Avaliação do Potencial Eólico Para Implementação De Um Gerador Eólico Do Tipo Evance R9000
Autor: Salomão Arrone Dombole
Resumo
Avaliar o potencial eólico disponível, para geração de energia eléctrica, em um ponto do distrito Urbano KaMavota, cidade de Maputo, foi o objectivo central do trabalho; para alcançá-lo, realizou-se a análise de dados do vento obtidos a partir de ogiment.com no windographer. Para a compreensão do fenómeno em estudo houve a descrição dos fundamentos teóricos da Energia Eólica, princípios de geração de energia eléctrica, que auxiliaram na interpretação e enquadramento dos resultados obtidos. Após a avaliação da velocidade, direcção e influência da rugosidade do lugar, obtiveram-se os seguintes resultados: durante o ano predominam ventos de 00 (N), 22.50 (NNE), 67.50 (ESE), 900 (E), 112.50(SSO), 1800 (S), 202.5(ONO) e 2250 (SO); observou-se ainda, que a velocidade do vento para a altura de 18m, considerando-se a rugosidade do terreno Z0=1.5m para extrapolação, atinge 4.26 m/s de mínima no mês de Abril e6.39 m/sde máxima anual no mês de Fevereiro, que geram um potencial eólico disponível de 2.17 kW média anual. Da potência eólica disponível, a turbina eólica Evance R9000, consegue converter apenas 0.66kW de potência média anual, o equivalente a 30.4% da potência disponível, cuja energia anual gerada é de 5.7MWh.
Palavras-chave: Energia eólica, potencial eólica, velocidade do vento.
Introdução
O presente artigo, tem como objectivo Avaliar o potencial eólico disponível, para geração de energia eléctrica, em um ponto do distrito Urbano Ka Mavota, cidade de Maputo, que foi motivado pelas constantes restrições de fornecimento de energia eléctrica que os moradores do mesmo distrito tem experimentado vezes sem conta, o que sugere a busca de novas fontes de geração de energia eléctrica que visam reduzir a dependência energética da rede pública de distribuição. No entanto o potencial eólico disponível neste ponto apresenta-se como solução imediata para geração de energia eléctrica, através da implementação de aerogerador Evance R9000.
Referencial teórico
O aproveitamento da energia eólica, é feito com o emprego de turbinas eólicas, também chamadas de aerogeradores. No entanto serão usadas as seguintes Obras Bibliográficas para a descrição teórica: (Ribeiro, 2017), (FUNAE, 2014), (Menezes, 2015), (Pires, 2016), (Vieira, 2014) e (Teles Filho, 2013).
Energia eólica
A energia eólica é a energia existente na movimentação dos ventos, ou seja, é a energia cinética contida nas massas de ar da atmosfera (Ribeiro, 2017).
Energia eólica em Moçambique
Moçambique apresenta um regime de ventos de intensidade média-baixa com velocidades predominantemente entre os 4 e os 6 metros por segundo a 80 metros acima do nível do solo (a.n.s), com excepção da zona sul do país e das zonas altas no centro e norte do país onde os ventos atingem valores mais elevados (FUNAE , 2014).
Potencial eólico confirmado em Moçambique
Moçambique possui 3,9 GW de potencial eólico no país dos quais 1,1 GW com potencial efectivo de ligação à rede, e com projectos confirmados em 12 locais e elevado número de horas médias de produção anual ( Menezes, 2015):
Tecnologia de aproveitamento de energia eolica:Turbinas eólicas
Segundo (Pires, 2016), o aproveitamento pontencial eolico pode ser feito através da implementação de turbinas eólicas, do eixo vertical ou horizontal.
Potência de uma turbina eólica
Através das turbinas eólicas, a energia cinética contida no vento é convertida em energia mecânica pelo giro das pás do rotor e transformada em energia eléctrica pelo gerador (Martins, Guarnieri, & Pereira, 2008).
Segundo (Teles Filho, 2013), a potência disponível contida no vento, numa da área de uma turbina eólica é dada por:
Onde p representa a densidade do ar, A área da secção transversal de um tubo de corrente pelo qual o vento escoa à velocidade v .
Como a potência disponível não pode ser convertida completamente, introduz-se, o conceito de Coeficiente de Potência (Cp), que segundo (Correia, 2014), é definido como sendo a razão entre a potência produzida pelo rotor, e a potência disponível. Desta forma temos que a potência gerada pela turbina é dado por:
Onde n é eficiência do conjunto gerador/transmissão e Cp o coeficiente aerodinâmico de potência do rotor.
Rugosidade do local (Z0)
A rugosidade da superfície é a propriedade física que descreve a acção da superfície terrestre na redução do momento e na absorção do impacto dos ventos (Reis, 2016). Na ausência de medições realizadas na altura onde ficarão as turbinas, a medição feita a 10 m nas estações meteorológicas de superfície nos dá uma estimativa da velocidade em outras alturas (Tavares & Neto, 2016):
Rugosidade (Z0) é a altura onde a velocidade é nula.
