Escola Politécnica da USP

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Energia do vento

rotor

Uma equipe de pesquisadores do Núcleo de Energias Renováveis da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (Poli-USP) está desenvolvendo um rotor aerodinâmico 100% nacional para turbinas eólicas de 10 Kilowatts. O equipamento é ideal para gerar energia elétrica em áreas isoladas, que não dispõem de rede de transmissão. Liderado pela professora Eliane Aparecida Faria Amaral Fadigas, do Departamento de Energia e Automação Elétricas da Poli, o projeto está sendo realizado em parceria com a empresa Enersud, única fabricante de turbinas eólicas de pequeno porte do Brasil.

O rotor é o componente da turbina eólica que gira com a passagem dos ventos. Geralmente é composto por três pás e um eixo no qual elas são acopladas. Para produzir a energia, o rotor é acoplado a um gerador elétrico, sendo o conjunto colocado no alto de uma torre, em regiões com bom potencial de vento. Quando as pás se movimentam, a energia cinética do vento é transformada em energia mecânica; e o gerador ligado ao eixo converte essa em eletricidade.

Diferentemente da maioria das turbinas eólicas de pequeno porte existentes no mercado, o da Poli/Enersud terá controle automático do giro das pás em torno do seu eixo longitudinal, permitindo um melhor ajuste do controle de velocidade e potência.  “Em geral, turbinas eólicas com menos 50 kilowatts de potência não possuem esse tipo de controle, apenas um leme acionado pelo vento e pás fixas. O controle automático do nosso rotor permitirá o giro e a regulagem das pás, ampliando a eficiência da turbina”.

turbina_modelO primeiro passo do projeto coordenado por Eliane foi realizar o modelamento matemático do rotor; pás e acoplamento. Com o uso de um software específico, foram feitas simulações aerodinâmicas para identificar os parâmetros ótimos do equipamento. “O modelo matemático representa as características físicas que o rotor deverá ter, tais como as forças de empuxo a que estará submetido, dimensão e o perfil aerodinâmico das pás e as diversas forças que atuam em função da incidência do vento nas pás”, explica a pesquisadora.

A próxima etapa será a construção de um protótipo, que deverá estar concluído e testado até julho deste ano. A Enersud, responsável pela fabricação da turbina, está terminando de confeccionar o alternador elétrico do equipamento e o sistema de controle. Depois de pronto, o protótipo passará por vários testes. “A turbina eólica projetada será então instalada em campo para que seja avaliado o seu desempenho em condições reais”, afirma Eliane. Uma vez finalizados os testes, a turbina eólica  será colocada no mercado pela Empresa Enersud.

O projeto faz parte de um edital lançado em 2006 pela Financiadora de Estudos e Projetos do Ministério da Ciência e Tecnologia (Finep/MCT), para incentivar a nacionalização de equipamentos na área de energias renováveis. De acordo com especialistas, o consumo de energia elétrica no Brasil crescerá a uma taxa média anual de 4% a 4,5% até 2020, o que requer aumento da capacidade de geração de energia para 152 GW (gigawatts).

Uma das apostas para chegar a isso é aumentar os investimentos em algumas fontes alternativas de energia como solar, biomassa e eólica, que hoje respondem por uma pequena parte da geração elétrica no país. Apesar desse tipo de energia ainda ser mais cara que outras fontes tradicionais, ela é a mais indicada para determinados locais, como residências e instalações rurais em áreas isoladas, ilhas ou aonde a rede de transmissão elétrica convencional não chega.