Energia eólica: o que é e como ela gera eletricidade?

Em Dicas de ciências por André M. Coelho

A energia eólica refere-se ao processo de geração de eletricidade usando o vento, ou fluxos de ar que ocorrem naturalmente na atmosfera da Terra. Modernas turbinas eólicas são usadas para capturar energia cinética do vento e gerar eletricidade. Essa geração é limpa e completamente renovável, pois o vento nunca acaba.

Tipos de energia eólica

Existem três tipos principais de energia eólica:

Vento de escala de utilidade

Turbinas eólicas que variam em tamanho, desde 100 quilowatts até vários megawatts, onde a eletricidade é entregue à rede elétrica e distribuída ao usuário final pelas concessionárias de energia elétrica ou pelos operadores do sistema elétrico.

Como é produzida a energia eólica?

Quando o vento passa por uma turbina eólica, suas pás capturam a energia cinética do vento e giram, transformando-a em energia mecânica. Essa rotação transforma um eixo interno conectado a uma caixa de engrenagens, o que aumenta a velocidade de rotação em um fator de 100. Isso faz girar um gerador que produz eletricidade.

Normalmente, com pelo menos 80 metros de altura, as torres tubulares de aço suportam um cubo com três pás e uma “nacela”, que abriga o eixo, a caixa de engrenagens, o gerador e os controles. Medições de vento são coletadas, que direcionam a turbina a girar e enfrentar o vento mais forte, e o ângulo ou “passo” de suas pás é otimizado para capturar energia.

Uma turbina moderna típica começará a gerar eletricidade quando a velocidade do vento atingir de 10 a 14 quilômetros por hora, conhecida como velocidade de corte. Turbinas serão desligadas se o vento estiver soprando muito forte (cerca de 89 quilômetros por hora) para evitar danos ao equipamento.

Ao longo de um ano, as turbinas modernas podem gerar quantidades de eletricidade utilizáveis em mais de 90% do tempo. Por exemplo, se o vento de uma turbina atingir a velocidade de 10 a 14 quilômetros por hora, a turbina começará a gerar eletricidade. À medida que a velocidade do vento aumenta, também aumenta a produção de eletricidade.

Fator de capacidade de usinas eólicas

Outra medida comum de produção de energia eólica é chamada de fator de capacidade. Isso mede a quantidade de eletricidade produzida por uma turbina eólica em um determinado período de tempo (normalmente um ano) em relação ao seu potencial máximo.

Por exemplo, suponha que a produção máxima teórica de uma turbina eólica de dois megawatts em um ano seja de 17.520 megawatts-hora (duas vezes 8.760 horas, o número de horas em um ano). No entanto, a turbina pode produzir apenas 7.884 megawatts-hora ao longo do ano porque o vento nem sempre soprava com força suficiente para gerar a quantidade máxima de eletricidade que a turbina era capaz de produzir. Neste caso, a turbina tem um fator de capacidade de 45 por cento (7.884 dividido por 17.520). Lembre-se: isso não significa que a turbina gerou eletricidade apenas 45% do tempo. Os modernos parques eólicos geralmente têm fatores de capacidade superiores a 40%, o que é próximo de alguns tipos de usinas a carvão ou a gás natural.

A energia eólica tem se tornado cada vez mais popular por ser uma forma de energia limpa e completamente sustentável. (Foto: European Commission)

Moinhos de vento x Turbinas eólicas

Às vezes as pessoas usam os termos “moinho de vento” e “turbina eólica” de forma intercambiável, mas existem diferenças importantes. As pessoas vêm usando moinhos de vento há séculos para moer grãos, bombear água e fazer outros trabalhos. Os moinhos de vento geram energia mecânica, mas não geram eletricidade. Em contraste, as turbinas eólicas modernas são máquinas altamente evoluídas, com mais de 8.000 peças que aproveitam a energia cinética do vento e a convertem em eletricidade.

O que é um parque eólico?

Muitas vezes, um grande número de turbinas eólicas são construídas juntas, o que é chamado de projeto eólico. Um parque eólico funciona como uma única usina e envia eletricidade para a rede. Essa rede é composta de diversos outros componentes igualmente importantes para que a eletricidade não deixe de ser fornecida.

Como a energia eólica chega até você?

As turbinas de um parque eólico estão conectadas para que a eletricidade que elas geram possa viajar do parque eólico até a rede elétrica. Uma vez que a energia eólica esteja na rede elétrica principal, as concessionárias de energia elétrica ou os operadores de energia enviarão a eletricidade para onde as pessoas precisarem.

Linhas de transmissão menores, chamadas linhas de distribuição, coletam a eletricidade gerada no projeto e transportam-na para linhas de transmissão de “rede” maiores, onde a eletricidade pode viajar por longas distâncias até os locais onde é necessária. Por fim, linhas de distribuição menores fornecem eletricidade diretamente para sua cidade, residência ou empresa.

Sendo uma das fontes limpas de produção de energia, as usinas eólicas estão crescendo e se popularizando no Brasil e no mundo.

Você já viu uma usina eólica? Onde? O que achou dessa geração de energia?

Sobre o autor

André é formado em pedagogia, já tendo dado aulas na educação infantil e atuado como professor e coordenador de cursos de inglês. Entendendo como funciona o processo de aprendizagem, decidiu escrever para o blog Múltipla Escolha onde postagens sobre aprendizado, provas, concursos, e muito mais para ajudar seus leitores a aprenderem.

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