Projeto - Savonius

. INTRODUÇÃO HISTÓRICA

A energia gerada pelos ventos é utilizada há cerca de cinco mil anos para a navegação de navios, mas foi no século III d.C. que surgiram as primeiras máquinas com a capacidade de converter a energia dos ventos em trabalho (DUTRA, 2008 apud SIMAS, 2012). A energia gerada pelos ventos foi utilizada por séculos para a moagem de grãos, produção de óleos vegetais e para bombear água, mas só foi utilizada para geração de energia elétrica no século XIX. Entretanto, quando as grandes reservas de petróleo foram descobertas, o uso da energia eólica caiu em desuso e fora utilizado somente em lugares mais afastados onde as redes de distribuição não haviam chegado (DUTRA, 2008 apud SIMAS, 2012).

Figura 1 – Moinho de Vento Holandês

Fonte: Google Imagens,2017.

O ressurgimento das energias renováveis é resultado direto dos choques petrolíferos da década de 1970 (COSTA et al., 2009 e SIMAS, 2012). De um lado estava a necessidade de assegurar a diversidade e segurança no fornecimento de energia e, do outro, a obrigação de proteger o ambiente, cuja degradação é acentuada pelo uso de combustíveis fósseis. Isso fez com que o interesse pelas energias renováveis.

Dentre as tecnologias, a energia eólica foi a que recentemente obteve maior sucesso, tendo um crescimento no período de 2000 a 2007, um aumento de 600% (COSTA et al., 2009 e SIMAS, 2012).

O número de empresas que estão interessadas neste setor é crescente no Brasil, e um comprometimento do governo a longo prazo com o desenvolvimento dessa energia renovável é fundamental para garantir a formação no país de uma cadeia de equipamentos eólicos (COSTA et al., 2009).

O crescimento da energia proveniente do setor eólico passou um longo período de estagnação no Brasil, entretanto, nos últimos três anos, a contratação de projetos eólicos elevou a capacidade instalada em operação em quase cinco vezes em apenas cinco anos, fazendo-se necessária a avaliação do impacto deste crescimento nível de empregos no país (SIMAS, 2012).

O Brasil foi o primeiro país da América Latina a instalar um aerogerador no início dos anos 1990. Através do financiamento do instituto dinamarquês Folkecenter, o Centro Brasileiro de Energia Eólica (CBEE) formou uma parceria com a Companhia Energética de Pernambuco (CELPE). A turbina de 75 kW foi instalada no arquipélago de Fernando de Noronha em 1992 e supriu 1/10 da demanda total da ilha e, economizou, assim, 70.000 litros de diesel/ano (SIMAS, 2012).

2. ENERGIA EÓLICA

Os ventos, formados pela radiação solar e pela rotação da Terra, são uma fonte infinita de energia e, portanto, uma opção energeticamente sustentável. No Brasil, onde 61% da oferta de energia primária é proveniente de combustíveis fósseis e onde 47% da eletricidade é gerada por meio do consumo destes combustíveis não renováveis, é de extrema importância que as autoridades possuam desde já uma estratégia de substituição gradativa da matriz global para garantir energia às gerações futuras (COSTA et al., 2009).

Há outros pontos que merecem destaque no processo de geração da energia eólica, como o baixo impacto ambiental que por sua vez não utiliza água nem há emissão de gases do efeito estufa durante toda a fase de operação dos aerogeradores. A usina eólica não apresenta perigo de vazamento de combustível diferentemente da hidrelétrica e usina nuclear, além da possibilidade de ocupação do terreno por plantações ou pastagens em torno da base pois as pás do equipamento ficam à uma altura relativamente alta do solo, não representando assim, risco aos animais que passarem por ali.

Segundo o Painel Intergovernamental para as Mudanças Climáticas, o potencial técnico de aproveitamento da energia eólica é maior que a produção mundial de eletricidade, apesar da distribuição não uniforme entre os países. Considerando barreiras políticas, econômicas e tecnológicas, a energia eólica deverá suprir, em 2050, até 20% da demanda mundial de energia elétrica (IPCC, 2002 apud SIMAS, 2012).

3. AEROGERADOR DE EIXO VERTICAL

O eixo vertical é montado em um plano perpendicular em relação ao solo. As vantagens desse modelo são: não necessitar de um mecanismo que ajuste a direção do eixo quando a direção do vento mude; simplicidade na concepção e possibilidade de instalação junto ao solo de todo o equipamento de conversão da energia mecânica. Por outro lado, a desvantagem consiste no fato das pás terem os ângulos constantemente alterados, o que limita o rendimento e causa vibrações alteradas (COSTA et al., 2009 e CASTRO, 2009).

O único modelo de eixo vertical que fora vendido, fabricado comercialmente era uma máquina do modelo Darrieus, normalmente com pás em forma de C (CASTRO, 2009).

Figura 2 - Turbina de Eixo Vertical

Fonte: Castro, 2009.

Segundo CASTRO, o campo dos microgeradores eólicos apresentam grandes potencialidades de desenvolvimento em ambiente urbano, ligados à rede, ou em ambiente rural, em sistema isolado.

4. SAVONIUS

Em 1929, Sigurd J. Savonious, de Helsingfors – Finlândia, desenvolveu e patenteou um modelo de turbina que tornou-se um dos tipos mais populares de turbinas radiais de arrasto (AKWA, 2010). Essa turbina, chamada comumente de turbina Savonius, consiste basicamente de um rotor de duas ou mais pás moldadas de forma a terem individualmente sua parte côncava e outra convexa em relação à direção do vento (AKWA, 2010).

A grande variedade de alternativas ao projeto é uma das principais vantagens do uso de uma turbina Savonius. Outras vantagens do uso de tais dispositivos são: o baixo custo de construção e pouca complexidade; o alto torque de partida; o rotor com aproveitamento provindo de qualquer direção, que elimina a necessidade de sistema de posicionamento; baixa velocidade angular de operação que reduz o desgaste das partes móveis da máquina e reduz poluição sonora; a possibilidade de isso de material alternativo na construção, como o uso de tonéis de metal já utilizados; a possibilidade do uso do dispositivo em outras formas de aproveitamento de energia, como em aproveitamentos hidrocinéticos, na extração de energia das marés, das ondas e de energia solar por meio de chaminés solares (VANCE, 1973; FERNANDO E MODI, 1989; MENET et al., 2001; NAKAJIMA et al.,