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ENERGIAS RENOVÁVEIS – O QUE SÃO E PORQUE UTILIZÁ-LAS
As energias renováveis são provenientes de ciclos naturais de conversão
da radiação solar, que é a fonte primária de quase toda energia disponível na terra.
Por isso, são praticamente inesgotáveis e não alteram o balanço térmico do
planeta. As formas ou manifestações mais conhecidas são: a energia solar, a
energia eólica, a biomassa e a hidroenergia. As principais características por tipo
são:
Energia Solar – energia da radiação solar direta, que pode ser aproveitada
de diversas formas através de diversos tipos de conversão, permitindo seu
uso em aplicações térmicas em geral, obtenção de força motriz diversa,
obtenção de eletricidade e de energia química.
Energia Eólica - energia cinética das massas de ar provocadas pelo
aquecimento desigual na superfície do planeta. Além da radiação solar
também têm participação na sua formação fenômenos geofísicos como:
rotação da terra, marés atmosféricas e outros.
Os cata-ventos e embarcações a vela são formas bastante antigas de seu
aproveitamento. Os aerogeradores modernos de tecnologia recente têm se
firmado como uma forte alternativa na composição da matriz energética de
diversos países.
Biomassa - a energia química, produzida pelas plantas na forma de
hidratos de carbono através da fotossíntese - processo que utiliza a radiação
solar como fonte energética - é distribuída e armazenada nos corpos dos
seres vivos graças a grande cadeia alimentar, onde a base primária são os
vegetais. Plantas, animais e seus derivados são biomassa. Sua utilização
como combustível pode ser feita das suas formas primárias ou derivados:
madeira bruta, resíduos florestais, excrementos animais, carvão vegetal,
álcool, óleos animal ou vegetal, gaseificação de madeira, biogás etc.
Hidroenergia - energia cinética das massas de água dos rios, que fluem de
altitudes elevadas para os mares e oceanos graças a força gravitacional.
Este fluxo é alimentado em ciclo reverso graças a evaporação da água,
elevação e transporte do vapor em forma de nuvens, naturalmente
realizados pela radiação solar e pelos ventos. A fase se completa com a
precipitação das chuvas nos locais de maior altitude. Sua utilização é
bastante antiga e uma das formas mais primitiva é o monjolo e a roda
dágua. A hidroenergia também pode ser vista como forma de energia
potencial; volume de água armazenada nas barragens rio acima. As grandes
hidrelétricas se valem das barragens para compensar as variações sazonais
do fluxo dos rios e, através do controle por comportas, permitir modulação
da potência instantânea gerada nas turbinas.
BENEFÍCIOS NA UTILIZAÇÃO DAS ENERGIAS RENOVÁVEIS
Segundo Wolfgang Palz no seu livro Energia Solar e Fontes Alternativas,
a energia solar recebida pela terra a cada ano é dez vezes superior a contida em
toda a reserva de combustíveis fósseis. Mas, atualmente a maior parte da energia
utilizada pela humanidade provém de combustíveis fósseis - Petróleo, carvão
mineral, xisto etc. A vida moderna tem sido movida a custa de recursos esgotáveis
que levaram milhões de anos para se formar. O uso desses combustíveis em larga
escala tem mudado substancialmente a composição da atmosfera e o balanço
térmico do Planeta provocando o aquecimento global, degelo nos pólos, chuvas
ácidas e envenenamento da atmosfera e todo meio-ambiente. As previsões dos
efeitos decorrentes para um futuro próximo, são catastróficas. Alternativas como a
energia nuclear, que eram apontadas como solução definitiva, já mostraram que só
podem piorar a situação. Com certeza, ou buscamos soluções limpas e
ambientalmente corretas ou seremos obrigados a mudar nossos hábitos e costumes
de maneira traumática.
A utilização das energias renováveis em substituição aos combustíveis
fósseis é uma direção viável e vantajosa. Pois, além de serem praticamente
inesgotáveis, as energias renováveis podem apresentar impacto ambiental muito
baixo ou quase nulo, sem afetar o balanço térmico ou composição atmosférica do
planeta.
Graças aos diversos tipos de manifestação, disponibilidade de larga
abrangência geográfica e variadas possibilidades de conversão, as renováveis são
bastante próprias para geração distribuída e ou autônoma. O desenvolvimento das
tecnologias para o aproveitamento das renováveis poderão beneficiar comunidades
rurais e regiões afastadas bem como a produção agrícola através da autonomia
energética e conseqüente melhoria global da qualidade de vida dos habitantes.
Certamente diminuiria o êxodo rural e a má distribuição de renda, dos quais nosso
país tem péssimos quadros. Infelizmente, o Brasil tem investido muito pouco no
desenvolvimento de tecnologias de aproveitamento dessas fontes, das quais é um
dos maiores detentores em nível mundial. Fica a pergunta: Até quando seremos "o
país do futuro" se não investirmos nele?
Energia Solar - Formas de Aproveitamento
A energia irradiada pelo sol é a fonte de quase toda energia
disponível ao homem, seja como energia vital ou força motriz e de
transformação na execução de tarefas cotidianas. No nosso ecossistema,
através de diversos ciclos naturais, a radiação solar é convertida em
diversos outros tipos de energia. Mas, corriqueiramente, o termo "Energia
Solar" só é utilizado para expressar as formas de aproveitamento da
radiação solar direta. As formas de aproveitamento indireto, que se
valem do aproveitamento de energia produzida em sistemas, processos ou
fenômenos que têm a radiação solar como fonte primária, geralmente são
referidas de forma específica:
Eólica - energia cinética das massas de ar provocadas pelo aquecimento desigual na superfície do planeta. Além da radiação solar também têm participação na sua formação fenômenos geofísicos como: rotação da terra, marés atmosféricas e outros. Os cata-ventos e embarcações a vela são formas bastante antigas de aproveitamento. Os aerogeradores modernos de tecnologia recente têm se firmado como uma forte alternativa na composição da matriz energética de diversos países.
Biomassa - a energia química, produzida pelas plantas na forma de hidrocarbonetos através da fotossíntese - processo que utiliza a radiação solar como fonte energética - é distribuída e armazenada nos corpos dos seres vivos graças a grande cadeia alimentar, onde a base primária são os vegetais. Plantas, animais e seus derivados são biomassa. Sua utilização como combustível pode ser feita das suas formas primárias ou derivados: madeira bruta, resíduos florestais, excrementos animais, carvão vegetal, álcool, óleos animal ou vegetal, gaseificação de madeira, biogás etc.
Hidroenergia - energia cinética das massas de água dos rios, que fluem de altitudes elevadas para os mares e oceanos graças a força gravitacional. Este fluxo é alimentado em ciclo reverso graças a evaporação da água, elevação e transporte do vapor em forma de nuvens, naturalmente realizados pela radiação solar e pelos ventos. A fase se completa com a precipitação das chuvas nos
locais de maior altitude. Sua utilização é bastante antiga e uma das formas mais primitiva é o monjolo e a roda dágua. A hidroenergia também pode ser vista como forma de energia potencial; volume de água armazenada nas barragens rio acima. As grandes hidrelétricas se valem das barragens para compensar as variações sazonais do fluxo dos rios e, através do controle por comportas, permitir modulação da potência instantânea gerada nas turbinas.
FORMAS DE APROVEITAMENTO DA RADIAÇÃO SOLAR DIRECTA
A energia solar ainda não têm seu uso muito difundido. Além da
concorrência do petróleo, os maiores empecilhos para seu emprego
passam por: investimento inicial elevado, produção dependente das
condições climáticas e necessidade de apoio de outra fonte de
energia em situações de baixa produção. O interesse pela energia
solar como um todo varia sempre com situações de ordem
econômicas e contextos da produção energética, se sobressaindo em
momentos de crises. Mas, algumas aplicações entretanto, têm se
mantido mesmo em tempos de estabilidade.
A radiação solar direta, pode ser aproveitada de diversas formas
ainda que a aplicação final seja a mesma. Para efeitos de
apresentação pode-se dividir o aproveitamento da energia solar
conforme sua aplicação:
Aplicações térmicas em geral
Obtenção de força motriz diversa
Obtenção de eletricidade
Obtenção de energia química
APLICAÇÕES TÉRMICAS
Aplicações térmicas são aquelas onde a forma de energia necessária
ao processo final é o calor. A conversão térmica da radiação solar é a
que apresenta maior rendimento, além de ser a mais direta, simples e
barata. Nela a radiação solar é transformada em calor pelo efeito
térmico da absorção de superfícies escuras ou seletivas.
Em aplicações de baixa temperatura, até 150º C, geralmente são
utilizados coletores planos ou caixas de efeito estufa sem
concentradores. Para aplicações que exijam temperaturas de trabalho
mais elevadas, acima de 150º C, o uso de concentradores é
imperativo. Os concentradores são dispositivos focais tais como
lentes, refletores cônicos, cilíndricos, parabólicos ou conjuntos de
espelhos que, através da concentração dos raios solares num foco
definido, permitem a obtenção de temperaturas da ordem de até
3.000º C. Nessa configuração, devido a seletividade do ângulo de
incidência imposta pelos concentradores, apenas a radiação direta é
aproveitada, sendo bastante sensível ao alinhamento com a posição
do sol, exigindo a adoção de mecanismo de seguimento. Céu nublado
ou ensombramentos também são fatores de acentuada redução no
seu rendimento, limitando seu uso a locais de bom índice de
insolação e condições climáticas.
Já nos sistemas de coletores planos e caixas de efeito estufa todos os
tipos de radiação incidentes - direta, difusa e refletida - são
aproveitados. A produção para estas configurações, varia quase que
proporcionalmente ao índice de radiação total, garantindo uma
operação satisfatória mesmo em dias nublados e de baixa insolação e
tornando seu uso bem mais abrangente. Também dispensam
dispositivos de segmento do sol, bastando para sua operação, uma
correta orientação geográfica e valores de ângulo de inclinação em
relação ao plano horizontal compatíveis com a latitude.
Aplicações Térmicas mais Difundidas
Aquecimento dágua - O aquecimento dágua tem ampla utilização
na vida moderna seja para banho, piscinas, higienização de roupas e
alimentos, processos industrias ou outros. Os aquecedores dágua
solares apresentam diversos atrativos como: vida útil longa,
simplicidade, baixa manutenção, rápido retorno do investimento e
maior segurança em relação a outros sistemas. Seu uso representa
grande economia no consumo elétrico ou de combustíveis. Devido
aos valores moderados de temperatura de saída exigidos, tais
sistemas funcionam com coletores planos, o que caracteriza
simplicidade construtiva e aplicabilidade nas mais variadas regiões. A
configuração destes sistemas é semelhante aos demais sistemas
centralizados com acumulação, onde um reservatório térmico (boiler)
armazena a água aquecida, garantindo água quente nos períodos
sem radiação. Para períodos longos de chuva ou nublados,
oferecem , suporte elétrico afim de garantir um conforto contínuo. A
indústria brasileira já produz sistemas de excelente qualidade e vem
crescendo a passos largos. Concessionárias de energia elétrica têm
apostado no incentivo à utilização de aquecedores dágua solares
como forma de aliviar os problemas causados pelo uso do chuveiro
elétrico: o incremento no pico de demanda.
Destiladores - Os destiladores solares por efeito térmico são
propostos principalmente para obtenção de água potável a partir de
água com alto teor salino. Os modelos básicos se valem de efeito
estufa para evaporação da água e sua simplicidade permite uma
construção artesanal sem muito refinamento. Conforme o Boletim
L.E.S., a UFPB, na década de 70, fez vários trabalhos de pesquisa com
destiladores solares mostrando sua validade para abastecimento de
pequenas comunidades no semi-árido, ou em unidades domésticas.
Apesar de reconhecer que o seu custo comparada a outras formas de
obtenção de água destilada era superior, o boletim do L.E.S. mostra
que poderiam ser obtidos preços bem mais baixos com o
desenvolvimento de materiais que substituíssem o vidro.
Infelizmente, pelo que sabemos, não houve tal progresso e a
disseminação dos destiladores não ocorreu. Atualmente, os
programas governamentais para dotação de água potável em
comunidades rurais têm adotado os dessalinizadores de osmose
reversa alimentados por energia fotovoltaica e, os destiladores
solares por efeito térmico parecem ter perdido ainda mais o pouco da
atenção que lhe era dispensada.
Secagem de frutas e grãos - A secagem de produtos agrícolas
tem uma grande aplicabilidade, sendo processo obrigatório para
vários tipos de colheita tais como café, chás, tabacos etc. e também
como forma de garantir a conservação de alimentos. Os processo
mais utilizado ainda é a secagem ao ar-livre que também se vale da
radiação solar, mas de maneira primitiva e carregada de problemas
pela exposição dos produtos a poeira, chuva, ataques de insetos,
roedores etc. Os secadores solares podem representar grande
melhoria na qualidade destes produtos, principalmente em relação a
higiene. A aplicação se estende também a desidratação de frutas,
carnes e peixes. O Brasil é apontado como um dos países que mais
desenvolveu a tecnologia dos secadores solares. Dentre os modelos
desenvolvidos encontra-se dois grandes grupos o de exposição direta
e indireta. Nos de exposição direta os alimentos ficam expostos numa
caixa de efeito estufa com fundo preto.
Para alimentos que não devem ser expostos diretamente a radiação
solar, foram desenvolvidos os modelos de exposição indireta onde
coletores planos aquecem o ar que circula em circuito aberto através
da caixa onde os alimentos são inseridos. A circulação de ar tanto
pode ser forçada como natural, no entanto quando for necessário
utilizar controle de umidade e temperatura o uso da circulação
forçada é imperativo.
Alguns pesquisadores destacam que o apoio de outra fonte para
cobrir períodos longos de chuva, como imprescindível, afirmando que
a construção de secadores 100% solares foi causa de descrédito em
vários programas de disseminação de secadores solares devido a
perda de produtos em tais períodos. Certamente o apoio de outra
fonte não seria fator muito onerante, já que como país tropical seu
uso seria muito pouco requerido.
Cozinha - Uma aplicação térmica das mais simples é o fogão solar.
Os modelos conhecidos utilizam concentradores e ou efeito estufa.
Apesar de muito simples, os fogões solares enfrentam restrições de
uso, que só pode ser feito durante o dia, em períodos de céu limpo e
em locais de boa insolação. A necessidade de manuseio ao ar livre é
um inconveniente.
Na década de 70, pesquisadores da UFPB chegaram a desenvolver
alguns modelos. A economia de lenha no cerrado era um apelo
bastante pertinente, mas que não conseguiu sensibilizar o poder
público e os modelos desenvolvidos infelizmente não perderam a
condição de protótipos.
Recentemente um projeto social adotou fogões solares no semi-árido
nordestino como umas das linhas de trabalho. Trata-se da fábrica
comunitária de fogões solares de Uiraúna-PB. Fruto de um
intercâmbio entre a Paróquia local e Jovens Católicos da Alemanha, o
empreendimento tem produzido um modelo de fogão solar tipo
concentrador, que tem mostrado alguma aceitação. Também, o prof.
Arnaldo Moura Bezerra, ex-pesquisador da UFPB, através de um
trabalho independente continua desenvolvendo em João Pessoa
melhorias em modelos concebidos por ele.
Calefação - Em algumas regiões, principalmente as sub-tropicais, o
aquecimento do ambiente é sempre desejável. Existem vários tipos
de arranjos e dispositivos para o aproveitamento da radiação solar
em aquecimento ambiente de residências. O maior problema citado é
que os períodos de maior demanda não podem ser atendidos devido
a baixa radiação disponível.
Refrigeração por ciclo de absorção e adsorção - Tanto a
refrigeração por absorção como por adsorção, já são conhecidas a
bastante tempo e em ambas a principal característica é a utilização
de fonte de calor para seu funcionamento. A por ciclo de absorção
tem sido muito cogitado ultimamente, principalmente em aplicações
de co-geração para fornecimento integrado de energia e refrigeração
em industrias e shopping centers.
O LES-UFPB construiu um refrigerador por adsorção, usando carvão
ativado como adsorvente e metanol como refrigerante, capaz de
produzir até dez quilos de gelo por dia. Há citações que afirmam que
dentro de dez anos teremos a refrigeração ambiente solar
competitiva a nível comercial. Um grande atrativo é que as variações
da disponibilidade da energia solar, em geral, acompanham as de
necessidade de refrigeração.
A OBTENÇÃO DE FORÇA MOTRIZ DIVERSA
Para se obter energia mecânica para tarefas específicas como
bombeamento dágua, irrigação, moagem de grãos etc. As duas
formas de obtenção mais comuns são: obtenção de eletricidade por
painéis fotovoltaicos e posterior alimentação de um motor elétrico ou,
através da conversão térmica e alimentação de um motor de ciclo
térmico.
Na década de setenta, a SOFRETES, Francesa, chegou a desenvolver
e comercializar vários sistemas para bombeamento de água com ciclo
solar térmico. Uma dessas bombas foi instalada no LES/UFPB, em João
Pessoa, em 1975. (2)
Na década de setenta, o Professor Nicanor de Azevedo Maia,
desenvolveu no Rio Grande do Norte um motor térmico solar de ciclo
inédito. Seu trabalho foi publicado em algumas revistas, mas não
conseguiu apoio para continuar o empreendimento. Atualmente, os
sistemas fotovoltaicos têm se firmado como melhor opção, inclusive,
em alguns casos, concorrendo com vantagens com fontes
convencionais.
A OBTENÇÃO DE ELETRICIDADE
Conversão termoelétrica indireta - Utiliza o efeito da
termoconversão para obtenção de calor e acionamento de uma
máquina térmica, geralmente um motor de ciclo Stirling, Rankine ou
Brayton. O motor é utilizado para acionar um gerador elétrico
convencional. Existem várias combinações usuais entre
termoconversão e motor utilizados, com resultados variados. Por uma
questão de eficiência, os sistemas de termoconversão utilizam, em
sua grande maioria, coletores com concentradores. São as seguintes
configurações as mais utilizadas:
Campo de heliostatos e receptor tipo torre
Concentrador cilindro-parabólico
Concentrador disco-parabólico
Para todas já existe um conhecimento bastante adiantado e
a literatura aponta vantagens e limitações que se alternam em
função de fatores como potência da planta. Os custos ainda são
superiores aos sistemas convencionais. Sistemas sem
concentradores, utilizando coletores planos também foram utilizados
para pequenas unidades na década de setenta, mas apresentavam
baixo rendimento com tamanho e custo excessivos.
Uma configuração bastante diferenciada, é a das piscinas
solares de gradiente salino. Estas piscinas reproduzem o fenômeno
de inversão térmica observada em alguns lagos, onde, de modo
adverso ao habitual, a temperatura das camadas inferiores se
apresentam com temperatura mais elevadas que as camadas
superiores. Essa ocorrência se dá em leitos com profundidades entre
1 e 2 m, onde exista uma disposição diferenciada do gradiente salino
- partindo de uma baixa concentração, na superfície, até quase a
saturação, junto ao fundo - devido a proporcionalidade entre a
concentração de sal e a densidade, esse arranjo inibe o movimento
de convecção e sendo a água má condutora, todo o calor produzido
no fundo fica aprisionado na camada inferior, chegando a atingir
valores de temperatura próximos a 100º C.
A obtenção de eletricidade é possível através da conversão
termoelétrica indireta. Essa montagem apresenta rendimentos
globais baixos, são indicados valores em torno de 1%, mas, oferece a
vantagem de funcionar em regime contínuo dispensando sistemas
adicionais de armazenamento. Nelas a massa de água armazena
naturalmente o calor produzido nos períodos de radiação permitindo
o funcionamento regular nos intervalos sem sol.
Conversão termoelétrica direta - Vários fenômenos conhecidos,
permitem que a energia solar seja convertida diretamente em
eletricidade. Os dispositivos mais citados são o gerador termoelétrico
e o termiônico. Apresentam a vantagem de não possuírem partes
móveis, mas têm rendimento muito baixo. Segundo Wolfgang Palz(1),
os termoelétricos já encontraram uso prático como fontes autônomas
para estações de telecomunicações, mas, alimentados com
combustível.
Conversão fotovoltaica
Os princípios da conversão fotovoltaica são conhecidos a bastante
tempo. Mas seu uso só se intensificou após 1958 com os programas
espaciais, onde as fotocélulas obtiveram bastante êxito como fonte
de energia em satélites, dominando totalmente essa aplicação.
Instalações terrestres se seguiram e atualmente os painéis
fotovoltaicos são bastante difundidos.
A OBTENÇÃO DE ENERGIA QUÍMICA
A energia solar pode ser aplicadas sistemas que produzam diretamente energia química. Os trabalhos de pesquisa neste sentido, mais citados, são:
Produção de hidrogênio através de fotólise da água por células eletroquímicas especiais alimentadas por energia de painéis fotovoltaicos.
Produção de hidrogênio ou gás metano através de sistemas biológicos, como cita Adir M. Luiz(4) referindo-se ao trabalho do cientista Melvin Calvin "Em algumas plantas, as condições de fotossíntese podem se alterar de modo que o processo admita a produção de H², estes processos ainda estão em fase inicial de pesquisas."
A obtenção da energia química a partir da energia solar possui um grande atrativo que é representado pelas vantagens inerentes aos combustíveis:
A grande densidade energética
Facilidade de distribuição e de transporte
Boa adequação à aplicação nos transportes
Permitir armazenamento sem degradação por longos períodos, compensando variações sazonais de produção.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS1) PALZ, Wolfgang. Energia Solar e fontes alternativas. São Paulo: Hemus Livraria Editora Ltda, 1981.2) BEZERRA, Arnaldo Moura. Aplicações Térmicas da Energia Solar. 4ª ed. João Pessoa: Editora UFPB, 2000.3) FRAIDENRAICH, Naum & Lyra, Francisco. Energia Solar fundamentos e tecnologias de conversão heliotermoelétrica e fotovoltaica. Recife: Editora Universitária da UFPE, 1995.4) LUIZ, Adir M. Como Aproveitar a Energia Solar. São Paulo: Editora Edgard Blücher Ltda, 1985.
5) COMETTA, Emilio. Energia Solar utilização e empregos práticos. São Paulo: Editora Hemus Editora Ltda.
ENERGIA EÓLICA - A ENERGIA DOS VENTOS
Tudo indica que as primeiras utilizações de energia eólica deram-se
com as embarcações, algumas publicações mencionam vestígios de
sua existência já por volta de 4.000 a.C., recentemente
testemunhado por um barco encontrado num túmulo sumeriano da
época, no qual havia também remos auxiliares.
Por volta de 1.000 a.C. os fenícios, pioneiros na navegação comercial,
se utilizavam de barcos movidos exclusivamente a força dos ventos.
Ao longo dos anos vários tipos de embarcações a vela foram
desenvolvidos, com grande destaque para as Caravelas - surgidas na
Europa no século XIII e que tiveram papel destacado nas Grandes
Descobertas Marítimas.
As embarcações a vela dominaram os mares durante séculos, até que
o surgimento do navio a vapor, em 1807 veio dividir este domínio,
mas pelo fato de exigir menores despesas em coontrapartida a menor
regularidade oferecida no tempo dos trajetos, o veleiro conseguiu
manter o páreo por um bom tempo, só vindo a perder a concorrência
no início do século XX, quando foi praticamente abandonado em favor
do vapor. Atualmente os maiores usos das embarcações a vela são no
esporte e lazer.
O CARRO A VELA DE NASSAU
Na edição especial da revista Motor 3 - "100 Anos do Automóvel" -, é
mencionado que no ano de 1600, o Almirante holandês Maurício de
Nassau - Tio do administrador, homônimo, do território brasileiro
dominado pela Holanda de 1.636 a 1644 -, durante a luta da
independência da Holanda contra a Espanha, idealizou uma canhoeira
terrestre dotada de rodas, sendo as traseiras providas de mecanismo
esterçante controlado por tirante, o veículo seria impulsionado por
velas idênticas as das embarcações marítmimas. A construção ficou a
cargo do seu engenheiro Symon Stevin, tendo a mesma sido
construído com madeira e lona, conseguindo a façanha de, com vinte
e oito homens a bordo e favorecida pelos ventos fortes e constantes
da costa holandesa, cobrir os 80 Km que separam Le Havre de Petten,
em exatamente duas horas, surpreendendo os espanhóis num ataque
surpresa.
Este veículo batizado por seu construtor de "zeylwagen", ou carro a
vela, aparece como o primeiro a não depender da propulsão
muscular.
Nos anos 70/80 surgiram, inicialmente no Estados Unidos, pequenos
veículos de lazer com três rodas e propulsão similar ao carro de
Nassau, que logo se tornaram muito comuns, tendo se popularizado
também nas principais praias brasileiras, eram os chamados windcar.
O SURGIMENTO DOS MOINHOS DE VENTO
Parece ser difícil afirmar com segurança a época em que surgiram os
primeiros moinhos de vento, há indicações sobre tais motores
primários já no século X. Este assunto é bem dessertado no livro "
Uma História das Invenções Mecânicas" de Abbot Payson Usher,
editado pela primeira vez em 1929 e reproduzido no Brasil pela
editora Papirus Ciência, o livro cita relato de geógrafos descrevendo
moinhos de ventos usados no Oriente Médio para bombeamento d
´agua. O mesmo aponta ainda referências diversas como historias e
crônicas - mas, neste caso, considerando sua veracidade incerta - que
mencionam o uso dos moinhos de vento já em 340 d.C.
Ainda conforme a citada publicação, até a sua introdução na Europa
por volta do século XII, os moinhos de vento eram projetados em
função da direção predominante dos ventos, tendo o seu eixo motor
direção fixa. As características de variação de intensidade e direção
dos ventos na Europa incentivaram a criação de mecanismos para
mudança de direção do eixo dos cataventos, surgindo então os
primeiros modelos onde o eixo das pás podia ser girado em relação
ao poste de sustentação.
Na Holanda, onde os moinhos de vento eram usados desde o século
XV para drenarem as terras na formação dos pôlderes, a invenção
dos moinhos de cúpula giratória, que permitia posicionar o eixo das
pás em função da direção dos ventos, é registrada como um grande
incremento de capacidade destes, e grande progresso nos sistemas
de dessecamento.
OS PRIMEIROS SISTEMAS DE CONTROLE DE POTÊNCIA
A Revolução Industrial trouxe consigo as invenções das máquinas de
produção, como os teares industriais, tais máquinas assim como os
moinhos de farinha, exigiam uma certa constância da velocidade,
evidenciando uma das desvantagens da energia eólica em relação a
força animal e a roda d´agua, que é o fato de sua ocorrência ser
irregular e de intensidade variável. Para contornar a variação de
intensidade surgiram, ainda no século XVI, os primeiros sistemas de
controle ou limitação de potência, sendo mencionados o freio
aplicado ao eixo das pás - existindo inclusive esquemas de Leonardo
da Vinci de um freio de cintas aplicado a roda acionadora - e a
inclinação do eixo das pás em relação ao horizonte. Tais
aperfeiçoamentos permitiram integrar os moinhos de vento também
a estas unidades produtivas, e até o século XVIII - século do
surgimento da máquina a vapor - os moinhos de vento, juntamente
com as rodas d´agua, marcavam muitas paisagens.
Sistemas eólicos autónomos / armazenamento - sistemas
de energia eólica autónomos para fornecimento regular de
eletricidade, tornam-se bastante dispendiosos devido as
complicações dos sistemas de armazenamento, que devem
compensar não só as variações instantâneas e diarias, mas
também compensar a variação da disponibilidade nos períodos
do ano, Sendo sua aplicação limitada a pequenos sistemas para
recarga de baterias, em regiões remotas, principalmente para
fornecimento de eletricidade para equipamentos de
comunicação e eletrodomésticos, onde o benefício e conforto
compensam o alto custo por watt obtido.
Outros usos diversos a geração de eletricidade, como
aeromotores para bombeamento d´agua são mais
compatíveis com o uso singular da energia eólica. Talvez
o desenvolvimento de tecnologias de obtenção, aplicação
e estocagem do hidrogênio, venham a representar uma
nova opção para um sistema de armazenamento
compatível com a energia eólica, possibilitando sistemas
eólicos ou eólicos-solares autônomos economicamente
viáveis.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1) RELATÓRIO DE PESQUISAS ENCYCLOPAEDIA BRITANNICA NR. 242 "EMBARCAÇÕES A VELA" 2) UMA HISTÓRIA DAS INVENÇÕES MECÂNICAS - ABBOT PAYSON USHER - PAPIRUS EDITORA - 19933) ENERGIA SOLAR E FONTES ALTERNATIVAS - WOLFGANG PALZ - HEMUS 19814) LA ESCUELA DEL TÉCNICO MECÂNICO, VOL III - CALDEIRAS / MÁQUINAS A VAPOR - EDITORA LABOR S.A. - 19595) A INVENÇÃO DA MÁQUINA A VAPOR - FAUUSP - 19766) ENCICLOPÉDIA BARSA VOL XI7) FONTES NÃO CONVENCIONAIS DE ENERGIA - AS TECNOLOGIAS SOLAR, EÓLICA E DE BIOMASSA - UFSC - 19998) PÁGINA DO CBEE NA INTERNET
Site do CBEE - Centro Brasileiro de Energia Eólica http://www.eolica.com.br
Site do NERG / UFPB http://www.nerg.ufpb.br/
Página pessoal Ciência http://www.elogica.com.br/users/ladislau/eolica.htm
Site da Wobben Wind Power: http://www.enercon.com.br/wobben.htm
Página de alunos da Unicamp http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/eolica/eolica.htm