Energia Na Agricultura - A3
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ENERGIA EÓLICA NA AGRICULTURA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
Prof. Dr. Daniel Albiero
FORTALEZA-CE
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IntroduçãoOs primeiros registros de cata-ventos são da China (2000 a.C.), na época do Imperador Hamurabi (1700 a.C.-Babilônia), foram projetados os primeiras fazendas eólicas da humanidade (para moagem de grãos).
Em 1750 na Holanda existiam 8000 moinhos eólicos.
Em 1891 é construído na Dinamarca o primeiro gerador de energia eólica para produção de energia elétrica (diâmetro de 20).
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Introdução
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Introdução
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Introdução
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Introdução
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Geradores eólicos
Máquinas que transforma a energia cinética do vento em energia elétrica ou
mecânicas
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Tipos de Geradores eólicos
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Tipos de Geradores eólicos
Rotor horizontal de perfil aerodinâmico
Rotor vertical tipo Darrenius
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Vento
A definição de vento é uma massa de ar em movimento.
Basicamente o movimento das massas de ar (ventos) é ocasionado devido a insolação solar e à rotação da Terra.
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Vento Insolação
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Vento Rotação da Terra
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Vento Insolação + Rotação da Terra
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Circulação atmosférica global
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Circulação atmosférica global
Fluxo de ar na atmosfera (NASA)
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Ventos (brisas) Marinhas:
Vento Maral Vento Terral
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Aproveitamento energético do vento
m
F
d
F=m.a
F=m.(dv/dt)
davv ..220
2
dmFv ..22
EWdFvm ...21 2 2..
21 vdtdm
dtdE
2....21 vA
dtdsPot
3...21max vATeóricaPot
A
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Aproveitamento energético do vento por um gerador eólico
p1p2
Δp
vr
Q1=momentum1Q2=momentum2
A1
A2 Ar
qvrArq ..
vrArvvQQQ ..).12(12 )1.(1 avvr
FaavArArp )1.(.1...2. 2)21.(12 avv
vrFPot .23 )1(.1...2 aavArPotret
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Aproveitamento energético máximo do vento por um gerador eólico
Coeficiente de Potência
2)1.(.4max
aaTeoricaPot
PotretCp
Limite de Betz a=1/3Cp=16/25=0,593
Av
ExtraídaPot
...21max593,0
3
Os últimos avanços em aerodinâmica possibilitam Cp=0,5.
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Aerodinâmica
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Componentes Aerogerador de Grande porte
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Componentes Aerogerador de Pequeno porte
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Configurações
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Pás
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Controle Rotação
Controle de Passo (passo variável) Controle de Stol (passo fixo)
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Controle Rotação
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Controle Rotação
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Controle de direção
Pequeno Porte-Leme
Grande Porte-Sensores de direção do vento e motores de posicionamento
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Torre
Grande Porte
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Torre Pequeno Porte
Mastro Estaiado Torre Treliçada
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Caixa de Transmissão-Multiplicadora
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Gerador
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Circuito Gerador Assíncrono-Rede
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Circuito Gerador Síncrono-Rede
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Circuito Gerador Síncrono/Assíncrono -Bateria
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Energia eólica-Bombeamento de água
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Energia eólica-Dessalinização de água
Unidade de Controle
Moto
Bomba
Módulo de osmose reversa Módulo de recuperação de
energiasc
APSC=solução concentrada
AP=Água potável