Turbinas eólicas verticais são melhores para o mar.

As turbinas verticais têm várias vantagens em relação às turbinas eólicas tradicionais para a geração de energia no mar.[Imagem: Josh Paquette/Matt Baron] 

Custos eólicos

Gerar energia dos ventos nas áreas costeiras, ou mesmo bem longe do litoral, é promissor por pelo menos dois motivos importantes.

Em primeiro lugar, elimina-se um dos maiores elementos do custo de implantação de uma fazenda eólica, que é o custo da terra. Além disso, os ventos marinhos são mais estáveis e constantes do que na maioria das regiões terrestres.

Mas há também inconvenientes, como os maiores custos de instalação e manutenção dos equipamentos.

A saída para evitar esses sobre-custos, e ainda utilizar equipamentos mais baratos, pode estar nas turbinas de vento de eixo vertical, segundo um estudo que comparou as vantagens técicas e econômicas do uso de cada um dos tipos de turbina.

Turbinas eólicas de eixo vertical

"As turbinas eólicas de eixo vertical são elegantes em termos de sua simplicidade mecânica," explica Josh Paquette, dos Laboratórios Sandia, nos Estados Unidos, coautor do estudo.

"Elas têm menos partes móveis porque não precisam de um sistema de controle para apontá-las na direção do vento para que gerem energia," acrescenta o pesquisador.

Além da maior simplicidade mecânica, as turbinas eólicas verticais têm duas outras vantagens que podem ajudar a reduzir o custo da energia: um centro de gravidade mais baixo e maior escalabilidade, permitindo a construção de turbinas maiores.

Um centro de gravidade mais baixo significa que elas flutuam de forma mais estável, dispensando a fixação no leito marinho, o que tem o benefício  adicional de um menor impacto ambiental.

Além disso, o gerador propriamente dito fica à flor-d'água, facilitando sua manutenção.

Custo das pás

Segundo os pesquisadores, as pás para as turbinas verticais serão mais caras de fabricar do que as pás das turbinas tradicionais quando se alcançarem dimensões acima dos 300 metros.

Mas, conforme os aerogeradores e suas fundações ficam maiores - na escala dos 10 a 20 MW - turbinas e rotores se tornam uma parte pequena do custo total do sistema, de forma que os outros benefícios da arquitetura vertical mais do que compensam o custo mais elevado dos rotores.

Energia limpa exigirá pequenas usinas distribuídas.

Usina virtual

Um mundo que queira se basear em energia limapa ambientalmente correta deverá contar com uma série de pequenas usinas geradoras distribuídas, e não mais nas enormes plantas que concentram a geração de eletricidade atualmente.

A conclusão é de um estudo experimental realizado na Alemanha, não através de simulações, mas da interligação de usinas reais.

O conceito foi chamado de "usina virtual" por seus criadores, o Dr. Kurt Rohrig e sua equipe do Instituto de Energia Eólica e Tecnologia de Sistemas Energéticos (IWES, na sigla em inglês).

A usina virtual, chamada RegModHarz (Regenerative Modellregion Harz) já conectou via internet 25 pequenas usinas que, juntas, somam 120 megawatts de potência.

"Cada fonte de energia - seja vento, sol ou biogás - tem seus prós e seus contras. Se conseguirmos combinar habilmente as diferentes características das energias regenerativas, nós poderemos garantir o abastecimento de energia," disse Rohrig, referindo-se à natureza variável sobretudo das energia eólica e solar.

União faz a força    

Um mundo que queira se basear em energia limpa e ambientalmente correta deverá dar adeus às grandes usinas geradoras. [Imagem: Cortesia RegModHarz]

Para fazer a Reg Mod Harz funcionar, a equipe desenvolveu um plataforma de software que permite que os operadores de pequenas usinas geradoras trabalhem em conjunto como se fossem uma única grande usina.

Como sistema de armazenamento simulado, eles usaram veículos elétricos, que podem guardar energia em suas baterias para para vender á noite, quando não estão em uso, e um sistema de bateria de fluxo químico.

O controle central permite reduz as desvantagens da natureza instável das fontes alternativas de energia.

Quando as pequenas usinas operam em conjunto, as diferenças regionais quanto ao vento e à incidência do Sol são balanceadas pela operação de termelétricas a biogás ou valendo-se da energia armazenada.

Os cientistas estão agora utilizando a usina virtual para modelar em detalhes o novo sistema de fornecimento de energia, sobretudo a quantidade e a distribuição das pequenas usinas geradoras, e as potências mínimas com que devem operar.

Outro elemento importante é determinar como a usina virtual atenderá aos padrões da rede de distribuição atual - tensão de 230 volts e frequência de 60 hertz, por exemplo.

O projeto está sendo bancado pelo governo alemão em parceria com diversos institutos de pesquisa, universidades e empresas.
Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/04/2013