VENTO E ENERGIA EÓLICA
O vento consiste no deslocamento de massas de ar, sendo que esse
fenômeno é consequência do movimento do ar de um ponto no qual a pressão
atmosférica é mais alta em direção a um ponto onde ela é mais baixa. Os
principais elementos que interferem na pressão atmosférica são a temperatura e
a altitude: zonas de baixa altitude = zona de alta pressão atmosférica; zona de
elevada altitude = zona de baixa pressão atmosférica.
A distribuição de radiação solar
sobre a superfície terrestre ocorre de forma desigual, criando diferentes zonas
térmicas e regiões de alta e baixa pressão atmosférica. A variação da pressão
atmosférica é responsável pelo movimento das massas de ar, onde as áreas com
temperaturas mais elevadas formam as zonas de baixa pressão, cujo ar, por ser
mais leve, está em constante ascensão, podendo atingir até 10 mil metros de
altitude.
Os ventos são de fundamental
importância na dinâmica terrestre, visto que eles são modeladores do relevo,
transportam umidade dos oceanos para as porções continentais, amenizam o calor
das zonas de baixa pressão atmosférica, entre outros fatores.
De acordo com os movimentos, os
ventos podem ser:
Ventos de oeste: deslocam-se dos
trópicos em direção aos polos do planeta.
Ventos polares de leste: são ventos
que se deslocam dos polos em direção aos trópicos.
Ventos alísios: se direcionam dos
trópicos para as regiões próximas à linha do Equador.
Energia Eólica
A energia
eólica - produzida a partir da força dos ventos - é abundante, renovável, limpa
e disponível em muitos lugares. Essa energia é gerada por meio de
aerogeradores, nas quais a força do vento é captada por hélices ligadas a uma turbina
que aciona um gerador elétrico. A quantidade de energia transferida é função da
densidade do ar, da área coberta pela rotação das pás (hélices) e da velocidade
do vento.
A
avaliação técnica do potencial eólico exige um conhecimento detalhado do comportamento
dos ventos. Os dados relativos a esse comportamento - que auxiliam na
determinação do potencial eólico de uma região - são relativos à intensidade da
velocidade e à direção do vento. Para obter esses dados, é necessário também
analisar os fatores que influenciam o regime dos ventos na localidade do
empreendimento. Entre eles pode-se citar o relevo, a rugosidade do solo e
outros obstáculos distribuídos ao longo da região.
Para que
a energia eólica seja considerada tecnicamente aproveitável, é necessário que
sua densidade seja maior ou igual a 500 W/m2, a uma altura de 50
metros, o que requer uma velocidade mínima do vento de 7 a 8 m/s (GRUBB; MEYER,
1993). Segundo a Organização Mundial de Meteorologia, o vento apresenta
velocidade média igual ou superior a 7 m/s, a uma altura de 50 m, em apenas 13%
da superfície terrestre. Essa proporção varia muito entre regiões e
continentes, chegando a 32% na Europa Ocidental.
A
utilização dessa fonte para geração de eletricidade, em escala comercial,
começou na década de 1970, quando se acentuou a crise internacional de
petróleo. Os EUA e alguns países da Europa se interessaram pelo desenvolvimento
de fontes alternativas para a produção de energia elétrica, buscando diminuir a
dependência do petróleo e carvão .
Quanto à
aplicação desse tipo de energia no Brasil, pode-se dizer que as grandes
centrais eólicas podem ser conectadas à rede elétrica uma vez que possuem um
grande potencial para atender o Sistema Interligado Nacional (SIN). As pequenas
centrais, por sua vez, são destinadas ao suprimento de eletricidade a
comunidades ou sistemas isolados, contribuindo para o processo de
universalização do atendimento de energia. Em relação ao local, a instalação
pode ser feita em terra firme (on-shore) ou no mar (off-shore).
De acordo
com a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), o Brasil possui 248
megawatts (MW) de capacidade instalada de energia eólica, derivados de
dezesseis empreendimentos em operação. O Atlas do Potencial Eólico Brasileiro,
elaborado pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel), mostra um
potencial bruto de 143,5 GW, o que torna a energia eólica uma alternativa
importante para a diversificação do "mix" de geração de eletricidade
no País. O maior potencial foi identificado na região litoral do Nordeste e no
Sul e Sudeste. O potencial de energia anual para o Nordeste é de cerca de
144,29 TWh/ano; para a região Sudeste, de 54,93 TWh/ano; e, para a região Sul,
de de 41,11 TWh/ano.
Ainda que
a principal referência de potencial eólico do Brasil, o Atlas do Potencial
Eólico Brasileiro (Amarante et al., 2001), não apresente avaliações a respeito
da potencialidade energética dos ventos na plataforma continental do vasto
litoral brasileiro - que tem nada menos que 7.367 km de extensão e conta com avançado
desenvolvimento em tecnologias offshore em função do desenvolvimento e
capacitação para a prospecção e produção de petróleo e gás natural neste
ambiente - esta alternativa não pode ser ignorada e esta via deve ser ainda
cuidadosamente avaliada, tendo em vista que estes projetos apresentam um maior
volume específico de energia elétrica gerada ao beneficiarem-se da constância
dos regimes de vento no oceano.
As
aplicações mais favoráveis desta fonte energética no Brasil estão na integração
ao sistema interligado de grandes blocos de geração nos sítios de maior
potencial. Em certas regiões, como por exemplo, a região Nordeste, no vale do
Rio São Francisco, pode ser observada uma situação de conveniente
complementariedade da geração eólica com o regime hídrico, seja no período
estacional ou na geração de ponta do sistema - ou seja, o perfil de ventos
observado no período seco do sistema elétrico brasileiro mostra maior
capacidade de geração de eletricidade justamente no momento em que a afluência
hidrológica nos reservatórios hidrelétricos se reduz. Por outro lado, no
período úmido do sistema elétrico brasileiro, caracterizado pelo maior
enchimento destes reservatórios, o potencial de geração eólica de eletricidade
se mostra menor.
Assim, a
energia eólica se apresenta como uma interessante alternativa de
complementariedade no sistema elétrico nacional.
Embora se
insira dentro do contexto mundial de incentivo por tecnologias de geração
elétrica menos agressivas ao meio ambiente, como qualquer outra tecnologia de
geração de energia, a utilização dos ventos para a produção de energia elétrica
também acarreta em alguns impactos negativos - como interferências
eletromagnéticas, impacto visual, ruído, ou danos à fauna, por exemplo.
Atualmente, essas ocorrências já podem ser minimizadas e até mesmo eliminadas
por meio de planejamento adequado, treinamento e capacitação de técnicos, e
emprego de inovações tecnológicas.
Aspectos ambientais ligados à operação de usinas eólicas
- Emissão
de gases poluentes
O Brasil,
por possuir uma matriz de geração elétrica composta predominantemente por
fontes renováveis - principalmente de origem hidráulica - apresenta grandes
vantagens no que se refere à emissão evitada de CO2.
Além do
aspecto de diversificação da matriz energética, uma outra possibilidade
atraente para empreendimentos baseados no aproveitamento da energia eólica
inclui a comercialização do CO2 evitado por meio dos certificados de
redução de emissão de carbono no âmbito do Protocolo de Kyoto. Os países
desenvolvidos, para alcançarem suas metas poderão se utilizar dos
"mecanismos de flexibilidade", dentre os quais ressalta-se o
Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL). O MDL permite que países
desenvolvidos, por meio da implantação de projetos energéticos em países em
desenvolvimento, alcancem suas metas de redução da emissão de CO2 ou
outros gases de efeito estufa. O MDL é um mecanismo disseminador de tecnologia
com grande potencial de expansão, o qual poderá incentivar o setor privado a
investir em projetos energéticos no âmbito das energias renováveis, entre elas
a energia eólica.
Das
tecnologias disponíveis com emissões de CO2 abaixo do nível da
energia eólica, somente as grandes hidrelétricas são hoje comercialmente
competitivas. Entretanto, a utilização de grandes hidrelétricas tem sido
discutida em países como o Canadá e o Brasil (dois países que apresentam
grandes plantas hidrelétricas instaladas cada vez mais longe dos centros
consumidores), onde a decomposição da vegetação submersa nos grandes
reservatórios produz uma quantidade substancial de metano, que registra um
potencial de aquecimento 50 vezes maior do que o CO2.
Embora as
emissões de CO2 decorrentes das grandes barragens não se dêem no
mesmo patamar das emissões de CO2 originadas da queima de
combustíveis fósseis em termoelétricas, gases como o CH4 e N2O
- oriundos da decomposição do material orgânico - possuem, respectivamente, um
potencial de aquecimento global 56 e 280 vezes maior do que o CO2,
para um horizonte de 20 anos (Oliveira, 2000).
O uso do solo e a adequação da topografia
-
Poluição visual
A reação
visual às estruturas eólicas varia de pessoa para pessoa. Trata-se de um efeito
que deve ser levado em consideração, na medida em que o aumento do rendimento
das turbinas eólicas vem acompanhado pelo aumento em suas dimensões e na altura
das torres. Como conseqüência, também o espaço requerido entre as turbinas
torna-se maior, diminuindo, portanto, a densidade na área da fazenda eólica - o
que possibilita o aproveitamento do solo para usos alternativos no entorno do
empreendimento.
Dentre as
diferenças de percepção destes empreendimentos, a turbina eólica pode ser vista
como um símbolo de energia limpa e bem-vinda, ou, negativamente, como uma
alteração de paisagem. A forma de percepção das comunidades afetadas
visualmente pelos parques eólicos também depende da relação que essas
populações têm com o meio ambiente. Acrescenta-se que os benefícios econômicos
gerados pela implantação das fazenda eólicas muitas vezes são cruciais para
amenizar potenciais atitudes ou percepções negativas em relação à tecnologia
(EWEA, 2004).
A
paisagem modificada pelas fazendas eólicas traz outra possibilidade: a de
atrair turistas, o que é um fator de geração de emprego e renda.
- Impacto sobre a fauna
Um dos
aspectos ambientais a ser enfatizado diz respeito à localização dos parques
eólicos em áreas situadas em rotas de migração de aves. O comportamento das
aves e as taxas de mortalidade tendem a ser específicos para cada espécie e
para cada lugar.
Ao
analisar os estudos sobre os impactos na fauna alada, observa-se que parques
eólicos podem trazer impactos negativos para algumas espécies. Entretanto,
estes impactos podem ser reduzidos a um nível tolerável por meio do
planejamento do futuro da geração eólica, considerando aspectos de conservação
da natureza (EWEA, 2004) como "evitar a instalação de parques eólicos em
áreas importantes de habitat; evitar áreas de corredor de migração; adotar
arranjo adequado das turbinas no parque eólico; usar torres de tipos
apropriados (tubulares); e utilizar sistemas de transmissão subterrâneos".
O ruído é
outro fator que merece ser mencionado, devido não só à pertubação que causa aos
habitantes das áreas onde se localizam os empreendimentos eólicos, como também
à fauna local - como, por exemplo, a sua interferência no processo reprodutivo
das tartarugas.
- Outros aspectos ambientais
O impacto
sobre o solo ocorre de forma pontual à área de instalação da base de concreto
onde a turbina é instalada. Vários testes de compactação do solo são feitos
para avaliação das condições de instalação de cada turbina. Por não haver uso
de combustíveis fósseis, o risco de contaminação do solo por resíduo líquido
devido à operação e manutenção de parques eólicos é reduzido ou quase nulo.
Esta característica minimiza também os riscos de contaminação do lençol
freático.
É
importante lembrar que a taxa de ocupação no solo de uma turbina eólica está
restrita à pequena área referente à construção da base de concreto para sustentação
de toda a máquina: a área em torno da base de concreto fica totalmente
disponível para o aproveitamento agrícola ou pecuário; e a vegetação em torno
da turbina eólica pode ser mantida intacta.
A energia eólica e o Programa de Incentivos às Fontes Alternativas de Energia
Elétrica (Proinfa)
Considerando-se
que as fontes alternativas ainda têm custos mais elevados do que as
convencionais, em abril de 2002 o Governo Federal criou, por meio da Lei nº
10.438, o Programa de Incentivos às Fontes Alternativas de Energia Elétrica
(Proinfa). Com o objetivo de ampliar a participação das fontes alterantivas na
matriz elétrica, o Proinfa prevê, em sua primeira fase, a instalação de 3.300
MW de potência no sistema elétrico interligado - sendo 1.423 MW de usinas eólicas,
1.192 MW de pequenas centrais hidrelétricas (PCH) e 685 MW de biomassa.
Dentre
outros benefícios, o Proinfa apresenta:
"a
diversificação da matriz energética e a conseqüente redução da dependência
hidrológica;
"a
racionalização de oferta energética por meio da complementaridade sazonal entre
os regimes eólico, de biomassa e hidrológico, especialmente no Nordeste e
Sudeste. No rio São Francisco, por exemplo, cada 100 megawatts médios
produzidos por fonte eólica proporcionaria uma economia de água da ordem de 40
m3/s;
"a
possibilidade de elegibilidade, referente ao Mecanismo de Desenvolvimento Limpo
(MDL), pela Comissão Interministerial de Mudança Global do Clima, criada pelo
Decreto Presidencial de 7 de julho de 1999, dos projetos aprovados no âmbito do
Proinfa".
Diversas
empresas estrangeiras já mostraram interesse em estudos de viabilidade técnica
para implementação de grandes parques eólicos no Brasil. Além dos 1,4 GW de
projetos já contratados no Proinfa, quatro em operação, representando 158,3 MW,
e 50 parques em implantação, representando 1.264,6 MW. Existem, ainda, cerca de
3,5 GW em projetos eólicos autorizados pela Aneel que não integram a carteira
de projetos do Proinfa. Empresas, como a Wobben Wind Power Industria e Com.
Ltda, SIIF Énergies do Brasil Ltda, Enerbrasil Ltda, Ventos do Sul, Eletrowind
e outras, já mantêm torres de medições e estudos de infra-estrutura para
instalação e operação de parques eólicos, que nesta fase, em sua grande
maioria, encontram-se planejados para instalação ao longo da costa da região
Nordeste (Dutra, 2004).
A segunda
fase do Proinfa, prevista para iniciar após o término da primeira, e terminar
em 20 anos após o início do programa - portanto, em 2022 -, supõe que as três
fontes eleitas (PCH, biomassa e eólica) atinjam uma participação de 10% da
geração de energia elétrica brasileira. Supõe ainda contratar, a cada ano, no
mínimo 15% do acréscimo de geração do setor (Brasil, 2002). Com base nestes
números e considerando a projeção da demanda feita nos quatro cenários considerados
no Plano Nacional de Energia - PNE 2030 (EPE, 2006b) -, um prolongamento destes
números de 2022 a 2030, um fator de capacidade de 0,30, e uma divisão
eqüitativa entre as três fontes, chega-se a uma potência instalada de geração
de energia elétrica em usinas eólicas, no fim do horizonte, entre 9 GW e 13 GW.
Nesse
contexto, vale citar que já está em operação o parque eólico de Osório,
localizado no litoral norte do Rio Grande do Sul. Esse empreendimento é
composto por 75 torres de aerogeradores e tem uma capacidade instalada estimada
em 150 MW, sendo a maior usina eólica da América Latina e a segunda no mundo.
Texto:
Ministério do Meio Ambiente
Uso no mundo
Atualmente, apenas 1% da energia
gerada no mundo provém deste tipo de fonte. Porém, o potencial para exploração
é grande. Atualmente, a capacidade eólica mundial é de 238,4 GW (Gigawatts).
Os países que mais geram energia
eólica:
1º - China (62,7 mil
megawatts)
2º - Estados Unidos (46,9 mil megawatts)
3º - Alemanha (29 mil megawatts)
4º - Espanha (21,6 mil megawatts)
5º - Índia (16 mil megawatts)
6º - França (6,8 mil megawatts)
7º - Itália (6,7 mil megawatts)
8º - Reino Unido (6,5 mil megawatts)
9º - Canadá (5,2 mil megawatts)
10º- Portugal (4 mil megawatts)
Fonte: Relatório de 2011 da Global Wind Energy (capacidade eólica em 15
anos)
Você sabia?
- Regiões com ventos frequentes
de 15 km/h são ideais para a instalação de aerogeradores.
- A geração de energia eólica no
mundo aumentou cerca de 1000% nos últimos dez anos.
- Até o final de 2013, o mundo
produzirá cerca de 300 GW de energia elétrica através de usinas eólicas.
- No dia 15 de junho é comemorado
o Dia Mundial do Vento.
A energia
eólica é uma forma indireta de obtenção de energia do sol, uma vez que os
ventos são gerados pelo aquecimento desigual da superfície da Terra pelos
raios solares. Em outros termos, a energia eólica é a energia do movimento
(cinética) das correntes de ar que circulam na atmosfera.
A geração
de energia elétrica ou mecânica (em moinhos ou cataventos para a realização de trabalhos mecânicos como o bombeamento da água) através dos
ventos se dá pela conversão da energia cinética de translação pela energia
cinética de rotação através do emprego de turbinas eólicas, quando o objetivo é gerar
eletricidade, ou moinho e cataventos, quando o objetivo é a realização de
trabalhos mecânicos.
A energia
eólica é uma forma de obtenção de energia de fontes totalmente renovável e
limpa, não produz qualquer tipo de poluente. Sendo por isso, umas das
principais apostas no campo das fontes renováveis de energia.
Sua
exploração comercial teve início há mais ou menos na década de 70 quando
ocorreu a crise do petróleo e os países europeus começaram a
investir em outras formas de energia. No Brasil, o custo da geração de energia
através dos ventos é de cerca de US$70 a US$80 por MWh, o que a torna
competitiva com a energia nuclear e termoelétrica. Só no nordeste
brasileiro potencial eólico existente é de 6.000 MW, sendo a região brasileira
que apresenta o maior potencial. Até 2003 a Aneel havia registrado cerca de 92
empreendimentos não iniciados para ao aproveitamento de energia eólica que
agregariam 6.500 MW a produção nacional de energia elétrica.
O único
ponto fraco das turbinas que geram energia através dos ventos é a poluição
sonora e a poluição visual. Esta última é menos impactante, e depende mais do
ponto de vista particular de cada um. Mas a poluição sonora gerada pelas
turbinas, de acordo com a especificação do equipamento, pode inviabilizar a
construção destes sistemas muito próximos de regiões habitadas por causar
desconforto aos moradores. Entretanto, existem modelos aerogeradores de hélices
de alta velocidade que produzem menor ruído e são até mais eficientes que os
modelos de turbinas de múltiplas pás, mais barulhentos.
A utilização da energia
eólica comporta numerosas vantagens face às energias
tradicionais e mesmo em comparação com outros tipos de energias renováveis, em função
do seu maior desenvolvimento.
Apesar das aparentes vantagens no uso de energia
eólica para a produção de energia elétrica, este tipo de aproveitamento
energético eólico apresenta também desvantagens e impactos significativos
principalmente no uso de grandes aerogeradores, parques e usinas eólicas.
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.
.
As principais
vantagens da energia eólica
Vantagens
para a sociedade em geral
·
- É inesgotável;
- Não emite gases
poluentes nem gera resíduos;
- Diminui a emissão
de gases de efeito de estufa (GEE).
.
Vantagens
para as comunidades onde se inserem os Parques Eólicos
·
- Os parque eólicos
são compatíveis com outros usos e utilizações do terreno como a
agricultura e a criação de gado;
- Criação de emprego;
- Geração de
investimento em zonas desfavorecidas;
- Benefícios
financeiros (proprietários e zonas camarárias).
.
Vantagens para o estado
·
- Reduz a elevada dependência energética do
exterior, nomeadamente a dependência em combustíveis fósseis;
- Poupança devido à menor aquisição de direitos de
emissão de CO2 por cumprir o protocolo de Quioto e directivas
comunitárias e menores penalizações por não cumprir;
- Possível contribuição de cota de GEE para outros
sectores da actividade económica;
- É uma das fontes mais baratas de energia podendo
competir em termos de rentabilidade com as fontes de energia
tradicionais.
.
Vantagens para os promotores
·
- Os aerogeradores não necessitam de abastecimento
de combustível e requerem escassa manutenção, uma vez que só se procede à
sua revisão em cada seis meses.
- Excelente rentabilidade do investimento. Em menos
de seis meses, o aerogerador recupera a energia gasta com o seu fabrico,
instalação e manutenção.
.
Principais desvantagens da
energia eólica
·
- A intermitência, ou seja, nem sempre o vento sopra
quando a electricidade é necessária, tornando difícil a integração da sua
produção no programa de exploração;
- Pode ser ultrapassado com as pilhas de combustível
(H2) ou com a técnica da bombagem hidroeléctrica.
- Provoca um impacto visual considerável,
principalmente para os moradores em redor, a instalação dos parques eólicos gera uma grande modificação
da paisagem;
- Impacto sobre as aves do local: principalmente
pelo choque destas nas pás, efeitos desconhecidos sobre a modificação de
seus comportamentos habituais de migração;
- Impacto sonoro: o som do vento bate nas pás
produzindo um ruído constante (43dB(A)). As habitações mais próximas
deverão estar, no mínimo a 200m de distância.
·
A energia
eólica é muito vantajosa, tanto para quem gera, como para quem consome. Isso
porque o vento é uma fonte natural e renovável de energia, adequada para a
geração elétrica em grande escala.
·
Além
disso usinas eólicas são inofensivas ao meio ambiente. Usinas eólicas podem
compartilhar terra com pastagens e agricultura, dispensando desapropriações ou
deslocamento de populações. A sua implantação é modular e mais rápida do que a
de usinas convencionais. Cerca de 85% do custo instalado se refere à produção
de turbinas em escala industrial.
·
Com tais
características, as usinas eólicas potencializam a fixação de indústrias,
tecnologia e geração de empregos em fabricação, operação e manutenção, na
cidade e no campo.