Beneficios da Enegia Eólica

Comissão Examinadora Prof(a) título Nome Sobrenome ____________________ (Orientador) Assinatura Prof(a) título Nome Sobrenome ____________________ (Arguidor 1) Assinatura Prof(a) título Nome Sobrenome ____________________ (Arguidor 2) Assinatura Aprovado em (dia) de (mês) de 2018. RESUMO Em meio a crescente degradação ambiental e o surgimento de crises, como a hídrica e a energética, capazes de afetar o desenvolvimento social e econômico do país, surge a necessidade da busca por fontes alternativas de energia, que possam vir a auxiliar ou até mesmo, suprir a constante demanda energética. Neste contexto, a energia eólica, resultante do aproveitamento das correntes de ar, tem ganhado, nos últimos anos, um grande destaque, devido se tratar de uma alternativa barata e eficiente, responsável por provocar baixos impactos ambientais, bem como sociais.

O presente trabalho tem como objetivo geral demonstrar a importância da energia eólica para a matriz energética brasileira. A metodologia utilizada consistiu na pesquisa bibliográfica de artigos, dissertações, livros, monografias e teses. The main bibliographic surveys have shown a favorable scenario deployment of wind power systems, as well as a great evolution of this source in the brazilian energy matrix. Concluding that wind power becomes critical to the survival and independence of this matrix, as well as to improving the quality of life and security in energy supply, corresponding to one of the bases of economic development. Keywords: Wind Energy. Energy Matrix. Renewable Energy. Corrente de ar 30 5. Pás 31 5. Gerador 32 5. Rotor 33 5. Nacele 33 5. Uma vez que, como ressalta Torres (2012), os municípios brasileiros apresentam um alto potencial eólico, caracterizado por ventos com velocidades de média à alta, o que torna a alternativa interessante do ponto de vista ambiental, econômico e social.

Nos últimos anos, a energia eólica passou a ganhar mais destaque no mercado, compondo um maior número de projetos e de incentivos por parte do governo. Devido representar uma tecnologia mais barata, em comparação as hidrelétricas, e apresentar um melhoramento da eficiência das turbinas eólicas, por meio de avanços tecnológicos. Desta forma, em ganhado, aos poucos, representatividade dentro da matriz energética brasileira, em razão dos seus baixos impactos ambientais e do seu alto potencial de geração de energia (FEITOSA, 2014). OBJETIVOS 2. A análise de informações representou a etapa responsável por realizar a avaliação das informações encontradas, de modo a identificar se os dados e informações coletadas correspondem à realidade, se possuem caráter verídico. Já na última etapa, foram reunidas as informações mais importantes e relevantes a esta pesquisa, para apresenta-las de forma coerente e alcançar os principais objetivos propostos pelo trabalho.

ENERGIA A energia elétrica constitui uma das formas de energia mais utilizadas pela sociedade, podendo ser considerada a principal fonte de luz, calor e força. Desta forma, representa um vetor básico e fundamental para o desenvolvimento econômico e social do país, sendo vital para a sobrevivência dos ciclos produtivos e para manter, bem como estabelecer a melhoria da qualidade de vida (VILLAIN; CAETANO, 2007). A eletricidade, segundo Haddad (2006), consiste em um recurso base para o desenvolvimento humano e indispensável para todos os setores, principalmente, para processos produtivos e/ou atividades, que envolvam a conservação de alimentos, iluminação, transporte, comunicação e divulgação de informações. Além disso, o MME foi responsável por elaborar e publicar um relatório que apresentava a projeção da possível demanda por energia elétrica no Brasil, entre os anos 2016 e 2020.

Os resultados obtidos levaram em consideração as indicações de análise do mercado e, a conjuntura econômica e energética brasileira, que demonstraram que até 2020, o consumo por eletricidade pode alcançar a 551. GWh, como é possível observar na Tabela 2. Tabela 2 – Projeção do consumo de eletricidade no Brasil (GWh) Ano Residencial Industrial Comercial Outros Total 2015 131. Fonte: MME (2015, p. O objetivo principal destas táticas consistia em implantar o conceito ambiental no planejamento econômico, procurando ampliar e evidenciar a importância da proteção dos recursos naturais (ar, água, biodiversidade e solo), sem deixar de satisfazer as necessidades básicas da sociedade (CMMAD, 1991). Além de apontar a necessidade da redução do consumo de energia e da busca por fontes energéticas renováveis (OLIVEIRA, 2003). Posteriormente, em 1988, na cidade de Toronto, no Canadá, realizou-se a Conferência Mundial sobre Mudanças Atmosféricas, onde foi discutida a necessidade da adoção de uma convenção internacional sobre o tema de mudanças climáticas, que pudesse promover a segurança a nível global (BELINI, 2010).

Nesta conferência, o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) junto à Organização Meteorológica Mundial (OMM) deu origem ao Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, mais conhecido como IPCC (Panel on Climate Change), que foi responsável por unificar a pesquisa a respeito do fenômeno de aquecimento global, incluindo dados voltados a suas causas, efeitos e riscos, tanto para a população, quanto para o meio ambiente (HOFSTAETTER, 2016). Constituído assim, por um grupo de cientistas, de diversos países e áreas de conhecimento (BELINI, 2010). Visto que o setor de energia e transporte, apresentam os maiores níveis de poluição sobre o meio ambiente (HOFSTAETTER, 2016). Desta forma, o conceito de desenvolvimento sustentável consiste em promover o crescimento econômico sem comprometer ou limitar os recursos naturais, estabelecendo assim o equilíbrio.

Portanto, o sucesso da implantação da sustentabilidade depende diretamente da ligação entre três pontos: o desenvolvimento social, econômico e a preservação ambiental, como é possível observar na Figura 1 (INSTITUTO DE FORMAÇÃO E AÇÃO EM POLÍTICAS, 2012). Fonte: INFAP (2017, p. Em relação ao território do Brasil e, para alcançar esta meta de sustentabilidade, bem como a redução das emissões de gases até ano de 2030, o país pretende garantir a implantação de 45% de fontes renováveis em sua matriz energética, distribuída em 66% de fonte hídrica, 23% de fonte eólica, solar e/ou biomassa, e 16% proveniente da participação do etanol carburante e biomassas derivadas da cana-de-açúcar. Visto que são elementos de origem orgânica e por esta razão, levam anos para serem formados no meio ambiente, ou seja, quando esgotados, não podem ser produzidos.

Como exemplo deste tipo de fonte existem os combustíveis fósseis (petróleo, gás natural, carvão mineral e xisto betuminoso) e os combustíveis nucleares (MAGALHÃES, 2009). Além disso, quando estes materiais são utilizados no processo de geração de energia, perdem sua funcionalidade, não podendo ser reaproveitados ou reaplicados para um novo uso (CAPRIGLIONE, 2006). Este tipo de fonte também, geralmente, proporciona problemas ambientas, assim como disputas envolvendo a extração e comercialização de suas matérias-primas (VILLALVA; GAZOLI, 2012). A matriz energética, de muitos países desenvolvidos, tem sua produção de energia baseada no uso de energias não renováveis, em especial, de combustíveis fósseis, que são responsáveis por liberar grandes quantidades significativas de gases poluentes, como por exemplo: o dióxido de carbono (CO2), os compostos orgânicos voláteis (COV) e gases ácidos.

A energia eólica foi responsável por expandir cerca de 62% de sua geração somente no ano de 2015, chegando a proporcionar mais de 12 terawatts por hora de energia gerada. Já a energia solar vem conquistando seu espaço, de forma que estima-se que até 2024, 700 mil consumidores residenciais e comerciais deverão ter instalados em suas coberturas ou telhados, painéis fotovoltaicos, e, acredita-se que até 2050, 13% da energia consumida pelo setor residencial seja proveniente destas instalações (TOLMASQUIM, 2016). Produção por fonte no Brasil Segundo a publicação do Relatório do Balanço Energético Nacional, elaborado pelo Ministério de Minas e Energia, em 2015, a produção de energia primária no país pode ser dividida de acordo com a Tabela 3, 4, 5 e 6. Tabela 3 – Produção de Energia Primária por fonte não renovável no Brasil (10³ tep (toe)) Fonte: MME (2015, p.

Nesta ilustração observa-se que as fontes não renováveis de energia, entre os anos de 2006 a 2014 cresceram cerca de 41. toe. Tabela 6 – Produção de Energia Primária no Brasil (%) Fonte: MME (2015, p. As fontes não renováveis ainda estão em predominância no Brasil, continuam a crescer e serem utilizadas em grande escala. De 2006 a 2014, estes tipos de fontes foram responsáveis por elevar seu nível de produção a cerca de 3,3%, que corresponde ao acréscimo de 41. toe. Que possibilitaram a locomoção de barcos, por meio do emprego de velas, e em razão da ocorrência de ventos. As velas eram responsáveis por captar as correntes de ar e promover assim, a movimentação de embarcações ao longo da água (SOARES, 2015).

Com o avanço da agricultura, surgiu a grande necessidade de se buscar instrumentos que pudessem auxiliar os processos agrícolas (KRÜGER, 2016). O que originou, por volta de 200 a. C, na Pérsia antiga, os primeiros moinhos de vento (de eixo vertical), que eram empregados na moagem de grãos ou no bombeamento de água (SOARES, 2015). Em 1888, o inventor Charles F. Bruch criou o primeiro cata-vento destinado à geração de energia elétrica, que apresentava a estrutura de 18 metros de altura, 144 pás e a capacidade de gerar 12 kW de energia, ilustrado na Figura 3 (SOARES, 2015). Fonte: Soares (2015, p. Desta forma, a primeira turbina eólica, construída em madeira, fornecia cerca de 12 kW de corrente contínua, para o carregamento de baterias de ácido-chumbo, destinadas ao fornecimento de energia. Esta turbina de Bruch permaneceu em funcionamento por aproximadamente 20 anos (FERREIRA, 2011).

Já em 1976, foi instalada na Dinamarca, a primeira turbina eólica comercial ligada à rede elétrica (DEUS, 2014). Segundo Krüger (2016), este país foi responsável por um dos mais significativos crescimentos no setor eólico, sendo pioneiro no desenvolvimento de aerogeradores de pequeno porte, na faixa de 45 kW (KRÜGER, 2016). Durante o período entre 1955 e 1968, a Alemanha foi responsável por construir e operar um aerogerador com o maior número de inovações tecnológicas da época (SOARES, 2015). Os avanços promovidos por este modelo interferem até hoje na concepção de novos, permitindo, principalmente, a fabricação de pás com materiais compostos, que proporcionam estruturas mais leves e eficientes (FEITOSA, 2014). Desta forma, o mercado passa a dispor de novos, eficientes e atrativos modelos de turbinas eólicas, os quais expandiram-se rapidamente nos mais diversos países, compondo parques eólicos com alta potência de geração de energia (FERREIRA, 2011).

Entretanto, a instalação em terra, definida como centralizada, é caracterizada por conter grandes turbinas eólicas (aerogeradores), maiores que 100 kW, organizadas em conjunto e formando os famosos parques eólicos, que se encontram ligados aos sistemas elétricos (TOLMASQUIM, 2016). Já a instalação considerada como distribuída, é responsável por fornecer energia diretamente para casas, fazendas, empresas e instalações industriais. E podem operar de forma independente, com a presença de pequenos aerogeradores, que têm por função fornecer energia a locais que não estão conectados à rede, seja por escolha pessoal do usuário ou por estarem localizados em regiões não atendidas pela rede elétrica de distribuição (TOLMASQUIM, 2016). Componentes do Sistema Eólico Para o funcionamento dos aerogeradores de eixo horizontal ou vertical, estas instalações devem apresentar como estrutura básica, de maneira geral, os principais componentes: presença de correntes de ar, a torre, as pás, o rotor, a nacele, o gerador e em alguns casos, a caixa de engrenagem, que seguem demonstrados na Figura 4 (TOLMASQUIM, 2016).

Os valores da instalação de aerogeradores estão entre US$ 1000 e US$ 1400, o kW de potência instalada. De acordo com Mendonça (2014), a quantidade de energia cinética transferida para os rotores, depende, também, da densidade do ar. Quanto mais denso, maior será a quantidade de energia recebida pela turbina (MENDONÇA, 2014) Outro fator importante, relacionado as correntes de ar, que deve ser destacado, corresponde a sua classificação, que visa definir o tipo de vento a ser estudado para a implantação das turbinas. As correntes, desta forma, podem ser definidas de acordo com três categorias, que levam consideração as origens do vento, sendo: globais, de superfície e locais (SANTOS et al. Os ventos globais constituem as correntes de ar geostróficas, que ocorrem a partir de uma altitude de 1.

m e podem ter sua velocidade medida por meio de balões meteorológicos. A ocorrência de ventos mais intensos pode provocar efeitos de alavanca, ocasionando rupturas, quebras e/ou acidentes. Por esta questão, estes elementos devem apresentar uma relação aceitável entre as forças de sustentação e de arrasto (SOARES, 2015). Atualmente, as pás das turbinas eólicas são produzidas por meio de compostos de materiais epóxi, fibra de carbono ou fibra de vidro, que apresentam como características importantes, a resistência e o baixo peso (leves). Além disso, estes elementos são fabricados para não ultrapassar um terço do custo final da turbina (SOARES, 2015). Gerador O gerador elétrico constitui um dos principais equipamentos do sistema eólico, responsável por efetuar a conversão da energia mecânica, fornecida pelos ventos, em corrente elétrica.

Em compensação, esta forma permite que mesmo sem vento por algum tempo se tenha energia disponível. Já os geradores de corrente alternada (AC), geram a eletricidade, como o nome diz, na forma de corrente alternada e pode ser usado diretamente nos aparelhos elétricos e eletrônicos do dia a dia. SANTOS et al. p. Rotor O rotor representa o elemento mais característico do sistema eólico e o mais crítico do aerogerador, sendo um fator importante e determinante no desempenho geral, incluindo a captura de energia eólica e o controle da turbina. O eixo da nacele pode ser construído em aço ou por uma liga metálica de alta resistência, tendo por função transferir a energia mecânica da turbina para o gerador, que por sua vez, transforma esta energia em energia elétrica.

O transformador eleva a tensão de saída do gerador ao valor ideal, no caso, da rede a qual o aerogerador está ligado, enquanto que o sistema de direcionamento é responsável por alinhar a face do rotor com o vento (TOLMASQUIM, 2016). Torre A torre representa o instrumento de sustento, que suporta a nacele e o rotor, de forma a posiciona-los a uma altura ideal para a captação do recurso eólico (TOLMASQUIM, 2016). Podem apresentar uma altura igual ou superior a 50 metros, dimensionada para suportar cargas significativas, bem como para resistir a condições naturais variáveis ao longo de sua vida útil, que pode alcançar cerca de 20 anos (CASTRO, 2017). Geralmente, as torres são tubulares, construídas com aço laminado e concreto, ou treliçadas, feitas com aço galvanizado (TOLMASQUIM, 2016).

A interferência sob a fauna e flora local, também, podem ser minimizados por meio de práticas de gestão (TOMASLQUIM, 2016) A energia eólica representa, portanto, uma fonte alternativa considerada limpa e inesgotável, de baixo impacto ambiental, pois como ressaltado por Tomaslquim (2016), não produz gases poluentes, rejeitos efluentes e/ou implica no consumo de qualquer bem natural. Além disso, as instalações das usinas eólicas, geralmente, ocupam, em média, menos de 1% da área total destinada ao uso, o que permite que o espaço restante seja utilizado para outros fins como, por exemplo, a agropecuária e a criação de gado (MAGALHÃES, 2009). Além disso, é capaz de proporcionar benefícios socioeconômicos e estratégicos, como o aumento da independência energética nacional, surgimento de oportunidades de emprego, diversificação e segurança no suprimento de energia, suporte na reestruturação do mercado energético e redução da dependência dos combustíveis importados (VILLALVA; GAZOLI, 2012).

De modo a possibilitar a ampliação da oferta de energia elétrica e ao mesmo tempo contribuir para a manutenção da matriz energética brasileira, permitindo a atuação de fontes renováveis (FERREIRA, 2008). Sendo considerada, também, uma energia barata em termos de rentabilidade e por não exigir manutenção frequente (VILLALVA; GAZOLI, 2012) A energia eólica, quando comparada a fontes tradicionais, representa uma alternativa limpa e com um custo altamente competitivo, além de apresentar um processo de instalação ágil, considerado, por muitos, como rápido. Destacando-se o Programa Emergencial de Energia Eólica (PROEÓLICA) e o Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA) (RINGER, 2014). Neste contexto, o Brasil realizou seu primeiro leilão de energia eólica em 2009, em meio a um movimento que objetivava diversificar sua matriz de energia (MELO, 2012).

Desde a criação dos programas de incentivo, o país começou, de forma tímida, a explorar o potencial eólico de inúmeras regiões brasileiras, onde foi, de forma lenta, aumentando o número de projetos eólicos, bem como o seu índice de produção, a capacidade e a potência instalada por este tipo de fonte (MELO, 2012). De acordo com Ringer (2014), o Brasil possui um ótimo potencial eólico, que torna a energia eólica, do ponto de vista ambiental e econômico, uma boa alternativa a ser implantada, porém, como ressalta Melo (2012), boa parte dos projetos e instalações eólicas se concentram nas regiões Nordeste e Sul do território brasileiro, devido apresentarem condições mais favoráveis ao aproveitamento de correntes de ar.

Potencial eólico do Brasil A avaliação do potencial de aproveitamento das correntes de ar, em uma determinada região, representa um passo fundamental para atestar e garantir a viabilidade da implantação do sistema eólico, para a produção de energia elétrica. Esta publicação levou em consideração as correntes de ar atuantes a uma altura de 50m acima do nível do mar, aerogeradores com dimensiones iguais ou superiores a 7m, e descontou os efeitos dos relevos e depressões (GOMES, 2013). Este potencial de 143,5 GW corresponde a soma dos potenciais energéticos de cada região brasileira, como é possível observar na Figura 6. Fonte: Melo (2012, p. O Nordeste, segundo esta imagem, representa a região com o maior potencial eólico do país, podendo caracterizar um desempenho de 144,3 TWh/ano.

Segundo Santos et al. Sendo assim, nota-se que uma boa parcela do território brasileiro possui condições favoráveis à instalação de equipamentos aerogeradores. Além disso, o potencial brasileiro supera o da Alemanha, porém, produz 350 vezes menos do que este país (SILVA, 2013). Entretanto, estudos mais atuais, ainda não oficiais, discutem e apontam um novo potencial eólico brasileiro superior a 300 GW. Visto que, com o avanço e o desenvolvimento tecnológico, os aerogeradores atuais possibilitam a instalação de torres com mais de 300 metros de altura. O que permite que as pás destes equipamentos consigam captar ventos em uma altura e área maior, bem como em locais em que a velocidade dos ventos seja superior ou constante (MELO, 2012). CGH 236 266 308 398 484 0,3 Usinas Nucleares 2. Usinas Eólicas 1.

Solar 2 5 15 21 24 0,0 Fonte: EPE (2016, p. A Tabela 7 demonstra o aumento na geração de energia elétrica por parte das usinas eólicas, que, primeiramente, apresentou um pequeno crescimento entre os anos 2012 e 2013. Posteriormente, passou a evoluir praticamente o dobro de sua capacidade de geração, entre os anos 2014, 2015 e 2016. Além disso, a produção de eletricidade, a partir da fonte eólica, alcançou em 2015, cerca de 33. GWh, demonstrando um aumento de 54,9% em relação ao ano anterior. A indústria eólica brasileira tem a meta de manter o crescimento de, pelo menos, 2GW por ano, com o objetivo de alcançar futuramente, até o ano de 2030, o índice de 12% da produção de energia (OLIVEIRA, 2016). Em relação a capacidade instalada, por estado, no ano de 2016, é possível observar que Nordeste apresenta uma estrutura eólica quase 8 vezes maior que os valores encontrados em outras regiões, como ilustra a Tabela 9.

Nota-se ainda, que as localidades Norte e Centro-Oeste são carentes deste tipo de tecnologia, devido as suas características geográficas. O Brasil passa a tentar estabelecer um crescimento equilibrado, entre o meio ambiente e as atividades produtivas do setor elétrico que pode, incialmente, ser considerado um dos grandes agentes causadores de impacto. A energia eólica apresenta-se, cada vez mais, como uma fonte de energia extremamente competitiva e vantajosa, tanto para o país, como para seus consumidores, em razão dos seus inúmeros benefícios e da sua alta capacidade de geração de energia. Além disso, constitui uma alternativa que implica em um menor custo de aquisição e construção, quando comparada aos outros tipos de fontes existentes, e, também, visa produzir impactos ao meio ambiente, a população e sociedade.

O panorama do setor de energia eólica brasileiro, atualmente, indica uma forte tendência de crescimento em curto prazo, demonstrando força, principalmente, nos últimos anos. Uma vez que, crescem, cada vez mais, o número de parques eólicos e de inciativas nesta modalidade, podendo, até 2030, se tornar a segunda maior produtora de energia. a ed. rev. e ampl. Brasília, DF: ANEEL, 2002. AMARANTE, O. O uso da palavra ética no discurso ambiental: o caso dos acordos internacionais sobre mudanças climáticas. Tese (Doutorado em Planejamento Energético). Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro, 2000. BELINE, L. S. A Energia Renovável na Matriz Energética Brasileira. f. Dissertação (Mestrado em Finanças e Economia Empresarial). Escola de Economia de São Paulo da Fundação Getúlio Vargas.

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