Aqui estamos em mais um conteúdo que tirará todas as suas dúvidas sobre os componentes dos aerogeradores e de quebra ainda falará um pouco sobre como se deu o desenvolvimento deles no decorrer do tempo.
Vem comigo e confere tudo que eu preparei pra você.
Você sabe como se deu a evolução dos aerogeradores?
Ao decorrer da história, as formas de obtenção de energia se modificaram bastante e com isso, a tecnologia associada aos equipamentos também.
Quando se trata da geração de energia elétrica pelos ventos, todas as novidades que foram lançadas no mercado com o passar dos anos, contribuíram pro aumento de uso dessa fonte, seja a nível industrial ou doméstico.
Na década de 1980, o diâmetro das turbinas eólicas variava entre 10m e 20m, com potências de 25kW a 100kW.
Hoje, por sua vez, já existem equipamentos com capacidade de 12MW, como é o caso da Haliade-X, projetada pela GE Renewable Energy. O equipamento tem uma altura de 260m e suas hélices medem 107m cada.
O primeiro aerogerador desse tipo, será instalado na Holanda, no modo offshore, que está ganhando mais força no cenário eólico e tende a crescer ainda mais no decorrer dos anos, como você pode ver aqui.
Estima-se que o equipamento comece a ser comercializado em 2021, e até lá, poderemos mais novidades nessa indústria.
Mas para se chegar até esse nível de capacidade produtiva, muitas pesquisas foram desenvolvidas até se atingir um formato de turbina eficiente, desde equipamentos com apenas uma pá, a dispositivos com eixo vertical, etc., como você verá a seguir.
Conheça os principais tipos de equipamento
No que diz respeito aos aerogeradores atuais, existem basicamente dois tipos, que são os que possuem rotores de eixo horizontal ou vertical.
Na indústria, a última turbina de grande porte do tipo vertical deixou de ser utilizada em 1998, por problemas de manutenção, dando espaço para o uso em larga escala do outro tipo. Contudo, para aplicações de pequeno/médio porte, ela ainda é aplicada.
A seguir você conseguirá entender um pouco mais sobre cada um deles.
ROTORES DE EIXO VERTICAL
A principal vantagem desse equipamento é o fato de não precisar de mecanismos de controle para alterações de direção dos ventos, diminuindo assim a complexidade do projeto da turbina.
Contudo, ele apresenta alguns pontos que desfavorecem a aplicação para projetos que necessitam de uma geração mais acentuada.
Entre eles está o fato de que, caso seja necessário a substituição do rolamento principal do rotor (por desgaste, por exemplo), todo o equipamento precisa ser desmontado. Além disso, o arranque inicial é forçado, ou seja, precisa ser empurrado para que inicie o funcionamento.
Mas apesar disso tudo, ele ainda é uma alternativa a turbinas com rotores horizontais de pequeno porte.
ROTORES DE EIXO HORIZONTAL
Já esse é tipo mais difundido e utilizado dos aerogeradores, principalmente para implantação de parques eólicos.
Ele opera movimentando-se através das forças de sustentação (que atuam de forma perpendicular ao escoamento) e das forças de arrasto (que atuam na direção do escoamento).
Para esse tipo, é necessário a utilização de acionamentos que alterem a direção do rotor de acordo com a direção dos ventos para que não haja vibrações na estrutura.
Os mais comuns possuem três pás, mas também existem outros com duas ou até uma pá, diminuindo assim o custo com o material empregado.
E para que eles funcionem corretamente, possuem vários componentes que forma o seu conjunto e possibilitam a geração de energia, como você poderá ver adiante.
Principais componentes dos aerogeradores
Como já foi falado, existe uma variedade de turbinas eólicas no mercado, onde cada um possui uma estrutura diferenciada.
E agora, irei te mostrar quais são os componentes dos aerogeradores de eixo horizontal, que sãos os mais utilizados, principalmente a nível de produção em larga escala.
TORRE
É a maior parte da turbina eólica, que serve para dar sustentação ao restante do equipamento. Ela também serve de posicionamento para a nacele que fica sobreposta à estrutura.
Geralmente essas partes são feitas em formato cônico (de aço ou concreto) ou na forma de treliças (aço galvanizado).
ROTOR
O rotor é a parte composta pelas pás (geralmente três) do equipamento e o cubo (peça que une as pás), para que seja possível obter a energia mecânica dos ventos, através da rotação, e assim, transmitir através do eixo central que por sua vez mantém contato com a caixa de transmissão.
Na maioria dos casos, o rotor tem de 60m a 150m de diâmetro e conta com um sistema hidráulico que possibilita captar ventos de com as pás estando em várias posições, ou até mesmo parar o movimento.
PÁS
As pás são perfis aerodinâmicos projetados de forma a garantir a melhor obtenção da energia do vento. E para isso, elas são produzidas com materiais leves e resistentes, como a fibra de vidro ou de carbono.
NACELE
Essa é a parte mais pesada da estrutura, chegando a mais de 100 toneladas em alguns casos. Por isso a questão logística se torna fundamental para ser capaz não só de chegar a locais remotos onde os parques são estabelecidos, como também elevá-la até o topo da torre.
Nessa cabine, estão compostas várias partes do aerogerador, como caixa de transmissão, transformador, etc. Ela funciona como uma estação de operação e manutenção onde os funcionários entram e realizam algumas correções no funcionamento.
CAIXAS DE TRANSMISSÃO
Também conhecida em inglês por gear box, é aqui onde acontece o aumento da velocidade que vem do rotor, para uma velocidade na qual o gerador possa operar.
O equipamento é constituído por um conjunto de engrenagens, que juntas, conseguem um fator multiplicador da ordem de 120 vezes, elevando rotações baixas e fornecendo ao eixo um aumento significativo que permite o bom funcionamento do gerador.
GERADOR
Esse é o dispositivo responsável pela conversão da energia mecânica de rotação do eixo, em energia elétrica. Fica instalado no interior da nacele e pode ser basicamente de dois tipos.
O primeiro é o síncrono, que é o caso em que a velocidade de rotação é proporcional à frequência da tensão na qual ele está conectado.
Já o assíncrono é quando a velocidade de rotação não é proporcional a essa frequência.
ANEMÔMETRO
Esse equipamento é utilizado para fazer medições da velocidade média do vento no local. Para isso, ele fica posicionado na Nacele, a fim de captar com maior fidelidade os ventos que chegam até o rotor do aerogerador.
Com seus dados, é possível gerar os gráficos da curva de potência das turbinas e realizar estudos de produção dos parques.
BIRUTA (SENSOR DE DIREÇÃO)
Esse sensor fica junto do anemômetro e seu papel é mensurar qual a direção do vento. Ao enviar essas informações pro sistema de controle, as ações podem ser tomadas.
Isso vai auxiliar na operação do parque eólico, possibilitando que a nacele gire (através de um motor) e direcione o rotor para onde o vento está incidindo mais.
Conclusão
Através desse post foi possível conhecer um pouco da história das turbinas eólicas e quais partes compõem o equipamento hoje em dia.
Mas me fala, você já conhecia todos esses componentes dos aerogeradores?
A tendência é que eles se tornem cada vez mais modernos e eficientes, não é? Você já tem suas apostas para como eles serão daqui a alguns anos?
Comenta aqui embaixo o que você achou e confere o nosso blog para ver mais conteúdos relacionados a esse mercado.
Obrigado por ler até aqui e até logo!