eólica pode ser utilizada no meio rural, principalmente para fornecimento de eletricidade e para bombeamento de água

Sistemas eólicos para a geração de eletricidade

Os sistemas eólicos são basicamente constituídos por um rotor eólico; um sistema de transmissão; um gerador elétrico; um mecanismo de controle; elementos de sustentação; e demais acessórios (baterias, condutores elétricos, controladores de carga, fusíveis e inversores).

Rotor eólico

Os rotores eólicos utilizados em sistemas para fornecimento de eletricidade normalmente são constituídos por três pás, espaçadas, defasadas em 120º, de forma a obterem o máximo desempenho aerodinâmico. Uma vez que pás em movimento deixam em seu rastro massas de ar desorientadas, chamadas de turbulência, e que esse fenômeno perturba o desempenho aerodinâmico da pá vizinha, conclui-se que as pás devem ser afastadas umas da outras o suficiente para que a turbulência produzida por elas seja dissipada e não prejudique o desempenho do conjunto. Além disso, quanto maior o número de pás, menor será a rotação do rotor, o que obrigaria a utilização de caixas multiplicadoras com maior taxa de multiplicação e, portanto, com maior perda mecânica e maior peso do rotor e do conjunto.

Sistema de transmissão

O sistema de transmissão, utilizado em sistemas eólicos para a geração de eletricidade, engloba o eixo e a caixa multiplicadora, que possuem a finalidade de transmitir a energia mecânica resultante no rotor para o gerador. A caixa de transmissão, normalmente, fica instalada entre o gerador e o rotor eólico, com o objetivo de adaptar a baixa velocidade do rotor à velocidade de rotação mais elevada dos geradores convencionais.

Gerador eólico

A transformação da energia mecânica de rotação em energia elétrica, através de equipamentos de conversão eletromecânica, é um problema tecnologicamente dominado e, portanto, encontram-se vários fabricantes de geradores disponíveis no mercado.

Entretanto, a integração de geradores a sistemas de conversão eólica constitui-se em um grande problema, que envolve, principalmente:

• variações na velocidade do vento (extensa faixa de rotações por minuto para a geração);

• variações do torque de entrada (uma vez que variações na velocidade do vento induzem variações de potência disponível no eixo);

• exigência de frequência e tensão constante na energia final produzida;

• facilidade de instalação, operação e manutenção, devido ao isolamento geográfico de tais sistemas, sobretudo em caso de pequena escala de produção (isto é, necessitam ter alta confiabilidade).

Segundo Antônio Leite de Sá, coordenador do Curso Energia Eólica - Para Geração de Eletricidade e Bombeamento de Água, elaborado pelo CPT - Centro de Produções Técnicas, atualmente, existem várias alternativas de conjuntos motogeradores, entre eles: geradores de corrente contínua, geradores síncronos e geradores assíncronos. Cada uma delas apresenta vantagens e restrições que devem ser analisadas com cuidado na sua incorporação a sistemas de conversão de energia eólica.