Energia eólica: como funciona um parque eólico onshore?

A energia eólica se baseia no aproveitamento da força do vento para gerar eletricidade, mas você sabe o que está por trás de todo esse processo e como funciona um parque eólico terrestre?

Todo mundo já viu um desses dispositivos movidos a vento que erroneamente chamamos de “moinhos de vento”; seja em seu entorno, em uma viagem de carro sem fim, cheia de horizontes para descobrir, ou através de uma tela. As turbinas eólicas, que é como são chamados os responsáveis ​​por transformar os projetos de Éolo em uma fonte inesgotável de energia renovável para nosso uso, são dispositivos tecnologicamente avançados que apresentam muitas semelhanças estéticas com os moinhos que historicamente povoaram as paisagens de muitos países (principalmente dedicados à moagem de grãos graças a uma ação mecânica resultante do aproveitamento do vento); embora o uso da energia e sua conversão em eletricidade, além de muitas outras coisas que veremos mais adiante, os torne muito diferentes. Então, vamos ver como funciona um parque eólico terrestre e quem são os atores por trás desse tipo de energia verde.

Para entender como funciona a energia eólica, a primeira coisa a lembrar é que uma turbina eólica não é um elemento individual, mas sim parte de uma entidade maior e mais complexa: um parque eólico. Embora existam turbinas eólicas individuais no caso de pequenos consumidores, essa é outra história. Esta turbina eólica está conectada, tanto do ponto de vista elétrico quanto do ponto de vista de envio e recebimento de informações, com o restante das turbinas eólicas e elementos de diferentes tipos que compõem um parque. Assim, a empresa que opera o referido parque está sempre a par, graças aos sensores e à intercomunicação dos diferentes elementos, do estado em tempo real de cada aerogerador: problemas mecânicos, energia gerada, problemas eletrónicos, paragens técnicas…

Por isso, para que todo o conjunto funcione corretamente, um parque eólico terrestre é composto pelos seguintes elementos:

Principais partes de um parque eólico Baseada em terra

• Turbina eólica: Gera eletricidade por meio da ação física do vento sobre as pás, que são conectadas ao rotor por um elemento chamado cubo. Cada turbina eólica pode ter uma potência que varia de 0,5 a 7 MW, dependendo do seu tamanho. A energia gerada já sai em média tensão graças ao transformador e células de média tensão alojados no interior na maioria dos casos, ou na base do aerogerador em casos excepcionais.
• Rede elétrica de média tensão: São as artérias do parque eólico por onde flui a eletricidade a caminho do consumo.
• Subestação ou ponto de conexão: Este elemento é responsável por elevar a tensão de geração à tensão de transporte e despejar a energia gerada na rede elétrica de transporte ou distribuição.
• Linhas de transmissão ou distribuição: Atores altamente reconhecíveis, graças às suas torres distintivas, e que são responsáveis ​​por transportar energia verde para as nossas casas.

Desta forma, uma vez que o aerogerador começa a funcionar, através do movimento de rotação, faz com que o gerador instalado na nacela, produza energia elétrica transformando energia mecânica em energia elétrica. Por sua vez, o transformador eleva a tensão para evitar perdas elétricas, e a energia é despejada na rede de média tensão, onde passa por fiação subterrânea (em alguns países, como EUA ou Brasil, essa rota é aérea) junto com a energia gerada por outras turbinas eólicas. Nesse ponto, a energia elétrica chega à subestação transformadora para ser elevada à alta tensão e facilitar sua evacuação para a rede de transmissão ou distribuição; distribuída ao consumidor final graças ao papel das linhas de transmissão de alta e média tensão localizadas nas torres elétricas.

De que partes uma turbina eólica é composta?

Agora que conhecemos o funcionamento básico do parque eólico terrestre, é hora de nos concentrarmos na turbina eólica como um elemento individual, já que seu funcionamento explica, em sua essência, como a energia gerada pelo vento é primeiro convertida em energia mecânica e depois em energia elétrica. Para fazer isso, vamos primeiro olhar para as partes que compõem esses rivais modernos de Dom Quixote.

Energia eólica: Principais elementos de uma turbina eólica

1. Pás: São os protagonistas visíveis que coletam a energia do vento e transformam em energia mecânica que aciona o rotor. Suas dimensões são gigantescas, variando entre 40 e 165 metros de diâmetro dependendo do modelo.
2. Rotor: Este elemento, semelhante ao rotor de um avião com hélice, é formado pelo cubo, que é o ponto de conexão das pás, unindo-as em um conjunto de peças, e permitindo que o movimento do vento seja transmitido para o interior da gôndola.
3. Gôndola: Longe de ser um barco veneziano, esta parte é uma espécie de sala que contém elementos complexos, essenciais para converter a energia mecânica de rotação em energia elétrica.
   1. A caixa de engrenagens: É a principal responsável por gerar mudanças de velocidade dentro da máquina para passar a energia mecânica para o gerador.
   2. O gerador: É responsável por converter a energia cinética do vento em energia elétrica.
4. Torre: Além de ser um simples poste gigante sobre o qual é erguida a estrutura das pás e da gôndola, este grande cilindro contém Elementos essenciais para a correta distribuição de energia elétrica:
   1. Fiação: Corre dentro da torre e transporta a energia elétrica recém-criada através dos elementos internos.
   2. Transformador: Este elemento, que pode estar dentro ou fora da própria torre, é responsável por elevar a eletricidade para média tensão para evitar perdas.
   3. Célula de média tensão: É um elemento crítico semelhante a um interruptor doméstico; é um dispositivo de comutação mecânica (abertura e fechamento) que permite transportar a corrente gerada ou interromper seu fluxo tanto em circunstâncias normais quanto em condições anormais específicas. Sua função fundamental é proteger o transformador de possíveis problemas.
5. Fundação: É o elemento que suporta o peso de todo o conjunto do aerogerador, ancorando-o ao solo.
6. Rede de média tensão: São as artérias que percorrem toda a instalação e permitem o escoamento da energia elétrica renovável gerada.

Tem alguma dúvida sobre como a energia eólica chega à sua casa? Assista a este vídeo: