O potencial eólico nas cidades

Nas cidades do Brasil, assim como em várias partes do mundo, quase não existem dados de vento com qualidade para uma avaliação do potencial eólico devido aos altos custos de instalações e manutenção da instrumentação necessária para as coletas de dados. [1]

Mapas eólicos como o da figura 1 podem ser pontos de partida para a estimativa de ventos regionais, mas são necessárias diversas fontes de informação para que o potencial eólico de uma micro-região possa ser estimado.

Como o levantamento histórico da velocidade do vento é fundamental para estimar o potencial futuro, pode-se utilizar dados de organizações que oferecem tais dados, como aeroportos, que realizam medidas diárias de ventos e outras variações meteorológicas. A análise dos dados de vento confirmaria as características dos ventos comerciais (trade-winds) que representam altas velocidades médias de vento, pouca variação nas direções do vento e pouca turbulência durante todo o ano [2].

O relevo e os diferentes climas de precipitação e temperatura exercem influências na produção da energia eólica conforme o caso e a região. Sendo que o relevo está servindo como obstáculo ao movimento da camada atmosférica inferior, como indutor de fenômenos de mesoescala (brisas montanha-vale) e como gerador de ondas e acelerações orográficas. Como a camada inferior da atmosfera tem espessura da ordem de 600m a 1.500m, áreas territoriais elevadas geralmente estão imersas em distintas camadas atmosféricas e regimes de vento. Além disso, os diferentes climas de precipitação e temperatura estão relacionadas às velocidades médias sazonais de vento. As amplitudes térmicas anuais são menores na grande região mais próxima ao Equador, aumentando em direção ao extremo sul do país. Os fatores que influem no clima brasileiro é a Zona de Convergência Intertropical ao norte, móvel ao longo do ano da qual convergem os ventos alísios com influencia do relevo continental na circulação atmosférica dos ventos exercida pelo maciço dos Andes. Assim como a influência da alta pressão do Anticiclone Tropical Atlântico e a ação periódica irregular das massas de ar polares que adentram as regiões Sul e Sudeste [1], evidenciado pela comparação no mapa a seguir. Estes fenômenos continentais possuem efeitos significativos na região sudeste (portanto em Santo André), o que torna o estudo de caso na UFABC particularmente complexo do ponto de vista brasileiro.

Figura 1 : Mapas típicos para planejamento do uso de energia eólica [1]

            A análise dos ventos em cidades em comparação as áreas rurais, mostraram que a estrutura das cidades, com edifícios e outras construções influenciam na circulação dos ventos. Estas construções servem como obstáculos aumentando a rugosidade do terreno e diminuindo a velocidade média na superfície [3].

Por outro lado, estes obstáculos produzem concentrações de vento e aumentam sua turbulência.

Assim, o conhecimento do vento, fator essencial para o planejamento e análise para planos da implantar a energia eólica nas cidades, deve ser localizado na região (cidade, prédio) de interesse [3].

Figura 2: Efeito da rugosidade produzida por prédios na velocidade média do vento [1]

Uma vantagem da conversão de energia eólica nas cidades é sua proximidade com o centro consumidor. A variação inerente da disponibilidade desta energia pode ser associada à necessidade também variável de consumidores. Esta associação exige o desenvolvimento de uma nova tecnologia de produção e uso da energia [3], como as redes elétricas inteligentes (Smart Grid).

Redes elétricas inteligentes são estudadas no mundo todo, pois elas permitiriam a integração de fontes renováveis e de difícil previsão, como a eólica e a solar, nas cidades. As redes elétricas inteligentes incorporam o monitoramento e tecnologia de sensoriamento para o controle da energia buscando a eficiência e o controle da geração, distribuição e transmissão, com vantagens em termos de economia de energia, reduzindo custos, além de acarretar a melhoria em relação ao aquecimento global, apagões e emissões de poluentes. Dessa forma, as tendências da demanda energética que possuem um crescimento com taxas sempre elevadas, poderão ter esse quadro revertido [5].

Sistemas inteligentes poderiam identificar falhas antecipadamente e permitir conhecer a condições de consumo instantâneo, por exemplo. A partir destas informações, as tarifas poderiam variar de hora em hora de acordo com a carga do sistema, para incentivar o consumo de energia fora dos horários críticos (de alta demanda). Pequenas fontes de energia renováveis, como a eólica, projetadas para alimentar uma residência, poderiam vender o excedente para consumo nesses horários críticos [5].

            Em relação à construção da tecnologia eólica nas cidades, há o problema do impacto visual que esta estrutura causa dentro das cidades. Dessa forma, uma empresa holandesa NL Architects criou uma turbina disposta em forma de árvores, conhecida como Power Flowers, da qual estas causam um visual mais agradável e harmônico, assim esses pequenos geradores em formato de árvore poderiam ser colocados em cidades [6]. Este tipo de problema e proposta de solução indicam a natureza multidisciplinar do uso de energia eólica nas cidades, bem como o potencial do trabalho proposto.

Figura 3 : Uma solução para o uso de energia eólica nas cidades [7]

Referência Bibliografica:

[1] ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica. Atlas de Energia Elétrica do Brasil. 1ª Edição. Disponível em: http://www.aneel.gov.br/arquivos/PDF/livro_atlas.pdf . Acessado em : 26/04/11. Março, 2002

[2] CENTRO BRASILEIRO DE ENERGIA EÓLICA. Energia Eólica. Grupo Escolar. Disponível em: http://www.grupoescolar.com/materia/energia_eolica.html .   Acessado em: 26/04/11.

[3] Salemi L.F. Os Ventos e o Planejamento das Cidades. Publicado 26/12/2009 em : http://www.webartigos.com/articles/30388/1/Os-ventos-e-o-planejamento-das-cidades/pagina1.html . Acessado em: 26/04/11.

[4] CARBON TRUST. Small-scale Wind Energy, Policy insights and practical guidance. Disponível em: http://www.ukgbc.org/site/resources/show-resource-details?id=279 . Acessado em: 26/04/11. Reino Unido. Agosto, 2003.

[5] Luiz F. C. O que é Smart Grid?  Smart Grid News- Redes Elétricas Inteligentes. Disponível em: http://smartgridnews.com.br/o-que-e-smart-grid/ . Acessado em: 26/04/11. Dezembro, 2010.

[6] CICLO VIVO. Holandeses criam turbinas eólicas em formato de árvore. Disponível em http://www.ciclovivo.com.br/noticia.php/2188/holandeses_criam_turbinas_eolicas_urbanas_em_formato_de_arvore/ Acessado em 26/04/11.

[7] Jornal O Globo. Tecnologia para gerar energia dos ventos no meio das cidades. Disponível em: http://oglobo.globo.com/blogs/razaosocial/posts/2011/03/15/tecnologia-para-gerar-energia-dos-ventos-no-meio-de-cidades-368847.asp . Acessado em 26/04/11. Março, 2011.