ENERGIA EÓLICA DOMÉSTICA NO BRASIL: realidade ou ficção?

Bruna Rocha de Barros; Bruno Cesar de Oliveira; Gissele de Deus Pereira; Roberta Diana de Abreu; Thaiane Camila Narciso de Oliveira; Thiago Rodrigo Tarelov. Acadêmicos da Faculdade Cenecista de Varginha – FACECA

 

Professor Ms. Matusalém Vieira Martins – Orientador

 

RESUMO

 

Este artigo visa  apresentar uma forma sustentável e descentralizada de produzir energia eólica em residências e estudar uma maneira de armazenar tal produção de modo que o consumidor possa reter a energia produzida e não gasta ou ser um fornecedor da rede. A energia é fundamental no desenvolvimento de qualquer sociedade. Mas, deve-se avaliar os custos socioambientais decorrentes de sua produção, tais como o alagamento de imensas extensões de terras para a construção de hidrelétricas e a emissão de gases do efeito estufa provenientes da queima dos combustíveis fósseis. Qualquer forma de produzir energia gera algum impacto. Entretanto, quando esses impactos afetam o meio ambiente ou trazem prejuízos à sociedade ou à um grupo de pessoas, tende-se a repensar o modelo escolhido, pois os custos no futuro podem ser impagáveis. Por meio deste trabalho será possível avaliar a viabilidade ou não de produzir energia eólica em residências.

 

Palavras-Chave: Sustentável. Energia eólica em residências.

ABSTRACT

 

This article aims to provide a sustainable and decentralized wind power generation in homes and study a way to store such production so that the consumer can retain the energy produced and not worn or be a network provider. Energy is fundamental in the development of any society. But, one must evaluate the environmental costs resulting from their production, such as the flooding of vast tracts of land for the construction of dams and the emission of greenhouse gases from burning fossil fuels. Any form of energy production generates some impact. However, when these impacts affect the environment or bring harm to society or a group of people tend to rethink the model chosen, because the costs in the future can be priceless. Through this work, we shall evaluate the feasibility or otherwise of producing wind energy in homes.

Key Words: Sustainable. Wind energy in homes.

 

1 INTRODUÇÃO

 

O homem extrai da natureza formas de energia para seu uso desde o início das civilizações. A princípio, com o processamento e queima da biomassa. Mais tarde, por volta de 2800 a.C., os egípcios utilizaram o vento como forma de energia para auxiliar os escravos na propulsão de seus barcos. Milhões de anos depois, os persas construíram moinhos de vento que eram utilizados para moagem de grãos. Na Holanda e na Inglaterra, outros moinhos foram desenvolvidos. Na Idade Média, surgiram alguns projetos mais avançados. (OLIVEIRA; PIRES, [2009?]).

A produção de energia elétrica através dos ventos iniciou-se somente por volta do século XX. Com o crescimento da economia, o consumo de eletricidade também aumentou muito. O alto preço do barril de petróleo, junto com as ideias inovadoras de energia limpa e renovável, impulsionaram o surgimento de empresas focadas em energia eólica, sendo os dinamarqueses os pioneiros nesse processo. (OLIVEIRA; PIRES, [2009?]).

A energia eólica é produzida por aerogeradores, compostos por uma torre, um gerador elétrico e uma hélice.  O vento faz com que as pás girem e com isso, esse movimento é transformado em energia elétrica pelo gerador, sendo ela uma das fontes que mais crescem no mundo. (GREENPEACE BRASIL, 2013, p. 23)

Este trabalho justifica-se na necessidade de se criar uma política governamental focada no futuro da utilização da energia eólica, já que os recursos tecnológicos disponíveis viabilizam modelos sustentáveis de utilização destas energias, tanto no sistema interligado como em sistemas autônomos.

Diante das condições atuais, que primam por modelos sustentáveis de geração de energia, surge o seguinte problema: como produzir um programa eficaz de produção de energia eólica doméstica, sendo o Brasil um país que apoia as produções de hidrelétricas e termelétricas por terem se apresentado mais rentáveis economicamente até o momento?

O aproveitamento do vento como fonte de energia em residências pode representar uma economia considerável. Desta forma, este artigo tem o objetivo de analisar  o aproveitamento da energia eólica, não em grandes unidades de produção, mas em sistemas de porte pequeno para uso doméstico.

 

2 REFERENCIAL TEÓRICO

 

A questão energética tem sido abordada de diferentes formas por estratégias governamentais em vários países desenvolvidos e em desenvolvimento. O Brasil, que optou pela matriz energética de grandes hidrelétricas, necessita urgentemente de uma política eficiente e sustentável que englobe as energias renováveis e limpas (solar, eólica e biomassa), apresentando-as como uma opção viável a médio e longo prazo. A participação estatal é fundamental, mas não é o único fator determinante deste possível modelo. A evolução tecnológica dos equipamentos, a formação e especialização da mão-de-obra e, principalmente, a pesquisa das interfaces técnicas em nível de projeto são outros fatores que determinariam uma possibilidade viável para este sistema. (VIGGIANO, [2001?])

 

2.1 A energia eólica no Brasil

 

“No Brasil, a política governamental historicamente voltada para a geração de energia através de grandes usinas hidrelétricas começa a mudar de enfoque a partir da privatização gradativa das estatais de energia e das recentes crises do setor energético.” (VIGGIANO, [2001?], p. 1)

Pouco se comenta sobre a geração de energia eólica descentralizada no Brasil, tanto em residências, como em comércios ou indústrias, como opção ao fornecimento da rede local, seja ela autônoma ou interligada a rede. Para Scheer (2000 apud VIGGIANO, [2001?], p. 2):

 

[…] dado que o potencial natural de recursos não existe concentradamente, o seu emprego (das energias renováveis) é feito através de pequenas instalações abandonando assim o sistema de poucos grandes investimentos entrando no sistema de muitos pequenos investimentos e saindo do abastecimento de energia internacional e indo para o autoabastecimento regional e individual.

 

No Brasil, as condições naturais privilegiadas de sol e vento favorecem o  desenvolvimento da energia eólica em curto, médio e longo prazo. De acordo com Greenpeace, o potencial brasileiro é superior a 300 mil MW de energia proveniente dos ventos. “Para efeito de comparação, a usina hidrelétrica de Itaipu tem capacidade de 14 mil MW, ou seja, o potencial eólico seria equivalente a 10 Itaipus. Mas com os geradores mais modernos que temos hoje, estimamos que a capacidade poderia chegar a 300 mil MW, ou 30 usinas de Itaipu”, (AMORIM; RODRIGUES, 2011 apud TOLMASQUIM, 2013, p. 1)

 

2.2 A geração e eficiência da energia eólica

 

A energia eólica é gerada por turbinas ou aerogeradores. Eles podem ser de eixo horizontal ou vertical. As turbinas mais comumente utilizadas são as de eixo horizontal que possuem rotores. Segundo Montenegro (2000 apud VIGGIANO, [2001?], p. 5), esses rotores “[…] variam em tamanho de 1 metro de diâmetro (com potência nominal de 50 W) a 66 metros de diâmetro (potência nominal de 1,5 MW)”. Segundo Oliveira e Rossi ([2013?], p.1):

 

Os rotores de eixo horizontal são mais comuns, e grande parte das experiências internacionais estão voltadas para a sua utilização. São predominantemente movidos por forças de sustentação (atuam perpendicularmente ao escoamento) e devem possuir mecanismos capazes de permitir que o disco varrido pelas pás esteja sempre em posição perpendicular ao vento. Já as turbinas de eixo vertical captam a energia dos ventos sem precisar alterar a posição do rotor com a mudança na direção dos ventos. Podem ser movidos por forças de sustentação e por forças de arrasto.

 

A eficiência de um gerador depende das limitações técnicas do equipamento. A lei de Betz estabelece que “[…] só se pode converter 16/27 (59%) da energia cinética em energia mecânica usando um aerogerador”. (WINDPOWER, 2001, apud VIGGIANO, [2001?], p. 6).

Atualmente, as turbinas eólicas geram tanta eletricidade quanto 8 usinas nucleares grandes, incluindo não só as turbinas de escala de geração pública, como também as turbinas pequenas que geram eletricidade para residências ou negócios individuais. Uma turbina pequena, com capacidade de 10kW pode gerar até 16 mil kWh por ano, considerando que uma residência americana consome em média cerca de 10 mil kWh anuais. (LAYTON, [2006?])

 

Geralmente para aplicações em larga escala com máquinas de grande porte, se requer uma velocidade média [de vento] de, no mínimo, 6,5m/s a 7,5. Já para a utilização em sistemas isolados pequenos, […] assume-se uma média de 3,5m/s a 4,5m/s, sendo o mínimo admissível. Estes valores consideram tanto a viabilidade técnica quanto econômica. (OLIVEIRA; ROSSI, [2013?], p.1)

 

“Quando se trata de turbinas eólicas [horizontais], a localização é tudo. Saber quanto vento existe em uma área, qual sua velocidade e duração são fatores decisivos fundamentais para a construção de uma fazenda eólica eficiente[…]” (LAYTON, [2006?], p.2 )

Além disso, “quanto maior a regularidade dos ventos em uma determinada área, menor o custo da eletricidade gerada pelas turbinas[…]” (LAYTON, [2006?], p. 3)

Uma configuração de turbina residencial ou empresarial pode custar algo entre US$ 5 mil a US$ 80 mil. (LAYTON, [2006?])

 

2.3 A nova legislação quanto à produção de energia elétrica doméstica

 

No dia 17/04/2012, a diretoria da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) aprovou regras que visam a redução das barreiras existentes em relação à instalação de geração distribuída de pequeno porte, que incluem a microgeração, com até 100 KW de potência, e a minigeração, de 100 KW a 1 MW. A partir de então, o consumidor pode instalar pequenos geradores em sua unidade consumidora e trocar energia com a distribuidora local através de um Sistema de Compensação. Mas, a regra é válida, apenas, para geradores que utilizem fontes incentivadas de energia (hídrica, solar, biomassa, eólica e cogeração qualificada). (ANEEL…, 2012)

Assim, a unidade geradora instalada em uma residência, por exemplo, produzirá energia e o que não for consumido será injetado no sistema da distribuidora, que utilizará o crédito para abater o consumo dos meses seguintes. Esses créditos poderão ser utilizados em um prazo de 36 meses sendo que, as informações estarão na fatura do consumidor para que ele saiba o saldo de energia e tenha o controle sobre a sua fatura. (ANEEL…, 2012)

Para órgãos públicos e empresas com filiais que optem em participar do sistema de compensação, o excedente produzido em uma de suas instalações, pode ser utilizado para reduzir a fatura de outra unidade. (ANEEL…, 2012)

Os custos de adequação do sistema de medição necessários pra implantar o sistema de compensação, caberão ao consumidor que instalar micro ou minigeração distribuída, sendo que a própria distribuidora se encarregará dos custos de manutenção e eventuais substituições. (ANEEL…, 2012)

 

Além disso, as distribuidoras terão até 240 dias após a publicação da resolução para elaborar ou revisar normas técnicas para tratar do acesso desses pequenos geradores, tendo como referência a regulamentação vigente, as normas brasileiras e, de forma complementar, as normas internacionais. (ANEEL…, 2012. p. 1)

 

Economia dos investimentos em transmissão, redução das perdas nas redes e melhoria da qualidade do serviço de energia elétrica são as vantagens proporcionadas pela geração distribuída de energia. (ANEEL…, 2012)

 

2.4 A tecnologia da turbina eólica de eixo vertical

 

Como a frequência dos ventos é necessária para que a energia eólica seja gerada, os ventos irregulares dos centros urbanos sempre foi um desafio, pois os modelos de geradores eólicos já existentes exigiam ventos mais fortes e constantes. A boa notícia é que foi apresentada na 3ª Feira FAPERJ Ciência, Tecnologia e Inovação, que aconteceu de 10 a 12 de outubro de 2013 no Centro Cultural da Ação Cidadania (CCAC) no Rio de Janeiro, a turbina eólica de eixo vertical, batizada de RAZER 266. Essa nova tecnologia, desenvolvida pela Enersud, empresa especializada em soluções energéticas a partir de fontes renováveis, potencializa o aproveitamento de ventos fracos e irregulares, muito comuns nas grandes cidades. (ALTERNATIVA…, 2013)

A novidade incentiva a geração doméstica de energia que foi recentemente aprovada pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel). A nova regra diz que é permitido  “[…]que moradores gerem a própria energia e transfiram o excedente não consumido para a rede pública. Neste caso, recebem descontos na conta de luz proporcionais ao volume energético transferido.” (ALTERNATIVA…, 2013, p. 1)

O engenheiro Luiz Cezar Pereira, diretor da Enersud, vinha estudando essa tecnologia há quatro anos e afirma que é uma ótima opção para o ambiente urbano. Segundo Pereira (2013 apud ALTERNATIVA…, 2013) “A nova regulamentação da Aneel deve abrir oportunidades sem precedentes. O mercado brasileiro pode absorver algo em torno de mil turbinas eólicas de pequeno porte por ano.” Além disso, Pereira (2013 apud ALTERNATIVA…, 2013) ainda afirma que:

 

dependendo da velocidade do vento, a turbina é capaz de abastecer uma residência cujo consumo gira em torno de 300 kW.h/mês. Pode ser usada também no carregamento de baterias e em iluminação de portarias, corredores e sistemas de segurança de condomínios.

 

Foi instalado na própria empresa o primeiro equipamento e outros protótipos foram instalados em Salvador e municípios do norte fluminense. Nesses lugares os ventos oscilam de baixa a extrema intensidade, sendo, desta forma, ideais para testar essa tecnologia diante das variações climáticas e ao espaço urbano. (ALTERNATIVA…, 2013)

 

A vantagem das turbinas verticais é que são próprias para ambientes urbanos, sua manutenção é simples, e pode ser instalada em qualquer lugar, tanto em terra firme como no telhado de uma casa. Além disso, são mais silenciosas que os modelos tradicionais. (PEREIRA, 2013, apud ALTERNATIVA…, 2013)

 

 

3     CONCLUSÃO

 

A energia eólica, apesar de possuir um elevado custo de instalação, possui uma manutenção barata. Existem formas de armazenar a energia produzida através de baterias, mas elas não são economicamente rentáveis por possuírem custo consideravelmente alto.

Os equipamentos de pequeno porte têm impacto ambiental geralmente desprezível.

Além disso, implementar um sistema doméstico de geração de energia eólica para suas próprias necessidades é uma maneira de assegurar que a energia que você usa é limpa e renovável.

REFERÊNCIAS

ALTERNATIVA para geração eólica em residências. 2013. Disponível em: <https://www.am bienteenergia.com .br/index.php/2013/10/alternativa-para-geracao-eolica-em-residencias/23429>. Acesso em: 22 out. 2013.

AMORIM, Daniela; RODRIGUES, Alexandre. Potencial eólico no país  equivale a até 30 usinas de Itaipu. 2011. Disponível em: <http://economia.estadao.com.br/noticias/economia.p otencial-eolico-no-pais-equivale-a-ate-30-usinas-de-itaipu,64801,0.htm>. Acesso em: 10 out. 2013.

ANEEL aprova regras para facilitar a geração de energia nas unidades consumidoras. 2012. Disponível em: <http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias/Output_Noticias.cfm?Identidad e=5457&id_area=90>. Acesso em: 22 out. 2013.

GREENPEACE BRASIL. [R]evolução energética. 2013. Disponível em: <http://issuu.com/g reenpeacebrasil/docs/sumario_relatorio>. Acesso em: 17 set. 2013.

LAYTON, Julia. Como funciona a energia eólica. [2006?]. Disponível em: <http://ambiente. hsw.uol.com.br/energia-eolica2.htm>. Acesso em: 10 out. 2013.

 

OLIVEIRA, Branca F.; PIRES, Julio Cesar Pinheiro. Desenho de um gerador eólico de baixo custo para uso residencial. [2009?]. Disponível em: <http://fido.palermo.edu/servicio s_dyc/encuentro2007/02_auspicios_publicaciones/actas_diseno/articulos_pdf/ADC018.pdf>. Acesso em: 18 out. 2013

OLIVEIRA, Cássia Pederiva de; ROSSI, Pedro Henrique Jochims. Perguntas frequentes sobre energia eólica. [2013?]. Disponível em: <http://www.pucrs.br/ce-eolica/faq.php?q=14. Acesso em: 21 out. 2013.

.

VIGGIANO, Mário Hermes S. Autonomia energética em residências unifamiliares: a experiência do projeto casa autônoma. [2001?]. Disponível em:<http://www.casaautonoma.co m.br/trabalhos/autonomiaenergetica1.pdf>. Acesso em: 11 out. 2013.

 

Para baixar o arquivo click aqui: