Os meios de geração de energia tem sofrido grandes mudanças ao longo do tempo, principalmente nos últimos anos, visando gerar menos impacto ambiental e obter uma eficiência maior na produtividade.
Isso vem acontecendo no setor eólico e a cada dia são feitos novos estudos para aperfeiçoar o modo no qual os equipamentos operam.
Diante disso, nesse conteúdo eu irei te explicar tudo sobre as classes de aerogeradores, para que você entenda de uma vez por todas como é feita essa divisão e como isso impacta nos resultados obtidos nos complexos eólicos.
Vem conferir!
Qual a necessidade de dividir os aerogeradores em grupos?
Antes da execução do projeto de implantação dos parques eólicos, é necessário ter um detalhamento das características do local no sentido de determinar o regime de ventos e também a velocidade média anual e a forma da sua distribuição estatística.
Além disso, é preciso analisar como o vento varia no decorrer do dia e do ano, como se caracteriza sua camada-limite e como o relevo influencia no escoamento para as regiões que possuem uma topografia complexa.
Sendo assim, para se obter essas informações, são realizadas campanhas de medição com duração de alguns anos, utilizando instrumentos apropriados e em parceria com instituições reconhecidas, a fim de que se obtenha resultados com acurácia.
E no Brasil, esse estudo foi divulgado no Atlas do potencial eólico brasileiro onde se pode verificar qual a velocidade média do vento em vários pontos do território nacional, conferir a direção predominante, observar como se dá a oferta de vento durante o dia, ou seja, em quais horários eles são mais fortes, etc.
Isso viabiliza a implantação dos aerogeradores certos para diferentes cenários, reduzindo o mau funcionamento durante a operação e consequentemente otimizando a geração de energia.
Mas, para facilitar a escolha dos empresários a respeito de qual equipamento faz sentido para o regime de ventos encontrado, foi necessário criar uma norma que separe-os em categorias.
A norma 61400-1:2005, definida pela IEC (sigla em inglês para Comissão Eletrotécnica Internacional), estabelece aspectos necessários para garantir a integridade das turbinas eólicas no sentido da engenharia do processo, ou seja, que os equipamentos implantados estarão dentro das normas de operação e segurança para as condições encontradas.
Então, a partir disso, irei te apresentar quais são as classes de aerogeradores estipuladas na norma da IEC para projetos eólicos.
Conheça todas as classes de aerogeradores definidas pela IEC
Entendendo que há a necessidade de padronizar os diferentes tipos de aerogeradores para que se encaixem nos padrões de projeto adotados, é necessário saber diferenciá-los.
Mas antes de saber quais são, é importante entender como é feita a divisão das categorias.
A norma da IEC utiliza da velocidade de referência do vento Vref, como o parâmetro base para definir as classes de aerogeradores. Esse valor é calculado como a máxima velocidade medida em 10 minutos com período de recorrência de 50 anos.
Então, dada as condições normais definidas pela própria norma internacional, a velocidade de referência pode ser definida como Vref = 5Vmed.
Outro fator que também é usado para definir as classes de aerogeradores é a velocidade Ve50. Ela diz respeito à capacidade de indicar se o aerogerador poderá resistir a eventos extremos para períodos recorrentes durante 50 anos.
E além dessas velocidades, também entra como variável responsável pela categorização das classes a intensidade de turbulência Iref encontrada no equipamento.
Esses parâmetros são utilizados pois dizem respeito aos principais esforços nos quais o aerogerador será submetido, onde irá depender da intensidade e da turbulência do vento no local da instalação.
Classe I
Nessa categoria, a velocidade de referência é definida em 50m/s, com velocidade média anual de 10m/s. Já a velocidade extrema em 50 anos é limitada em 70m/s.
Classe II
A velocidade de referência nesta categoria é de 42,5m/s, com média anual de até 8,5m/s e 59,5m/s de velocidade extrema.
Classe III
Este agrupamento inclui os equipamentos que possuem velocidade de referência de até 37,5m/s, suportando velocidades anuais de até 7,5m/s e velocidades extremas em até 50 anos de 52,5m/s.
Classe S
Para essa classe, todos os parâmetros que foram citados anteriormente são definidos pelo projetista do aerogerador, então é possível abranger casos mais diferentes do padrão.
Quando o quesito é turbulência (Iref), são definidas três categorias: A, para turbulência alta com intensidade de 0,16; B, para turbulência média com intensidade de 0,14; e C para turbulência baixa com intensidade de 0,12.
Aqui abaixo segue uma tabela com as informações de forma mais clara.
Como isso interfere na produção do parque eólico?
Eu já citei de como é importante se fazer um estudo prévio das condições climáticas do local em que o equipamento será instalado. Então, é importante separar os aerogeradores em classes para que sejam escolhidas as turbinas certas para cada local.
Só levando em consideração o regime de ventos no Brasil, por exemplo, em regiões montanhosas, a velocidade média do vento durante o ano ultrapassa os 11m/s, ao mesmo tempo em que em regiões de campo aberto ela não passa dos 7m/s.
Analisar isso, possibilita o gestor de fazer as escolhas que permitam produzir durante um tempo maior, sem ser necessário parar o equipamento.
Isso porque existem controladores, como é o caso do de passo, que caso sejam detectadas velocidades maiores que a nominal (velocidade na qual o equipamento atinge a potência nominal ou de convergência), provoca uma rotação das pás do aerogerador.
Isso causa uma redução das forças aerodinâmicas atuantes no perfil da pá provocando, consequentemente, redução na extração da potência dos ventos.
E caso você queira se aprofundar mais nesse assunto, basta acessar o nosso conteúdo sobre análise de curva de potência.
Conclusão
Obrigado por ler até aqui!
Conseguiu entender como são segmentadas as classes de aerogeradores e em qual situação deve se optar por cada um?
Caso tenha restado alguma dúvida pode entrar em contato comigo pelo e-mail [email protected] que ficarei muito feliz em poder te ajudar a esclarecer os conceitos.
E se quiser entender mais sobre os aerogeradores, têm um conteúdo completo no nosso blog falando sobre a estrutura desses equipamentos, explicando cada parte dele. Você pode conferir clicando aqui.
Espero que tenha gostado do conteúdo e nos vemos nos próximos.
Até logo.