FUNDAÇÃO ESCOLA TÉCNICA LIBERATO SALZANO VIEIRA DA CUNHA Projeto de Pesquisa da Primeira Série Série: Primeira Curso: Eletrotécnica Turma: 2123 Sala: 234 Início: 17 de junho de 2009 Entrega: 17 de julho de 2009 Aluno: Paula Mendes (24) Aluno: Luis Gustavo (19) Aluno: Stéfani Oliveira (28) Orientador: Prof. Taylor Barcelos Co-orientador: Prof. Cícero Marcos GERADOR EÓLICO 1 INTRODUÇÃO No dia 19 de maio de 2009, fomos com os professores da Fundação Liberato, ao Museu de Ciência e Tecnologia da PUC. Nos foi dada a proposta de escolher uma experiência, a fim de construir um protótipo. Durante a visita, vimos muitos trabalhos, mas o que mais nos chamou a atenção foi um trabalho sobre um tipo de energia renovável, a Energia Eólica. Chegamos à conclusão de que este projeto era muito adequado ao grupo, pois trata sobre energia elétrica, foco principal do nosso curso. 1.1 Tema O tema do projeto é Energia Eólica, um tipo de energia renovável obtida a partir da força dos ventos. Escolhemos este tema, pois o projeto se resume em uma pequena estação de energia eólica, ou seja, um mini-cata-vento de energia eólica. O projeto envolve o estudo de deferentes tipos de cata-vento e de geradores que convertem a energia eólica em energia elétrica. 1.2 Justificativa(s) A energia eólica é de grande importância ao mundo, pois, segundo o Greenpeace em 2007, esta forma de conseguir energia pode garantir 10% das necessidades mundiais de eletricidade até o ano 2020, criar 1,7 milhões de novos empregos e reduzir a emissão global de dióxido de carbono na atmosfera em mais de 10 bilhões de toneladas. Analisando esses fatos, percebemos que, esse trabalho é de grande interesse ao grupo, pois, gostaríamos de influenciar as pessoas a usarem essa forma tão correta de conseguir energia, e como eletrotécnicos, estar preparados para as novidades do mercado de trabalho que nos aguarda.
1.3 Delineamento A pesquisa será desenvolvida de forma descritiva, pois iremos construir um gerador eólico de forma reduzida, mas mantendo as características do projeto original e descrever o trabalho. Descrevendo como a energia eólica é convertida em energia elétrica e distribuída para a população conheceremos melhor esta importante fonte de energia. 1.4 Problema Como transformar energia eólica em energia elétrica? 1.5 Hipótese Podemos transformar a energia eólica em energia elétrica com a ajuda de um catavento acoplado a um dínamo por meio de engrenagens para que este dínamo adquira a velocidade de rotação necessária para a geração de energia elétrica. 1.6 Objetivo(s) Construir um pequeno cata-vento capaz de movimentar um dínamo de lanterna com velocidade suficiente para gerar energia elétrica que possa acender uma lâmpada pequena. 1.6.1 Critérios do projeto O critério de nosso projeto é construir um cata-vento pequeno, com até 50 cm de altura, que, com um dínamo de lanterna acoplado ao cata-vento, possa gerar energia elétrica suficiente para acender uma lâmpada pequena. Inicialmente, a idéia é usar um dínamo de lanterna, mas, a potência desse dínamo pode ser insuficiente. Se não for suficiente, usaremos um dínamo de bicicleta acoplado ao catavento. 2 CONTETUALIZAÇÃO DA PESQUISA O primeiro passo do grupo sobre a realização do trabalho foi pesquisar sobre os assuntos mais importantes relacionados a nosso tema. Apesar de o tema ser muito complexo, não vimos grandes problemas em captar informações. Deixamos claro que, todas as informações obtidas nos itens a seguir são as conclusões que obtivemos durante a pesquisa. 2.1 Contextualização histórica A energia do vento (eólica) foi empregada desde a antiguidade para mover moinhos. Hoje com o fim da abundância do petróleo e carvão, volta-se a falar nessa forma de energia, só que de maneira diferente, voltada à eletricidade. A utilização desta fonte de energia para a geração de eletricidade, em escala
comercial, teve inicio há pouco mais de 30 anos e através de conhecimentos da indústria aeronáutica os equipamentos para a geração eólica evoluíram rapidamente em termos de idéias e conceitos preliminares para produtos de alta tecnologia. No inicio da década de 70, com base na crise mundial do petróleo, houve um grande interesse de paises europeus e dos EUA em desenvolver equipamentos para a produção de eletricidade que ajudassem a diminuir a dependência do petróleo e do carvão. Existem atualmente 30000 turbinas eólicas de grande porte em operação no mundo, com capacidade instalada da ordem de 13500MW. 2.2 Contextualização geográfica Atualmente existem no mundo 30.000 mil geradores que produzem eletricidade a partir da força eólica. Na Dinamarca, a contribuição da energia eólica é de 12% da energia elétrica total produzida. No norte da Alemanha, a contribuição eólica já passou de 16%. Já a União Européia tem como meta gerar 10% de toda eletricidade a partir dos ventos até 2030. 2.3 Contextualização teórica Não há fontes que comprovem quando foi descoberta a energia eólica, nem quem a descobriu, mas sabemos que ela já era utilizada desde a antiguidade. Há poucos anos que a energia eólica vem sendo voltada à eletricidade. 3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Para tornar mais possível ainda a realização de nosso trabalho, estudamos as partes mais importantes que ele envolve. Os componentes principais para gerar energia eólica são: as pás (catavento), o dínamo e a carga (lâmpada). Assim estudamos cada um dos itens. 3.1 As pás (catavento) Inicialmente a idéia é usar um catavento comum. Este catavento, não é próprio para a produção de energia, pois, é um modelo bem original, muito usado pelas crianças em parques. Tem quatro pás, as pás são especificamente projetadas para se mover de acordo com o vento e essas pás são muito leves, obviamente que esse modelo de cata vento não é apropriado para gerar energia, mas concluímos outros tipos de cata vento seriam muito pesados para mover o dínamo. 3.2 Dínamo Dínamo é um aparelho que gera corrente contínua convertendo energia mecânica em elétrica, através de indução eletromagnética. É constituído por um ímã, uma bobina e um
comutador. No dínamo o imã gira com a bobina ao seu redor. Este movimento gera a variação do campo magnético do imã, surgindo então, uma corrente elétrica no conjunto de espiras da bobina. O dínamo que será usado no trabalho é um dínamo de lanterna que produz uma voltagem aproximada a 3,6v. Este dínamo é consideravelmente leve. 3.3 Carga ou Lâmpada As lâmpadas LEDs tem uma duração 10 anos (ligada 24 hora por dia) e 30 anos (quando ligada 10 horas por dia). Elas reduzem ainda o consumo energético, pois são lâmpadas de baixo consumo e também não produzem calor. A lâmpada LED, que será usada é uma lâmpada comum de lanterna, na verdade a mesma lâmpada da lanterna a dínamo que conseguimos. 3.4 Energia Eólica A energia eólica é a energia que provem do vento. Ela é uma abundante fonte de energia, renovável, limpa e disponível em todos os lugares. Funciona assim: o vento bate nas pás no catavento fazendo com que a hélice gire, junto à hélice há várias engrenagens que fazem com que a bobina gire em torno de um ímã gerando uma diferença de potencial (energia elétrica). 4 METODOLOGIA De acordo com a fundamentação teórica, tiramos conclusões de como nosso trabalho poderia ser construído. Todo material utilizado é de baixo custo. 4.1 Proposta de solução O gerador será construído de sucata, um material barato e sem grandes complicações. O catavento será construído com material de garrafa pet, e terá o formato de catavento infantil. A base do catavento será um cano de PVC de 20 mm de espessura e 30 cm de comprimento. Terá três lâmpadas LED de 3,6v ao total. O dínamo será de lanterna (doação), esse dínamo tem capacidade de produzir uma corrente de, aproximadamente 30mA. A base (ou o tablado) será um tabuleiro de madeira com, aproximadamente 300cm². Serão necessários 50 cm de fio de cobre e 15 cm de fio de estanho.
Desenho da montagem: 4.2 Cronograma Nosso cronograma apresenta atividades que serão executadas. Tabela 1.Previsão de prazos para execução das atividades do projeto. Abr. Mai. Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Atividade Visita ao Museu da PUC Relatório de Visita ao Museu da PUC Tema Contextualização da Pesquisa Fundamentação Teórica Metodologia Entrega do trabalho completo Entrega para a professora Nara Inicio da construção do protótipo BIBLIOGRAFIA Energia Eólica. http://energiaeolica.predialnet.com.br/lado.htm, ultimo acesso feito em 15/07/2009.