AEROGERADORES

O que é uma turbina eólica e como funciona

#energia eólica #energias renováveis #P+D+I

Você alguma vez já se perguntou como a torre de um aerogerador aguenta tanto peso? Ou por que todos estão orientados no mesmo sentido? Assim são os aerogeradores, os gigantes da energia renovável.

Parque eólico da Serra do Burgo (Ourense, Espanha).#RRSSParque eólico da Serra do Burgo (Ourense, Espanha).

Com certeza que ao pegar a estrada e afastar-se um pouco da cidade, você já se deparou com algum parque de energia eólica. É curioso observar que os aerogeradores parecem trabalhar em sintonia. É como ver um time de futebol, com todos os seus membros posicionados estrategicamente e rodando no mesmo sentido.

Pode parecer casualidade, mas não é: todos os detalhes de seu funcionamento se regem por razões bem estudadas e definidas. Vamos descobri-las!

 Como o vento se transforma em energia?

Por que os aerogeradores mais utilizados são os de três pás?
Ao longo da história são muitos os tipos de turbinas ou máquinas que foram utilizadas para aproveitar a energia cinética produzida pelo vento. De todas elas, a mais utilizada e divulgada em nossos dias — e a escolhida pela Iberdrola — é a que tem três pás que se movem ao redor de um eixo horizontal. Essa é a opção mais eficiente do ponto de vista técnico: quanto menos pás, mais equilíbrio.

¿Por que estão sempre viradas para o mesmo sentido?
Como um campo de girassóis, os aerogeradores orientam-se sempre no mesmo sentido para, em vez de seguir o sol, seguir o vento para aproveitar ao máximo sua energia potencial. Isso é possível graças a um cata-vento que todos têm em cima da nacele e que se encarrega de indicar ao controle se o rotor está corretamente situado em relação ao vento.

Como o vento consegue mover as pás?
Às vezes é difícil imaginar a forma em que as pás dos aerogeradores, com tal tamanho e peso, conseguem mover-se com um vento de características normais. A razão está em sua forma, o também chamado perfil aerodinâmico: quando o vento incide perpendicularmente nas pás, gera uma força de sustentação que provoca o movimento.

Como a torre aguenta tanto peso?
A torre de um aerogerador é o componente estrutural sobre o qual se fixa o rotor e a nacele. Além disso, suporta toda a força do vento. O segredo está em sua concepção e composição, dado que deve ser capaz de aguentar o peso de até 15 elefantes adultos.
 

Sabe como as pás de um aerogerador são construídas?#RRSSSabe como as pás de um aerogerador são construídas?

 VER INFOGRÁFICO: Sabe como as pás de um aerogerador são construídas? [PDF]

Descubra as fases de fabricação das pás

1. Fabricação da viga: é a parte interior da pá, sendo composta por materiais formados por fibra de vidro e carbono pré-impregnados com resina epóxi, um polímero termoestável que se endurece ao ser misturado com um agente catalisador.

2. Fabricação das conchas: revestem as vigas e são feitas de fibra de vidro. Além disso, são cobertas por uma camada de tinta, que funciona como proteção.

3. Montagem e cura: depois de obtidas as duas conchas, o passo seguinte consiste em colar a viga entre as duas conchas, e passá-las por um forno, para assim formarem uma única estrutura firme e resistente.

4. Acabamento: depois de terminadas as bordas de ataque e saída da pá, a estrutura passa por uma nova revisão antes de a pá ser transferida para o parque eólico de destino.

5. Transporte e montajem: ss pás de um aerogerador são estruturas muito pesadas e volumosas. As pás do parque eólico marinho de Wikinger, por exemplo, têm um comprimento de 67,5 m. Para seu transporte são necessários meios especializados capazes de carregar essas estruturas e levá-las ao seu destino. A partir daí, uma experiente equipe humana efetua a montagem das pás e do rotor sobre a nacele.

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Que materiais são utilizados?
A maioria das pás é fabricada com poliéster ou epóxi reforçado com fibra de vidro. Também se utiliza fibra de carbono ou aramidas (Kevlar) como material de reforço. Atualmente também estão sendo realizadas pesquisas sobre a possibilidade de usar compostos de madeira, como madeira-epóxi ou madeira-fibra-epóxi.

Como é feita a manutenção?
Há dois tipos de manutenção: a preventiva e a corretiva. A primeira consiste na execução de inspeções periódicas, a fim de determinar o estado das pás e verificar se há eventuais imperfeições. Essas verificações são efetuadas mediante diferentes técnicas: a partir do solo, com teleobjetivas de alta precisão; subindo às pás com cordas, guindastes ou plataformas elevadoras; e à distância, através de drones teledirigidos. Por outro lado, a manutenção corretiva consiste na reparação ou reconstrução das pás e naceles para resolver os danos que vão aparecendo, tanto na superfície quanto em sua estrutura.

Como as pás são reparadas?
As pás dos aerogeradores podem ter fendas, imperfeições causadas pelo impacto de raios, aves ou aberturas na borda de ataque ou saída, entre outros danos. As tarefas de reparação são executadas por trabalhadores em altura, que se penduram nas pás com cordas ou chegam até elas através plataformas suspensas. Atualmente estão sendo estudados sistemas de reparação e limpeza alternativos, como drones, para evitar que os operários tenham que subir às turbinas.

Como se decide onde instalar um parque eólico?
Para a análise da viabilidade de um projeto de energia eólica, é necessário efetuar uma avaliação da capacidade de produção de tal parque durante sua vida útil. Para consegui-lo, uma das principais estimativas baseia-se nas características do vento, além da pressão e da temperatura do ar. A campanha de medições permite a transferência dos dados extraídos de quatro ou cinco torres meteorológicas, medindo vários anos (2-3) e em diferentes alturas, 50 ou 60 metros.

 Supercomputação(*) Nota

   

(*) Disponível na versão em espanhol.