Como funciona um gerador eólico
Turbina eólica savonius
A energia eólica envolve a conversão da energia eólica em eletricidade através do uso de turbinas eólicas. Uma turbina eólica geralmente tem três hélices, como pás chamadas rotores. O rotor é acoplado a uma torre alta. Em média, as torres eólicas em ambientes residenciais têm cerca de 20m de altura. A razão pela qual a torre é tão alta é que os ventos são mais fortes a partir do solo e há menos efeito de buffet.
O vento vem de mudanças atmosféricas: mudanças na temperatura e na pressão fazem o ar se mover ao redor da superfície da terra. Tudo isso é acionado pelo sol. Portanto, de certa forma, a energia eólica é outra forma de energia solar.
Uma turbina eólica capta o vento, que então produz uma fonte de energia renovável. O vento faz o rotor girar; enquanto o rotor gira, o movimento das pás aciona um gerador que cria energia. O movimento das pás girando é energia cinética. É esta energia que convertemos em eletricidade.
A energia eólica se converte em eletricidade por meio de ímãs que passam por bobinas estacionárias de fios conhecidos como estator. Quando os ímãs passam pelo estator, ocorre a produção de eletricidade CA. Em seguida, ela é convertida em eletricidade DC. Isto pode carregar baterias que armazenam a energia elétrica ou pode alimentar um inversor interativo da rede para alimentar a rede elétrica.
Função da turbina eólica
As pás das turbinas eólicas giram quando atingidas pelo vento. E isto também não precisa ser um vento forte: as pás da maioria das turbinas começarão a girar a uma velocidade do vento de 3-5 metros por segundo, o que é uma brisa suave.
É este movimento giratório que gira um eixo na nacele – que é a estrutura em forma de caixa no topo de uma turbina eólica. Um gerador incorporado na na nacele converte então a energia cinética do eixo giratório em energia elétrica. Esta passa então por um transformador, que sobe a tensão para que possa ser transportada na Rede Nacional ou utilizada por um local local local.
A maioria das turbinas eólicas onshore tem uma capacidade de 2-3 megawatts (MW), que podem produzir mais de 6 milhões de kilowatts/hora (kwh) de eletricidade a cada ano. Isso é suficiente para atender à demanda de eletricidade de cerca de 1.500 residências em média.
Até um certo nível, quanto mais rápido o vento sopra, mais eletricidade é gerada. Na verdade, quando a velocidade do vento dobra, até oito vezes mais eletricidade é gerada. Mas se o vento for muito forte, as turbinas se desligarão para evitar que sejam danificadas.
Gerador elétrico
O Vortex Bladeless é um gerador de vento ressonante induzido por vórtices. Ele aproveita a energia eólica de um fenômeno de vorticidade chamado Vortex Shedding. Basicamente, a tecnologia Bladeless consiste em um cilindro fixado verticalmente com uma haste elástica. O cilindro oscila sobre uma faixa de vento, que depois gera eletricidade através de um sistema alternador. Em outras palavras, é uma turbina eólica que na verdade não é uma turbina.
O cilindro externo é projetado para ser em grande parte rígido e tem a capacidade de vibrar, permanecendo ancorado à haste inferior. A parte superior do cilindro é livre de restrições e tem a amplitude máxima da oscilação. A estrutura é construída utilizando resinas reforçadas com carbono e/ou fibra de vidro, materiais utilizados nas pás das turbinas eólicas convencionais.
A parte superior da haste suporta o mastro e sua parte inferior está firmemente ancorada ao solo. É construída com polímero reforçado com fibra de carbono, o que proporciona uma grande resistência à fadiga e tem um mínimo de vazamento de energia quando oscila.
Naturalmente, o projeto de tal turbina eólica é bastante diferente de uma turbina tradicional. Em vez da habitual torre, nacela e lâminas, nosso dispositivo tem apenas um mastro feito de materiais leves sobre uma base. Isto reduz o uso de matérias primas e a necessidade de uma base mais profunda.
Lâmina de turbina
A quantidade de geração de eletricidade eólica tem crescido significativamente nos últimos 30 anos. Os avanços na tecnologia da energia eólica diminuíram o custo de produção de eletricidade a partir do vento, e os incentivos governamentais e outros nos Estados Unidos e em outros países incentivaram o crescimento da energia eólica.
A geração total anual de eletricidade dos EUA a partir da energia eólica aumentou de cerca de 6 bilhões de kilowatts (kWh) em 2000 para cerca de 338 bilhões de kWh em 2020. Em 2020, as turbinas eólicas foram a fonte de cerca de 8,4% do total da geração de eletricidade em escala de uso nos Estados Unidos. A escala de utilidades inclui instalações com pelo menos um megawatt (1.000 kilowatts) de capacidade de geração de eletricidade.
