Não podemos ver o ar da mesma forma que podemos ver a água, mas saiba que ele também é um fluido como qualquer outro. A diferença está no fato de que o ar tem as suas partículas na forma gasosa e não líquida. Quando o ar se move de forma rápida como vento as partículas também se movem rapidamente.
A Captação da Energia Cinética do Ar
O movimento das partículas do ar é basicamente energia cinética que pode ser capturada como a energia da água em movimento (esta capturada por uma turbina de uma usina hidrelétrica). Quando se trata de energia eólica a captação é feita através de uma turbina em forma de pás que são projetadas com o objetivo de capturar a energia cinética produzida pelo vento.
Energia Eólica
O restante do processo é quase igual ao que acontece numa usina hidrelétrica. Quando as pás da turbina captam a energia do vento e começam a se mexer elas gira um eixo que une o cubo do motor a um gerador. Esse gerador é o responsável por transformar essa energia rotacional em eletricidade.
Sendo assim para gerar eletricidade a partir do vento é só uma questão de conseguir transferir energia de um meio para outro.
A Energia Eólica
Ar Quente e Ar Frio
Toda a energia eólica começa com o sol, pois quando o sol esquenta uma determinada área da terra o ar que fica ao redor dessa massa de terra acaba absorvendo parte desse calor. Numa certa temperatura o ar mais quente começa a se elevar mais rapidamente já que existe um determinado volume de ar mais quente que é mais leve do que um volume igual de ar que é mais frio.
As partículas de ar mais quentes se movem mais rapidamente e assim exercem uma pressão maior do que aquelas que se movem mais devagar (as mais frias). Assim são necessárias menos partículas de ar quente para manter a pressão normal do ar numa determinada elevação.
Quando o ar que é mais quente e leve se eleva subitamente o ar mais frio flui de forma mais rápida para conseguir preencher o espaço que foi deixado vazio. O ar que preenche o espaço deixado vazio é o que chamamos de vento.
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Pás
Quando colocamos um objeto como uma pá no caminho do vento ele irá empurrá-la e assim transferir parte da sua própria energia de movimento para o objeto. Dessa forma é que a turbina eólica captura a energia do vento. Trata-se do mesmo processo que acontece com um barco a vela.
Turbina Simples de Captação de Energia Eólica
A turbina para geração de energia eólica mais simples consiste de três partes fundamentais:
Pás do Rotor – Podemos dizer que as pás são o que as velas são para um barco. Basicamente atuam como barreiras para o vento (alguns projetos mais modernos e atualizados de pás vão mais além do que simplesmente serem barreiras). Assim quando o vento força as pás a se moverem ele acaba transferindo parte da sua energia para o rotor.
Eixo – O eixo da turbina eólica é o que fica conectado ao cubo do rotor. Assim quando o rotor gira o eixo acaba girando junto. Dessa forma o rotor transfere parte da sua energia mecânica rotacional para o eixo. O eixo fica conectado a um gerador elétrico que fica na outra extremidade.
Gerador – O gerador é um dispositivo que em essência é bastante simples e que usa as propriedades de indução eletromagnética para a produção de uma tensão elétrica, uma diferença no potencial elétrico. Essa tensão é em essência a “pressão” elétrica, uma força que é responsável por mover a eletricidade ou uma corrente elétrica de um ponto para outro.
Curiosidades
Dessa forma podemos dizer que a geração de tensão é na verdade uma geração de corrente. O gerador simples basicamente consiste em um condutor e imãs. O condutor é apenas um fio que está enrolado numa forma de bobina. O eixo, dentro do gerador, se conecta a um grupo de imãs permanentes que ficam circundantes a bobina.
Durante uma indução eletromagnética se existe um condutor circundado por imãs e uma dessas partes está girando em relação a outra então estará induzindo uma tensão no condutor. Então quando o rotor gira o eixo este gira um conjunto de imãs que acaba gerando tensão na bonina.
A tensão criada induz a circulação de corrente elétrica (em geral uma corrente alternada) por meio das linhas de energia elétrica para distribuição. Esse sistema que descrevemos é bastante simplificado quando comparado as possibilidades da moderna tecnologia das fazendas eólicas e quintais de propriedades rurais.
Esses últimos possuem uma estrutura mais complexa embora os princípios fundamentais sejam os mesmos.
A História da Energia Eólica
A energia eólica é utilizada pela humanidade desde o Egito Antigo, nos barcos a vela. As velas dos barcos capturavam a energia criada pelo vento para que o barco pudesse se locomover ao longo da água. Cerca de 2 mil a.C., na antiga Babilônia, já existiam moinhos de vento utilizados para moer grãos.
Na antiga Pérsia esses moinhos datam de cerca de 200 a.C. Esse moinhos consistiam numa ou mais vigas de madeira que eram montadas de forma vertical e em cuja base havia uma pedra de rebolo fixado ao eixo rotativo que girava devido a ação do vento. Rapidamente essa ideia de utilizar a energia do vento em moinhos se espalhou ao longo do Oriente Médio sendo usada largamente antes que o primeiro moinho fosse erguido na Europa.
No começo do século XI d.C. os cruzados europeus acabaram levando essa ideia para casa e foi criado o famoso modelo de moinho de vento holandês. Por volta de 1930 a tecnologia da energia eólica moderna e as suas possíveis aplicações estavam bem desenvolvidas.
Porém, depois que a eletricidade passou a ser distribuída para as cidades do interior do Estados Unidos, um dos principais pólos de energia eólica então, o seu uso começou a decrescer. Porém, com a escassez do petróleo no começo da década de 70 a energia eólica foi revivida.
Na década de 80 as turbinas de energia eólica dos EUA tinham uma capacidade máxima de 150 KW, já em 2006 essas turbinas passaram a ter a capacidade de até 4 MW.
