A energia eólica,
produzida a partir da força dos ventos, é abundante, renovável e limpa. Esta
energia é gerada através de aerogeradores, nos quais a força do vento é captada
por hélices ligadas a uma turbina que aciona um gerador elétrico. A quantidade
de energia transferida é em função da densidade do ar, da área coberta pela
rotação das pás (hélices) e da velocidade do vento.
Sua exploração
comercial teve início na década de 70, quando ocorreu a crise do petróleo e os
países europeus começaram a investir em outras formas de energia. De lá pra cá,
tem-se observado uma crescente inserção da geração eólica nas matrizes energéticas
e o Brasil acompanha essa tendência. Apesar disso, a carência de recursos
humanos ainda é grande para atender a demanda dessa indústria.
O Grupo Gepoc –
CT da UFSM, junto ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE), realiza
pesquisas sobre aerogeradores há mais de 10 anos, formando mestres e doutores
cujos temas tratam de conversores estáticos e seus controladores aplicados a
aerogeradores. A partir do contato com
essa tecnologia, esses alunos, atuam em empresas dessa tecnologia no Brasil e no
exterior.
Vários projetos
foram realizados nestes 10 anos em parceria com outras instituições e empresas.
Junto ao Colégio Evangélico de Panambi (CEP) foi desenvolvida uma turbina
eólica DR14 que se encontra em Panambi. Essa turbina eólica está atualmente
sendo reprojetada em um projeto financiado pelo Centro Nacional de
Desenvolvimento Científico e Tecnoógico (CNPq), contando ainda com a parceria
da Universidade Federal do Rio Grande (FURG), sob a coordenação do professor Humberto
Pinheiro, PhD. Esse aerogerador está conectado na rede elétrica do Colégio, porém sua utilização está mais direcionada para pesquisas e para o desenvolvimento futuro de aerogeradores de alta potência.
O projeto – No Colégio Evangélico Panambi, o sonho de projetar e fabricar um aerogerador começou em 1998. A parceria com a UFSM surgiu em 2006, quando a Financiadora de Estudos e Projetos (Finep) concedeu ao colégio um financiamento de R$ 400 mil para concretizar o projeto, que ao todo custou aproximadamente R$ 900 mil. A parte mecânica do projeto ficou a cargo da equipe de professores, técnicos e alunos do colégio. À universidade, coube a responsabilidade pelas partes elétrica e eletrônica, principalmente no que se refere ao monitoramento a distância do aerogerador e à sua conexão na rede elétrica. “A importância da inserção da energia eólica na matriz energética brasileira não tem motivação ambiental, pois a maior parte da energia consumida no país é gerada por meios renováveis, através das hidrelétricas. A motivação seria criar uma indústria nacional de aerogeradores para gerar empregos no país”, destaca Pinheiro.
Características – O gerador eólico de Panambi é considerado de pequeno porte. Sua potência é de 20 quilowatts (kW), o bastante para acender 200 lâmpadas de 100 watts. Esta potência é atingida quando o vento alcança uma velocidade de 11 metros por segundo (m/s) – o equivalente a 39,6 km/h. Para evitar acidentes, quando a velocidade do vento atinge os 20 m/s (ou 72 km/h), as pás param de girar, por meio do acionamento de um sistema de freio a disco. Mas não são só as pás que se movem. O seu eixo também se move, mas na posição horizontal. Isso ocorre porque o gerador, por meio de um sensor, está sempre “procurando” a direção em que o vento está soprando.
O aerogerador é composto por três pás feitas de epóxi e fibra de vidro. Elas medem cerca de 6,5 metros cada uma, formando um rotor com 14 metros de diâmetro que gira no sentido horário. Esta é apenas uma parte da estrutura de 3,2 toneladas que está presa sobre uma torre de aço de 22 metros de altura, montada sobre fundações de concreto.
Tudo isso é monitorado a distância por meio de um sistema GSM – sigla em inglês para Sistema Global para Comunicações Móveis. Este é o mesmo padrão que é popularmente usado em telefonia celular.
O que singulariza este aerogerador em relação a todos os outros existentes no país é que ele foi projetado e construído com tecnologia 100% brasileira. “Este é um sonho que começou em 1984, com a fundação do GEPOC. Com certeza, não será este o momento final, mas o primeiro passo para vôos mais altos”, afirmou o professor Hélio Leães Hey,
Também nesse
projeto em andamento, será instalado um laboratório para determinação da
característica de saída de turbinas de pequeno porte.
Atuam no
reprojeto professores da UFSM, FURG, engenheiro civil do CEP de Panambi, alunos
de pós-graduação de Engenharia Civil, Engenharia Elétrica, Engenharia da
Computação, Engenharia de Controle e Automação. Os alunos são parte ativa no
processo, enfrentando problemas reais que trazem experiência e estimulam o
aprendizado nesta área tão específica.
Características do aerogerador
Fabricantes: Centro Tecnológico e de Formação Profissional do CEP, Metalúrgica Fratelli e GEPOC/CT/UFSM
Modelo: DR 14
Rotor: Controle ativo do ângulo de passo das pás
Sentido de Rotação: Horário
Diâmetro do rotor: 14m
Rotação do rotor: 10 a 60 rpm
Velocidade do vento: Início de produção – 2,5 m/s; Potência nominal – 11 m/s; e Corte de produção – 20 m/s
Controle da Potência: Ângulo das pás
Gerador Principal: Alternador assíncrono 20 kW
Monitoramento Remoto: Sistema Global para comunicações móveis
Peso: 3200 Kg
