APS GERAÇÃO ENERGIA EÓLICA

OBJETIVOS

Este trabalho tem a finalidade de demonstrar, através da criação de um protótipo, a possibilidade de carregar um aparelho celular através de energia eólica. Ao longo do mesmo, será demonstrado seu embasamento teórico - através de bibliografia específica - as etapas de construção e sua conclusão.

DESENVOLVIMENTO TEÓRICO

1. Tipos de geração de energia, com foco principal em energia eólica e viabilidade de cada tipo de energia no Brasil

A energia eólica é obtida pelo movimento do ar (vento) e é considerada atualmente a energia mais limpa do planeta Terra. É uma fonte de energia muito abundante, estando disponível em diversos lugares e em diferentes intensidades, tendo sido uma boa alternativa  em substituição às energias que não são renováveis.

O consumo de energia cresce cada vez mais em países em desenvolvimento como o Brasil, chegando a 5% ao ano. Em nosso país ainda predomina a energia hidrelétrica. Porém, os crescente impactos ambientais nos obrigam a pensar em outras alternativas, haja vista a recente crise que houve em SP, na qual, devido à falta de chuvas, fomos obrigados a sofrer com racionamento de água e aumento da conta de energia elétrica.

O aproveitamento do potencial hidrelétrico brasileiro tem se tornado bem mais complicado, principalmente pelos impactos ambientais e pela distância dos centros de geração dos principais utilizadores. A região Nordeste do Brasil é a que possui o maior potencial eólico. Considerando que a maior incidências de vento na região Nordeste ocorre quando o fluxo de vazão dos rios que são responsáveis pela geração hidrelétrica é mínimo, a energia eólica surge como  alternativa válida para incrementar a oferta de energia ao sistema elétrico brasileiro.

Tipos de Energia

Existem diversas fontes de energia, a saber, hidráulica, fósseis, biomassa, eólica, etc. todas são formas indiretas de energia solar. A radiação solar pode ser utilizada de forma direta – energia térmica – ou pode ser convertida diretamente em energia elétrica.

O aproveitamento da iluminação natural e do calor para o aquecimento dos ambientes, o que pode ser chamado de aquecimento solar passivo, é decorrente da penetração/absorção da radiação em edificações, o que diminui a necessidade de iluminação.

Já o aproveitamento térmico para o aquecimento de fluidos é realizado por meio de concentradores/coletores solares. Os coletores são mais utilizados para aplicação em residências e comércios, por exemplo, restaurantes, hospitais, clubes, entre outros, além de ser utilizado para o aquecimento de água. Já os concentradores são mais utilizados em aplicações que necessitam de temperaturas mais elevadas, como, por exemplo, a produção de vapor, através de uma turbina a vapor gerando eletricidade através de um gerador.

Em relação ao aproveitamento da energia solar, os mais utilizados nos dias de hoje são aquecimento de água e geração fotovoltaica de energia elétrica.

- Energia Eólica

A energia eólica é a energia cinética que está contida nas massas de ar que estão em movimento, ou seja, os ventos. O aproveitamento desta energia acontece através da conversão desta energia cinética em energia de rotação. Para isto, são utilizadas turbinas eólicas para a geração de eletricidade. A energia eólica já é bastante utilizada há muito tempo, para moagem de grãos, bombear água, entre outras aplicações. Teve seu início no final do século XIX, mas atingiu seu ápice com a crise internacional do petróleo na década de 1970. A primeira turbina eólica ligada a rede elétrica foi instalada na Dinamarca em 1976.

Com o avanço tecnológico os custos têm sido constantemente reduzidos. O custo dos equipamentos diminuiu, o que favorece o desempenho e a confiabilidade dos equipamentos.

- Usina Termonuclear

As usinas nucleares são diferentes das Usinas Térmicas convencionais quanto à fonte de calor. Na usina térmica são queimados carvão, gás ou óleo. Na usina Nuclear é utilizado o urânio para aquecer a água circulante no reator. A reação nuclear acontece quando um nêutron colide com o átomo de elemento e é absorvido pelo mesmo. Este processo é chamado de Reação em Cadeia.

- Usina Termoelétrica

Em uma usina termoelétrica, o sistema geralmente é composto por uma caldeira a vapor, turbina a vapor e gerador elétrico. A caldeira produz o vapor que é transmitido à turbina. Essa água transformada em vapor movimenta as pás da turbina, a qual movimentará o gerador.

São utilizados condensadores para que o vapor de água seja resfriado e transformado em água líquida para que seja reencaminhado à caldeira, gerando um novo ciclo. Um dos grandes problemas das usinas termoelétricas é que elas são grandes contribuidoras do aquecimento global, pois aumenta o efeito estufa e de chuvas ácidas, devido à queima de combustíveis fósseis.

1. Princípio de funcionamento de geradores e receptores

Receptores elétricos são todos os dispositivos que transformam energia elétrica em energia não-elétrica. Um exemplo de receptor é o motor elétrico, que pode ser utilizado em liquidificadores, batedeiras, ventiladores, entre outros. Ao receber a energia elétrica esses motores a transformam em energia mecânica.

Ao ligarmos um desses aparelhos a uma fonte de energia elétrica, observa-se que essa energia é transformada em energia mecânica de rotação, porém, essa energia acaba sendo dividida. Uma parte desta energia vai para o funcionamento do aparelho e a outra parte é dissipada devido à resistência, o que faz com que o aparelho esquente.

Quando um gerador é ligado a um receptor, o gerador é o que apresenta a maior força eletromotriz. Quando um receptor é ligado a um gerado, a potência útil do gerador será a potência total do receptor elétrico. Recebendo esta potência total, o receptor utiliza parte da mesma para seu funcionamento normal, que é a potência útil, e a outra parte é dissipada.

1. Tipos de diodos e aplicações

O diodo semi-condutor é um dispositivo eletrônico que pode ser feito de silício ou germânio. A função do diodo é retificar a corrente elétrica. É utilizado em aparelhos eletrônicos, como, por exemplo, aparelhos de som, computadores, televisões.

Abaixo segue o símbolo utilizado para representar o diodo. O sentido da flecha indica o sentido da corrente elétrica.

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O diodo é simbolizado por uma flecha que indica o sentido da corrente elétrica

Funcionamento dos diodos

A corrente elétrica que é fornecida pelas empresas produtoras de energia são alternadas. Isto significa que mudam sua polaridade entre positivo e negativo com uma frequência de 60 Hz. A maioria dos aparelhos eletrônicos funcionam com corrente contínua. O diodo funciona como uma chave fechada, ou seja, a função do mesmo é deixar passar a corrente em apenas uma polaridade, conforme figura abaixo: