As turbinas eólicas funcionam com base em um princípio muito simples: o vento gira as pás, o que faz com que o eixo gire, que está ligado a um gerador, que produz eletricidade DC, que é então convertida em AC por meio de um inversor que pode então ser passado para alimentar sua casa. Quanto mais forte o vento, mais eletricidade é gerada a partir do movimento.
É por isso que tendemos a ver parques eólicos em escala industrial com torres altas e grandes pás localizados nas partes mais arejadas do campo, incluindo offshore. A eficiência de uma turbina vem de quão bem ela captura a força do vento e a transforma em um torque rotacional que pode então empurrar os elétrons para fora do gerador e para a rede. As torres são normalmente feitas de aço, mas as lâminas podem ser fabricadas de fibra de vidro ou poliéster reforçado que precisam ser fortes, mas leves o suficiente para girar com o vento.
Uma única turbina eólica de 1,8 MW funcionando em capacidade normal produzirá eletricidade suficiente em um ano para alimentar 1.000 residências em média. O Whitelee Wind Farm, na Escócia, possui 140 turbinas que fornecem eletricidade para cerca de 180.000 residências.
Como uma turbina eólica gera eletricidade
O principal componente de uma turbina eólica é o gerador que converte energia mecânica em eletricidade. Sabemos desde o início do século 19 que, se você transforma um condutor em um campo magnético, ele cria eletricidade, de acordo com a Lei de Faraday. Assim, o vento fornece o movimento e o torque e o gerador faz o resto.
Para uma turbina em escala industrial, como as que você vê em parques eólicos, normalmente haverá um anemômetro conectado a um painel de controle. A turbina é ativada em velocidades de vento de mais de 8 milhas por hora, mas a máquina é desligada com velocidades superiores a 55 mph para evitar danos.
A caixa de engrenagens é usada para mudar o movimento lento que vemos das lâminas girando para o movimento mais rápido do eixo que realmente aciona o gerador. Esta é uma das partes mais caras da turbina eólica, mudando as velocidades de 30 a 60 rotações por minuto para mil rpm. É uma das áreas que pesquisadores e desenvolvedores estão procurando tornar mais eficiente para que uma maior corrente de eletricidade possa ser produzida em velocidades mais lentas.
Para lidar com as diferentes direções do vento, um mecanismo de guinada é frequentemente usado para mover a matriz de pás contra o vento que se aproxima. O gerador produz uma corrente CA que é alimentada na rede e usada para alimentar as casas vizinhas.
Turbinas Eólicas Domésticas
Tal como acontece com os painéis solares, as turbinas eólicas domésticas precisam dos componentes certos para fornecer eletricidade à sua casa. O gerador produzirá uma corrente DC que deve ser convertida em AC por um inversor e existem baterias que podem ser usadas para armazenar energia para uso posterior. Saiba mais sobre a eletrônica de turbinas eólicas domésticas .
Quanta eletricidade as turbinas eólicas geram?
Para alimentar uma casa doméstica, você precisa de uma turbina eólica de tamanho considerável. Mesmo os parques eólicos de tamanho médio, são grandes e muito visíveis, com cerca de 40 ou 50 turbinas enormes trabalhando arduamente para produzir eletricidade. O maior e mais novo parque eólico do mundo acaba de receber a aprovação do governo do Reino Unido. Situado a 45 milhas da costa de Kent, o parque eólico offshore de East Anglia One terá 240 turbinas produzindo cerca de 1.200 MW de eletricidade.
Gwynt y Môr, na costa do Norte de Gales, é atualmente o maior parque eólico offshore do Reino Unido. Ainda em construção, metade de suas 160 turbinas já está operacional e espera-se que a fazenda concluída forneça eletricidade suficiente para cerca de 400.000 residências.
Se você deseja que uma turbina eólica seja instalada para uso doméstico, você realmente precisa ter um local remoto onde outros edifícios e infraestrutura não atrapalhem. Existem dois tipos diferentes de turbinas eólicas domésticas: montadas no telhado e independentes. A ideia de colocar uma turbina eólica em seu telhado parece uma boa ideia, mas o problema é que elas não produzem energia suficiente para torná-lo verdadeiramente independente da rede e produzir toda a sua própria energia.
Você obtém mais potência de uma turbina eólica independente que opera de forma semelhante às que você vê em parques eólicos. A desvantagem das turbinas autônomas é que elas custam mais – uma turbina montada em um prédio custaria cerca de £ 2.000, enquanto uma autônoma poderia custar qualquer coisa a partir de £ 20.000.
A verdade é que a Energia eólica é atualmente mais viável para quem está em uma localização remota (ou seja, fora das áreas urbanas e suburbanas) que tem uma fonte eólica boa, forte e constante. O tamanho da matriz necessária para produzir eletricidade suficiente para uso doméstico costuma ser proibitivo para qualquer outra pessoa. No entanto, muita pesquisa e desenvolvimento estão sendo realizados para tornar a energia eólica mais eficaz e pode haver turbinas no futuro que possam ser usadas em nossas cidades da mesma forma que a energia solar é hoje.
