Devido ao aumento do conhecimento, legislação favorável e preços decrescentes, a energia eólica se expandiu rapidamente desde o ano 2000. Isso inclui turbinas onshore e offshore. No artigo, você poderá entender em detalhes o princípio da conversão de energia eólica começando com o básico, por exemplo, qual é a definição de energia eólica e exemplos para ter um melhor entendimento dela.
O que é Energia Eólica? A Energia Eólica é Renovável?
A utilização do vento para gerar energia mecânica ou eletricidade é chamada de energia eólica ou energia eólica. Turbinas eólicas são dispositivos que aproveitam a energia cinética do vento e a transformam em energia mecânica. Um gerador pode pegar essa energia mecânica e transformá-la em eletricidade para consumo geral ou para um propósito específico, como moer grãos ou bombear água.
Por ser gerado por processos naturais em constante reposição, o vento é considerado uma fonte de energia renovável. É uma das primeiras formas de energia usadas pela humanidade e agora é a opção de energia renovável mais conhecida e eficaz disponível. Então, é um sim para a pergunta se a energia eólica é renovável. Depois disso, vamos aprender sobre o princípio da conversão de energia eólica.
Qual é o princípio básico da conversão de energia eólica?
Basicamente, existem dois princípios físicos primários pelos quais a energia eólica pode ser extraída do vento. Isso pode ser feito por meio de força de arrasto ou sustentação ou através de uma combinação dos dois. A diferença entre sustentação e arrasto é ilustrada pela diferença entre usar um mastro Bermuda, a conhecida vela triangular que desvia com o vento e permite que um veleiro navegue contra o vento ou ligeiramente contra o vento, e uma vela spinnaker, que se enche como um paraquedas e puxa um veleiro com o vento.
As forças de arrasto fornecem os meios mais óbvios de empuxo, essas forças são sentidas por um objeto ou uma pessoa exposta ao vento. Ao contrário, as forças de sustentação são o meio mais eficiente de empuxo, mas sendo mais sutil do que as forças de arrasto, as primeiras forças não são tão bem compreendidas. Essas são as características básicas que caracterizam a força de arrasto e sustentação.
- A força de arrasto está no direção do fluxo de ar enquanto a força de sustentação é perpendicular para a direção do fluxo de ar.
- Sempre que a força de sustentação é gerada, ela causa o desenvolvimento de uma certa quantidade de arrasto.
- Geralmente, os dispositivos de elevação são mais eficiente do que dispositivos de arrasto. Isso deve ter ajudado você a entender o princípio da conversão de energia eólica.
Qual é a definição precisa de energia eólica e exemplos?
Depois de entender o princípio da conversão de energia eólica, vamos aprender sobre a definição e exemplos de energia eólica. A definição de energia eólica simplesmente afirma que a energia eólica é sustentável, pois é limpa, renovável e abundante. As turbinas eólicas transformam a energia do vento em eletricidade todos os dias em todo o mundo. Limpa, energia renovável do vento está se tornando cada vez mais essencial como fonte de energia global.
A energia do vento pode ser convertida em eletricidade utilizável graças à invenção das turbinas eólicas. Quando o vento sopra, as pás giram no sentido horário, gerando energia para a turbina. Isso faz com que o eixo primário da turbina eólica, acoplado a uma caixa de engrenagens dentro da nacela, gire. A energia eólica é transferida da caixa de engrenagens para o gerador. Um transformador então intervém para converter a voltagem da eletricidade para que ela seja compatível com o resto da rede.
Exemplos de energia eólica são:
Normalmente, parques eólicos são usados para gerar energia eólica. Parques eólicos onshore são frequentemente utilizados para outros propósitos, como pastagem de animais. Alguns são offshore, o que implica que estão sobre a água.
- O primeiro parque eólico construído foi em New Hampshire. Ele pode ser encontrado no topo da Crotched Mountain neste estado. A US Wind Power, os desenvolvedores, instalaram 200 turbinas eólicas com uma capacidade de produção combinada de 600 kW.
- Alta Wind Energy Center, frequentemente conhecido como Parque Eólico Mojave, é a segunda maior instalação de energia eólica terrestre do mundo. Ela tem 600 turbinas com expansão adicional considerável planejada. Ela pode produzir 1,550 MW atualmente, e esse número pode aumentar para 3,050 MW com expansão futura. Sabiamente posicionada no Tehachapi Pass da Califórnia, entre San Joaquin e o Deserto de Mojave, o local é muito ventoso.
- Atualmente, Walney é o maior parque eólico offshore do mundo. Está situado no Mar da Irlanda, na costa de Cumbria, Inglaterra. Ele tem uma enorme capacidade de gerar cerca de 659 MW de energia. Ele abastece até 600,000 lares.
- A China está agora no meio da construção do Parque Eólico de Gansu. A construção do enorme parque eólico onshore começou no deserto, não muito longe da província de Jiuquan. Até 2020, esperamos ter concluído este projeto. A produção pretendida da instalação é de 20 gigawatts.
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Quais são os tipos de energia eólica?
O vento é teoricamente uma forma de energia solar porque é criado pelo aquecimento desigual da atmosfera pelo sol, pelas imperfeições da superfície do planeta e pela rotação da Terra. A energia cinética dos fluxos de ar ao redor do planeta é aproveitada por turbinas eólicas, que são então convertidas em eletricidade. Em poucas palavras, as turbinas eólicas usam a rotação das pás para gerar eletricidade girando um gerador. As pás de uma turbina eólica são giradas pelo vento, que por sua vez gira um eixo conectado a um gerador.
Dependendo da localização das turbinas eólicas, existem atualmente dois tipos distintos de energia eólica.
1. Energia eólica terrestre: Ao capturar o vento em parques eólicos terrestres, a energia eólica onshore é responsável por gerar eletricidade. Como um meio para esse propósito, montamos turbinas eólicas que podem converter a energia cinética do vento em energia utilizável que é então alimentada na rede.
2. Energia eólica offshore: Este tipo de energia eólica é obtida através da utilização da força do vento que é produzida na alto mar. Aqui a energia eólica atinge uma velocidade mais constante e maior do que em terra. Isso acontece porque o alto mar tem ausência de barreiras. Megaestruturas são instaladas para aproveitar ao máximo esse recurso. Essas estruturas ficam assentadas no fundo do mar e também são equipadas com as últimas inovações tecnológicas.
Quais são alguns usos da energia eólica?
A energia eólica é uma forma muito popular de energia renovável e é usada em muitos setores. Aqui estão alguns usos da energia eólica-
- Geração de Energia Eólica: Criar eletricidade é uma aplicação comum da energia eólica. Uma turbina eólica é usada para converter a energia cinética do vento em eletricidade utilizável. O vento gira as lâminas da turbina, que gira um gerador, que por sua vez gera energia.
- Transporte: A energia eólica também pode ser utilizada no setor de transporte. A energia eólica tem sido usada para navegação por civilizações há milhares de anos. A vela pode ter existido em sua forma moderna já em 5000 a.C., de acordo com as evidências disponíveis. Nos tempos modernos, testemunhamos navios pequenos e enormes que podem navegar usando apenas a força do vento.
- Produção de alimentos: A colheita de safras há muito faz uso da energia eólica. Moinhos de vento eram comumente empregados para moer grãos em farinha antes do advento da moderna maquinaria de moagem industrial.
- Bombeamento de água: Além das aplicações mencionadas anteriormente, uma bomba eólica também pode ser usada para bombear água usando apenas energia eólica. Embora se assemelhem a moinhos de vento clássicos, as bombas eólicas modernas são usadas para mover água em vez de grãos.
- Esportes ou esportes de vento: Esportes eólicos são uma maneira divertida de colocar a energia eólica para funcionar. Alguns esportes que aproveitam a energia do vento são: Windsurf é um tipo de vela em que um mastro e uma vela são montados em uma prancha de surfe, na qual o velejador fica em pé para dirigir. A vela é uma aplicação mais convencional da energia eólica e é empregada em esportes competitivos em que indivíduos ou equipes competem entre si.
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Quais são as vantagens da energia eólica?
As vantagens da energia eólica são as seguintes:
- A energia eólica é uma fonte de energia verde: O processo começa com uma turbina eólica que é girada pelo vento. A energia cinética da estrutura do vento gira um gerador para produzir energia. Todos os ventos, exceto os mais leves, podem ser convertidos em eletricidade pelas turbinas eólicas de hoje. A energia eólica não contribui para o aquecimento global porque não libera gases de efeito estufa durante o processo de geração de eletricidade.
- O vento é uma fonte sustentável de eletricidade: A energia eólica também tem o benefício adicional de ser uma fonte sustentável de energia. Ela é gerada pelo vento, um recurso renovável que nunca se esgota. Ela vem de uma fonte não esgotável e tem zero emissões de carbono. A energia eólica é análoga à energia solar em alguns aspectos.
- A energia eólica tem custos operacionais baixos: Ao contrário de alguns outras fontes de energia, o custo do combustível para gerar eletricidade a partir do vento é zero. A manutenção é a única despesa contínua significativa depois que a turbina eólica é instalada. O vento é uma solução limpa, renovável e econômica, à medida que o globo descarboniza a geração de eletricidade no futuro.
Quais são as desvantagens da energia eólica?
As desvantagens da energia eólica são as seguintes:
- As turbinas eólicas representam uma ameaça para várias formas de animais: Quando se trata de vida selvagem, turbinas eólicas podem ser devastadoras. Morcegos e pássaros são atingidos por elas, e seus sistemas de sonar não conseguem encontrar o caminho ao redor das turbinas. Embora pássaros migratórios e espécies com baixas taxas reprodutivas sejam particularmente vulneráveis, cientistas estão explorando novas soluções para mitigar a ameaça a esses animais.
- As turbinas eólicas podem produzir um som estrondoso: O ruído mecânico dos geradores dentro das turbinas é adicionado ao ruído aerodinâmico das lâminas cortando o ar. Embora o ruído possa ter um efeito na vida selvagem, ele geralmente não será perceptível até que você esteja bem ali.
- A localização é um fator limitante para a energia eólica: A energia eólica não é uma solução universal. O investimento só faz sentido em locais com vento forte e consistente. O vento nem sempre sopra, mesmo nos melhores locais possíveis, como na costa, no topo de uma colina ou em um campo aberto. A intermitência descreve como a produção de energia cai ou cessa completamente quando a velocidade do vento cai ou diminui.
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Existe alguma limitação na conversão de energia eólica?
Se você está se perguntando se há alguma limitação na conversão de energia eólica, então sim, há certas limitações na energia eólica também. Algumas das limitações são as seguintes:
- O vento só pode viajar a uma certa velocidade, reduzindo a quantidade de energia cinética que pode ser extraído dele.
- Vento a velocidade varia ao longo do tempo. Como a taxa de mudança é inconsistente, ela não pode ser usada para gerar energia de forma confiável. Está fora do controle de qualquer um.
- Leva muito tempo para obter uma quantidade substancial de energia da produção eólica.
- Se você quiser aproveitar a energia eólica, precisará criar muito espaço para instalar parques eólicos. Quando uma vasta área é consumida, ela muda a área ao redor. Como resultado, o custo de fabricação sobe.
- Baixas velocidades do vento impedem que você gere energia suficiente.
- A energia eólica é suscetível a mudanças climáticas e sazonais. Infelizmente, a energia eólica nem sempre está disponível.
Então, qual é a conclusão?
No futuro, a energia eólica gerará mais de 35% da eletricidade do mundo, tornando-se a principal fonte de energia. Quase um quarto das reduções anuais de emissões de CO2 em todo o mundo necessárias até 2050 podem ser alcançadas com a implementação desta estratégia. De acordo com um estudo recente do Global Wind Energy Council, o setor de energia renovável como um todo tem o potencial de adicionar até 3,3 milhões de empregos ao longo dos próximos cinco anos.
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