18.2: Energia eólica

A energia eólica surge do movimento do ar. É impulsionado pela energia solar (diferenças na temperatura do ar causam correntes de ar). O vento gira uma turbina, que alimenta um gerador (figura\(\PageIndex{a}\)). As pás do rotor de uma turbina eólica funcionam como uma asa de avião ou uma pá de rotor de helicóptero. Quando o vento flui pela lâmina, a pressão do ar em um lado da lâmina diminui e isso faz com que o rotor gire. O rotor se conecta ao gerador, diretamente ou por meio de uma série de engrenagens que aceleram a rotação e permitem um gerador fisicamente menor. Semelhante à geração de eletricidade a partir do carvão, gás natural ou energia nuclear, o movimento rotativo faz com que os ímãs girem dentro de bobinas de arame para produzir eletricidade. De acordo com a Associação Americana de Energia Eólica, 39% de toda a nova capacidade de geração elétrica nos Estados Unidos em 2019 foi devido à energia eólica.

Figura\(\PageIndex{a}\): (1) Quando o vento sopra sobre as pás de uma turbina eólica, faz com que as pás se levantem e girem. (2) As pás giratórias giram um eixo que está conectado a um gerador. (3) O gerador gera eletricidade à medida que gira. Imagem e legenda (modificadas) da EPA (domínio público).

Elemento inter

Clique aqui para ver uma animação interativa ilustrando como as turbinas eólicas funcionam.

Vantagens da energia eólica

A energia eólica está entre as fontes de energia renovável de menor custo e sua expansão gera empregos (figura\(\PageIndex{b}\)). Como muitas fontes de energia renováveis, as turbinas eólicas não liberam poluentes atmosféricos nem contribuem para a mudança climática e não precisam de água para resfriamento. Como uma turbina eólica tem uma pequena pegada física em relação à quantidade de eletricidade que produz, muitos parques eólicos estão localizados em áreas de cultivo e pastagem. Eles contribuem para a sustentabilidade econômica, fornecendo renda extra aos agricultores e pecuaristas, permitindo que eles permaneçam no mercado e evitem que suas propriedades sejam desenvolvidas para outros usos. Por exemplo, a energia pode ser produzida com a instalação de turbinas eólicas nas montanhas dos Apalaches dos Estados Unidos, em vez de se dedicar à remoção do topo da montanha para mineração de carvão. As turbinas eólicas offshore nos lagos ou no oceano podem ter impactos ambientais menores do que as turbinas em terra, e os ventos são até 50% mais fortes e estáveis no mar do que na terra (figura\(\PageIndex{c}\)).

Figura\(\PageIndex{b}\): A ilha dinamarquesa de Samsø foi a primeira região do país a fazer a transição para 100% de energia renovável, contando com energia eólica offshore, energia eólica terrestre, palha (um biocombustível) e energia solar. O texto na imagem é: “Samsø: A Ilha Autossuficiente em Energia. A primeira ilha a se tornar totalmente autossuficiente em energia em 10 anos. Samsø: Fatos sobre a ilha — Área: 114 km ², População: 4.000, Investimento: DKK 368 milhões. 11 turbinas eólicas terrestres — 1 turbina gera eletricidade suficiente para abastecer 630 casas. As turbinas transmitem eletricidade para o continente quando é gerada mais eletricidade do que a ilha pode consumir. Turbinas eólicas offshore - 10 turbinas eólicas offshore de 103 m de altura construídas em 2003 produzem mais energia do que a ilha usa para transporte. 11 turbinas eólicas terrestres de 1 MW geram 28.000 MWh. Isso é mais eletricidade do que o consumo total da ilha e o equivalente a 690.000 galões de petróleo. 3X usinas movidas a palha - Traneberg - aquece 263 residências, Ballen/Brundy - aquece 232 famílias, Onsbjerg - aquece 76 famílias. Planta solar - Uma das usinas de aquecimento recebe calor de 2500 m ² de painéis solares. Isso é combinado com uma caldeira a lenha de 900 KW. Excesso de energia - O excesso de eletricidade produzida em parques eólicos offshore é investido em novos projetos de energia. Imagens da GDS Infographics (CC-BY) e da Agência Nacional de Inteligência Geoespacial (domínio público).

Figura\(\PageIndex{b}\): As turbinas eólicas podem estar em terra (em terra, à esquerda) ou no oceano (no mar, à direita). Imagem à esquerda de Joshua Winchell/USFWS (domínio público). Imagem à direita da CGP Grey (CC-BY).

Desvantagens da energia eólica

A energia eólica tem alguns desafios. As turbinas eólicas só são eficazes em regiões com ventos fortes o suficiente para gerar eletricidade suficiente. Mesmo em regiões com ventos fortes, a disponibilidade de vento é intermitente. Isso pode ser mitigado pelo uso de baterias para armazenar energia, mas a capacidade da bateria, apesar dos contínuos avanços tecnológicos, ainda é limitada. Algumas pessoas têm preocupações estéticas quando as veem na paisagem, e outras não gostam do som que as pás das turbinas eólicas emitem. Algumas turbinas eólicas pegaram fogo e algumas vazaram fluidos lubrificantes, embora isso seja relativamente raro. Descobriu-se que as turbinas causam a morte de pássaros e morcegos, especialmente se estiverem localizadas ao longo de sua trajetória migratória, embora torres de comunicação e gatos domésticos sejam ameaças maiores. Existem alguns pequenos impactos da construção de projetos eólicos ou parques, como a construção de estradas de serviço, a produção das próprias turbinas e o concreto para as fundações.

Atribuição

Modificado por Melissa Ha a partir das seguintes fontes:

• Energia renovável e desafios e impactos do uso de energia da biologia ambiental por Matthew R. Fisher (licenciado sob CC-BY)
• O poder do vento. Escritório de Eficiência Energética e Energia Renovável Departamento de Energia dos EUA. Acessado em 17/01/2021 (domínio público).