Medição do vento

Recurso eólico: a medição do vento para escolher a localização de um parque eólico

Eólica onshore Transição energética

A energia eólica é uma das fontes de energia renovável mais promissoras do mundo. Ela é gerada com o uso de turbinas eólicas que convertem a energia cinética do vento em energia elétrica. Portanto, para aproveitar ao máximo essa fonte de energia, é necessário selecionar locais adequados para a instalação dessas turbinas eólicas, e isso depende, em grande parte, da medição precisa do vento. 

A medição do vento é essencial na hora de determinar os locais mais adequados para a instalação de turbinas eólicas, para que assim se possa obter o máximo rendimento possível. Esses estudos de medição do vento buscam determinar a velocidade e a direção do vento usando uma série de instrumentos especializados como anemômetros, que calculam a velocidade do vento, veletas e barômetros.

A velocidade e a direção do vento são fatores críticos que afetam o desempenho das turbinas eólicas. À medida que a velocidade do vento aumenta, a energia gerada pela turbina eólica também aumenta. Além disso, a direção do vento também é importante para a escolha dos melhores locais, já que as turbinas são projetadas para que se orientem na direção do vento predominante. Portanto, é importante conhecer a orientação adequada. 

Essas medições prévias do recurso eólico são de vital importância para estimar corretamente os rendimentos esperados durante toda a vida útil do parque eólico e para saber quais são as posições mais eficientes para os aerogeradores.
 

Como são realizadas as pesquisas de medição de vento: o atlas eólico 

Para avaliar e selecionar os possíveis locais para um futuro parque eólico, primeiro são realizados estudos em um atlas eólico. Trata-se de um mapa de ventos (linhas que conectam pontos com a mesma velocidade média do vento) de alta resolução que mostra a velocidade média anual e a direção do vento em cada ponto, com base em modelagens com dados de reanálise de satélite. Esse atlas eólico destaca áreas de interesse do ponto de vista do aproveitamento eólico, ou seja, áreas com velocidades anuais de vento acima de 6 m/s a aproximadamente 80 metros de altura.

Além do vento, um atlas eólico também pode fornecer informações sobre outros fatores importantes que influenciam a geração de energia eólica como a topografia da área, a presença de obstáculos que podem afetar o vento, como edifícios ou árvores, e a densidade da vegetação na área.

Uma vez filtradas as possíveis restrições ou as áreas que não podem ser aproveitadas, obtêm-se as chamadas zonas Greenfield, aquelas que apresentam o maior potencial e para as quais será necessário realizar um estudo mais detalhado das restrições, da orografia e, principalmente, ajustar e calibrar o atlas eólico. Essas medições podem ser realizadas com estações meteorológicas compostas por torres de aço de entre 80 e 120 metros de altura, nas quais se instalam sensores meteorológicos em diferentes alturas que, entre suas principais funções, permitem caracterizar com muita precisão a velocidade do vento na altura do cubo dos aerogeradores projetados, conhecer a direção predominante para projetar a implantação dos aerogeradores, conhecer a variação do vento com a altura e calcular a densidade do ar.

Na Iberdrola, também contamos atualmente com dispositivos remotos conhecidos como Lidar, que são mais eficazes, eficientes, seguros e que têm um menor impacto ambiental e econômico.

 VER INFOGRÁFICO: Vantagens dos dispositivos LIDAR

O que são dispositivos LIDAR e como eles funcionam?

LIDAR é o acrônimo de Light Detection and Ranging (Detecção e localização da luz, em português) e é o dispositivo que usamos na Iberdrola para medir a velocidade e a direção do vento em diferentes alturas mediante pulsos de luz. E como esse dispositivo funciona? Ele emite pulsos com um laser vertical de alta frequência que, ao se chocar com os aerossóis contidos no ar e com base no princípio do efeito Doppler, mede a velocidade e a direção do vento a alturas de entre 40 e 300 metros. O efeito Doppler é a mudança na frequência de uma onda como consequência do movimento da fonte em relação ao seu observador. 

As principais vantagens dessa tecnologia são as seguintes: 

• Evita os riscos associados ao trabalho em alturas, já que as estações meteorológicas são montadas manualmente em alturas que variam de 80 a 120 metros. 
• Menor impacto sobre o meio ambiente e impacto visual.
• Reduz o tempo de tramitação para iniciar medidas.
• Reduz o tempo de medição em cada ponto.
• Reduz o custo, já que um único dispositivo Lidar é equivalente a duas torres de medição de 80 metros.
• As medições podem ser feitas até uma altura de 300 metros.
• As medidas também são financiáveis e aprovadas pela norma internacional IEC (International Electrotechnical Commission), certificadores e tecnólogos.

Essas medições permitem a extrapolação horizontal, vertical e temporal das medições obtidas em alguns pontos ao longo de cada um dos locais e alturas do cubo das turbinas eólicas planejadas, o que reduz a incerteza sobre a produção esperada de longo prazo do projeto eólico.