Energia Eólica Desde que o homem utiliza a razão, o vento tem sido um dos seus principais aliados. O seu aproveitamento para encher as velas dos barcos coincide com o começo das grandes civilizações e marcou, substancialmente, a diferença entre elas. Fenícios, Gregos, Romanos, e mais tarde os portugueses utilizaram-no para mover, total ou parcialmente, os seus barcos, visando o comércio, conquistando novos domínios ou explorando mares desconhecidos. Foi a partir do século V que a utilização desta forma de energia se estendeu a terra firme e, mais concretamente, nos séculos XII e XIII com a aparição dos primeiros moinhos hidráulicos e de vento (que tanto caracterizaram a paisagem). Posteriormente, desempenhou um papel fundamental no sistema industrial do século XVI. O vento convertia-se, assim, numa das principais fontes de energia, não animal, da humanidade, até à aparição dos primeiros motores a vapor e de combustão no início do século XIX. Hoje em dia, está a impulsionar-se a aparição deste elemento com fins lúdicos ou comerciais, numa simbiose da tecnologia de vanguarda e a antiga sabedoria. O vento e a energia eólica O homem vive num oceano de energia. Ao redor dele a natureza trabalha constantemente, libertando energia em inesgotáveis quantidades da qual o homem apenas aproveita uma fração. As quedas de água podem proporcionar uma força hidroelétrica suficiente para suprir 80 % da energia total consumida pelo homem mas apenas 1 a 2 % dela é utilizada. Se os ventos fossem dominados, estes poderiam produzir duas vezes mais eletricidade, do que a força da água nos nossos dias. Página 1 de 6
Dentro das possibilidades energéticas e meio-ambientais das distintas energias renováveis, a eólica, pelo seu caráter limpo e inesgotável, permite um grande desenvolvimento, como recurso endógeno, em locais que contem com o potencial necessário para a sua aplicação. A atmosfera da Terra age como uma gigantesca máquina térmica. Os raios do Sol, mais fortes no equador do que nas regiões polares, causam o aquecimento do ar tropical que se eleva, cedendo lugar ao ar polar mais frio que se move para lhe tomar o lugar. Deste modo, o vento resulta do deslocamento de massas de ar, derivado dos efeitos das diferenças de pressão atmosférica entre duas regiões distintas e é influenciado por efeitos locais, como a orografia e a rugosidade do solo. Tecnologias Para aproveitar a energia do vento, existem diferentes tecnologias em função da sua utilização final. Contudo, todas estas técnicas têm em comum o facto de recorrerem à conversão da energia cinética do vento em energia mecânica. Para o aproveitamento da energia eólica existem vários tipos de tecnologia, que passamos a descrever, de forma sumária: Aeromotores Os moinhos de vento apareceram na Pérsia, no século V, para bombear água para irrigação. Os mecanismos básicos de um moinho de vento não mudaram, significativamente, desde então: o vento atinge a hélice que, faz girar um eixo, que impulsiona uma mó, uma bomba ou, em tempos mais modernos, mecanismos de extração de água em poços, muito diversificados nos Estados Unidos e em aplicações do mesmo tipo em Portugal. Este tipo de turbina tem uma reduzida eficiência na extração da energia do vento, quando comparada com as turbinas de apenas duas ou três pás, que em seguida se apresentam. Página 2 de 6
Turbinas eólicas Quando se pretende converter a energia mecânica, produzida pelo vento, em eletricidade, utilizam-se aerogeradores. Enquanto os aeromotores possuem rotores com muitas pás, os aerogeradores raras vezes possuem mais do que duas ou três pás. Como vantagem, os rotores com muitas pás, como os moinhos de bombagem, giram mais lentamente, podendo arrancar com ventos mais fracos. Apesar disso, quando a velocidade do vento aumenta, o rotor gira mais depressa mas o rendimento diminui, passando a aproveitar uma parte cada vez menor da energia do vento. Outro problema dos rotores com elevado número de pás, é a resistência que opõem ao vento e que tende a destruí-los, caso o vento seja muito forte. As hélices de uma turbina de vento são diferentes das lâminas dos antigos moinhos, sendo mais aerodinâmicas e eficientes. As hélices têm o formato de asas de avião e usam a mesma aerodinâmica. Através de uma série de engrenagens, a velocidade do eixo de rotação aumenta, estando este conectado ao gerador de eletricidade, que com a rotação em alta velocidade gera energia elétrica. Disponibilidade de Recursos A avaliação do potencial eólico de uma região requer trabalhos sistemáticos de coleta e análise de dados. Geralmente, uma avaliação rigorosa requer levantamentos específicos. Mas, aeroportos, estações meteorológicas e outras aplicações similares podem fornecer uma primeira estimativa do aproveitamento da energia eólica. Página 3 de 6
Velocidade do Vento (m/s) a 50 m de Altura 6,4 a 7,0 7,0 a 7,5 Região Superfície % de Superfície % de (10 3 km 2 ) território (10 3 km 2 ) território África 3.750 12 3.350 11 Austrália 850 8 400 4 América do Norte 2.550 12 1.750 8 América Latina 1.400 8 850 5 Europa Ocidental 345 8,6 415 10 Europa Oriental 3.377 15 2.260 10 Ásia 1.550 6 450 2 Total do Globo 13.650 10 9.550 7 Tabela 1: Distribuição do potencial eólico em cada região segundo a velocidade média do vento. [Organização Mundial de Meteorologia, 1993] Para que a energia eólica seja considerada tecnicamente, a uma altura de 50 metros, é necessária uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s. Segundo a Organização Mundial de Meteorologia, apenas 7 % da superfície terrestre apresenta uma velocidade média igual ou superior a 7 m/s, a uma altura de 50 m, como se constata na tabela1. Mesmo assim, estima-se que o potencial eólico bruto mundial seja da ordem de 500.000 TWh por ano, valor que equivale à produção de 47 mil centrais nucleares num ano é 30 vezes superior ao consumo atual de eletricidade no mundo. Porém, devido a restrições socio-ambientais e outros fatores, resulta que apenas cerca de 10 % do potencial eólico bruto é considerado tecnicamente. Ainda assim, esse potencial será quatro vezes superior ao consumo mundial de eletricidade. Página 4 de 6
Desvantagens da Energia Eólica Entre os principais impactos socio-ambientais dos parques eólicos, destacam-se os sonoros e os visuais. Estes, devem-se ao ruído dos rotores e variam de acordo com as especificações dos equipamentos. Segundo os autores, as turbinas de múltiplas pás são menos eficientes e mais barulhentas que os aerogeradores de alta velocidade. A fim de evitar transtornos à população vizinha, o nível de ruído das turbinas, deve cumprir padrões estabelecidos pela legislação vigente (a habitação mais próxima deverá estar a mais de 200 metros). Apresenta-se, em seguida, uma comparação do impacto ambiental das diferentes formas de produzir eletricidade (em Toneladas por GWh produzido). Fonte de energia CO 2 NO 2 SO 2 Partícula s CO Hidrocarboneto Resíduos Nucleares Total Gás natural 824 0,251 0,336 1,176 nq nq - 825,8 Nuclear 8,6 0,034 0,029 0,003 0,018 0,001 3,641 12,3 Solar 5,9 0,008 0,023 0,017 0,003 0,002-5,9 Fotovoltaica Biomassa 0 0,614 0,154 0,512 11,361 0,768-13,4 Geotérmica 56 8 nq nq nq nq - 56,8 Eólica 7,4 nq nq nq nq nq - 7,4 Solar 3,6 nq nq nq nq nq - 3,6 térmica Hidráulica 6,6 nq nq nq nq nq - 6,6 Fonte: US Departament of Energy, Council for Renewable Energy Education y AEDENAT nq = não quantificável Página 5 de 6
Vantagens da Energia Eólica - É uma fonte de energia segura e renovável; - Não gera resíduos, salvo os da fabricação dos equipamentos; - São instalações móveis, cuja desmantelação permite recuperar totalmente a zona; - Construção rápida (inferior a seis meses); - Benefícios económicos para os municípios; - Instalação compatível com outros usos do solo; - Criação de postos de trabalho; - Instalações tendem a atrair turistas; - Existem diferentes tamanhos e potências de equipamentos eólicos, os quais podem ser utilizados na eletrificação da sua moradia. Página 6 de 6