Turbinas Eólicas

Arthur de Arajo FariasRenan FreireYukio Yabuta

Tecnologias de Gerao de Energia Elica

PB, Brasil

24 de fevereiro de 2015



Relatrio sobre o estado da arte na geraoelica.

Universidade Federal de Campina Grande, PB

Departamento de Engenharia Eltrica

Graduao em Engenharia Eltrica

Orientador: Leimar de Oliveira

PB, Brasil24 de fevereiro de 2015


Tecnologias de Gerao de Energia Elica/ Arthur de Arajo FariasRenan FreireYukio Yabuta . PB, Brasil, 24 de fevereiro de 2015-

59 p. : il. (algumas color.) ; 30 cm.

Orientador: Leimar de Oliveira

Relatrio Universidade Federal de Campina Grande, PBDepartamento de Engenharia EltricaGraduao em Engenharia Eltrica, 24 de fevereiro de 2015.1. Palavra-chave1. 2. Palavra-chave2. 2. Palavra-chave3. I. Orientador. II. Uni-

versidade xxx. III. Faculdade de xxx. IV. Ttulo



Relatrio sobre o estado da arte na geraoelica.

Trabalho aprovado. PB, Brasil, 24 de novembro de 2012:

Leimar de OliveiraOrientador

PB, Brasil24 de fevereiro de 2015

Agradecimentos

Os agradecimentos principais so direcionados ao professor Leimar por nos pro-porcionar em sala de aula um amplo debate a respeito do estado da Engenharia Eltricano contexto nacional e mundial.

ResumoEste trabalho aborda o estado da arte no que toca s mquinas destinadas gerao elicano mundo. A princpio, faz-se uma breve introduo sobre o histrico das turbinas elicasdesde os precursores da tecnologia moderna at os conceitos modernos da aerogerao deenergia eltrica. Conclui-se com uma reviso do que atualmente desenvolve-se no que tocas mquinas conversoras de energia mecnica em energia eltrica de grande porte.

Palavras-chave: gerao. energia. elica. sistemas. potncia mquinas. eletricidade.

AbstractThis paper addresses the state of the art with regard to machinery for wind power inthe world. At first, we present a brief introduction to the history of wind turbines sincethe precursors of modern technology to the modern concepts of wind power production.We conclude with a review of what is currently developed in high profile eolic electricalgenerators.

Keywords: generation. energy. eolic. systems. power. machinery. electricity.

Lista de ilustraes

Figura 1 Usina Daerrius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Figura 2 Usina Daerrius e Savonius Combinada . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Figura 3 Tipos de Sistemas de Guinagem e posio das lminas. a) Turbina

upwind equipada com um sistema ativo de guinagem; b) Turbina upwindequipada com um sistema passivo de guinagem; c) Turbina downwind . 32

Figura 4 Usina Onshore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Figura 5 Usina Oshore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Figura 6 Nacelle em Montagem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Figura 7 Cubo sendo descarregado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37Figura 8 Torre de uma turbina elica em montagem . . . . . . . . . . . . . . . . 38Figura 9 Fundao de uma turbina elica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39Figura 10 Diagrama de um sistema a velocidade fixa . . . . . . . . . . . . . . . . 43Figura 11 Diagrama de um sistema a velocidade varivel, mas de variao limitada 44Figura 12 Diagrama de um sistema a velocidade varivel com com converso par-

cial de potncia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45Figura 13 Diagrama de um sistema a velocidade varivel com com converso total

de potncia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Figura 14 Diagrama de um sistema a velocidade varivel com com converso total

de potncia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Lista de tabelas

Lista de abreviaturas e siglas

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

abnTeX ABsurdas Normas para TeX

inserir lista de smbolos

Lista de smbolos

Letra grega Gama

Lambda

Letra grega minscula zeta

Pertence

Sumrio

Introduo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

I TECNOLOGIAS DE GERAO ELICA 27

1 TIPOS DE USINAS ELICAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.1 Usinas Elicas de Eixo Vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.1.1 Turbina Daerrius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.1.2 Turbina Savonius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.2 Usinas Elicas de Eixo Horizontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291.2.1 Guinagem Ativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301.2.2 Guinagem Passiva . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.2.3 Turbinas Upwind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.2.4 Turbinas Downwind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.3 Turbinas Terrestres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321.4 Turbinas Martimas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2 ESTRUTURA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.1 Lminas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.1.1 Aerodinmica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.1.2 Turbinas Elicas por Fora de Arrasto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.1.3 Turbinas Elicas por Foras de Sustentao . . . . . . . . . . . . . . . . . 352.2 Nacelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.3 Cubo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362.4 Conjunto Rotor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.5 Torre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372.6 Fundao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.7 Caixa de Engrenagens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382.8 Gerador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3 CONVERSO DE ENERGIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413.1 Princpios Bsicos da Converso de Energia Cintica em Energia

Eltrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.1.1 Lei de Betz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423.2 Configurao dos Sistemas de Converso Atuais . . . . . . . . . . . . 433.2.1 Turbina de Vento de Velocidade Fixa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433.2.2 Turbina de Vento com Velocidade Varivel Limitada . . . . . . . . . . . . 44

3.2.3 Turbina de Vento com Velocidade Varivel partir de Converso Parcial dePotncia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.2.4 Turbina de Vento com Velocidade Varivel, Diretamente Conectada e Con-verso Total de Potncia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.2.4.1 Gerador Sncrono Eletricamente Excitado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.2.4.2 Gerador Sncrono a Im Permanente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463.3 Turbina de Vento com Velocidade Varivel, com Caixa de Engrena-

gens e com Converso Total de Potncia . . . . . . . . . . . . . . . . 473.4 Outros Conceitos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4 CONCLUSO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Referncias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

ANEXOS 55

ANEXO A LISTA DE INDSTRIAS DE TURBINAS ELICAS . 57

23

Introduo

A tecnologia de turbinas de vento oferece solues de baixo custo para eliminaoda dependncia de petrleo e gs para o fornecimento de eletricidade. Adicionalmente,esta tecnologia provome o fornecimento de energia eltrica sem agredir a atmosfera, umavez que esta tecnologia no produz em diretamente nenhum gs estufa. Alm de tudo isso,a instalao de turbinas elicas e os custos de gerao so bem inferiores se comparadosa outras fontes de energia eltrica.

Vulgarmente possvel dizer que uma turbina elica funciona basicamente de formacontrria a um ventilador eltrico, ela EUA vento para produzir energia eltrica. Emuma terminologia apropriada, uma usina elica converte energia cintica proveniente dasmassas de ar, que esto em movimento, em energia eltrica.

Turbinas elicas esto disponveis em vrios tipos e tamanhos, estes parmetrosdependem da quantidade de energia a ser gerada. Usinas elicas com uma capacidade desada menor que 10 kW so EUAdas primariamente em residncias, antenas de telecomu-nicao, e irrigao.

Atualmente, campos de gerao de grande capacidade so postos em reas ruraisde baixa rugosidade do terreno e no mar. Estas plantas de energia podem gerar at 500MW de potncia para as compahias de eletricidade.

A Dinamarca um pas que desde cedo investiu na produo de energia elica eem 2008 j contava com 19,1 % de sua gerao de energia baseada em essa alternativa.(1) Isso representa uma diminuio brutal no consumo de fontes fsseis, aumentando aeficincia energtica do pas. Alm das receitas referentes indstria pioneira fundada ali.

As turbinas elicas modernas so classificadas em dois tipos: eixo horizontal e eixovertical, a depender do princpio de operao do rotor. As turbinas de orientao verticalso similares a batedores de ovos e empregam o modelo denominado Darrieus uma vez queeste design produto do inventor francs G. J. M. Darrieus (2). As turbinas de orientaohorizontal so, como dito antes, semelhantes aos ventiladores domsticos. Apesar dessaclassificao o seu princpio de funcionamento basicamente o mesmo, converte energiacintica em energia eltrica.

Usinas horizontais com duas ou trs lminas so as mais comuns. O vento que sopraatravs das lminas fazem as lminas escorregarem e moverem a baixas velocidades angu-lares. Este tipo de usina possui alguns tipos bsicos quanto ao design e ao posicionamentodo rotor, estas caractersticas sero melhor detalhadas no decorrer deste trabalho.

O desempenho timo de uma turbina de vento depende diretamente dos ngulos

24 Introduo

de suas lminas e da altura de instalao da turbina. Na tentativa de otimizar o aprovei-tamento da energia que transferida para as lminas, pesquisas tm sido realizadas a fimde construir mquinas com menor custo e que gerem mais energia.

A General Electric foi pioneira no desenvolvimento da tecnologia do aproveita-mento da energia mecnica velocidades variveis. Apesar de pioneira, o campo paraexplorao e reduo de custos na explorao de ventos ainda um campo aberto e mui-tas empresas desenvolveram tecnologias que fazem isso de formas relativamente distintas.

Este trabalho tenta introduzir um pouco do desenvolvimento histrico da tecnolgiaelica desde sua inveno at os dias de hoje. Alm desse fundamento histrico, tenta-seapresentar as tecnologias de gerao elica e mostrar por vias gerais. Tambm, mostra-secom um pouco mais de profundidade as formas atuais que as empresas presentes hoje emdia no mercado constroem suas turbinas para aproveitar a energia mecnica disponvel.Mostra-se tambm que tecnologias so utilizadas para integrar todos esses sistemas redede energia eltrica.

Evoluo da Tecnologia Elica Mundial e Brasileira

A turbina elica o resultado de um desenvolvimento de mais de um milnio.Baseada no moinho de vento, que restritamente converte energia cintica proveniente dovento em uma forma apropriada de energia para realizao da moagem, a turbina elica uma reestruturao deste conceito para a gerao de energia eltrica.

Moinhos de ventos vm sendo utilizado desde a Prsia (atual Ir) por volta de 2000A.C. A primeira mquina movida por meio da energia do vento conhecida foi construdapor Hero de Alexandria. Porm, os primeiros dispositivos prticos construdos foram osmoinhos de vento de Sistan no sculo 7 no Ir. Este dispositivo era um moinho de ventode eixo vertical, com lminas retangulares.

Moinhos de vento apareceram na europa durante a idade mdia. O primeiro registrohistrico do seu uso foi na Inglaterra no sculo 11 e 12. Existem relatos de que cruzadosgermnicos aprenderam a construir monhos de vento na Sria por volta de 1190. Pelosculo 14, existem relatos que monhos holandeses foram EUAdos para drenar gua nodelta do Reno.

Em julho de 1887 em Glasgow na Esccia o primeiro moinho de vento convertidopara produo de eletricidade foi construdo pelo professor James Blyth do AndersonsCollege (agora Strathclyde University). O professor experimentou trs tipos de modelosde torbinas sobre a ltima dito que alimentou sua casa por 25 anos.

No inverno de 1887 em Ohio no Estados Unidos, o professor Charles F. Brushcontruiu uma turbina de vento de 12kW para carregar 408 baterias em sua manso. A

25

turbina funcionou por 20 anos, tinha um rotor de dimetro de 50m e 144 lminas.

Em Askov na Dinamarca o cientista Poul la Cour comeou os testes em sua turbinade vento em uma tentativa de levar energia eltrica s populaes rurais da Dinamarca.Em 1903, Poul la Cour fundou a Society of Wind Electricians e em 1904 a sociedadefundou o primeiro curso de energia elica. La Cour foi o primeiro a descobrir que turbinasde rotao rpida com poucas lminas era mais eficiente na gerao de eletricidade.

Na dcada de 20, a primeira usina de eixo vertical foi inventada, a turbina Darrieus.Nome em omenagem ao seu inventor George Darrieus que em 1931 registrou uma patentenos Estados Unidos.

Em 1927 em Minneapolis nos Estados Unidos Joe e Marcellus Jacobs abriram o f-brica Jacobs Wind, produzindo turbinas de vento e geradores. Os geradores so utilizadospara carregar baterias e iluminar lmpadas.

Em 1931 em Yalta na Unio Sovitica, o primeiro desenho de uma turbina modernahorizontal foi realizado para gerao de 100 kW. A turbina tinha uma torre de 30 m e 32% de fator de carga, produzindo 32% de seu potencial em energia eltrica. Padro muitobom mesmo para os dias atuais.

Em 1941 em Vermont nos Estados Unidos a primeira turbina elica da ordem demegawatts foi conectada ao sistema de potncia de Castleton. A turbina tinha lminasde 22.86 m e pesava 240 toneladas.

Em 1956 na em Gedser na Dinamarca foi instalada uma usina elica construdapor Johannes Juul, um estudante de Poul la Cour. A usina era horizontal com trs lminase gerava em torn de 200 kW. O desenho desta usina inspirou muitos outros desenhos deturbina. Neste desenho, Johannes Juul inventou freios aerodinmicos e emergncia. Odesenho destes freios continua sendo utilizado at hoje. A turbina operou at 1967 e foireformada no meio da dcada de 1970 pedido da Nasa.

Em 1970 em Ohio o governo norte americano, por intermdio da Nasa, comeou apesquisar turbinas de vento comerciais. Quinze turbinas experimentais foram postas emfuncionamento, os resultados da pesquisa trilharam o caminho para a tecnologia utilizadaem muitas da usinas multimegawatts de hoje em dia.

Em New Hampshire nos Estados Unidos, a primeira fazenda de ventos consistindode 20 turbinas foi construda. A fazenda, porm, foi um fracasso. As turbinas quebrarame os desenvolvedores superestimaram os recursos de vento.

Em 1981 em Washington e no Ava nos Estados Unidos a 7.5 MW Mod-2 foiconstruda pela Nasa, seguido que em 1987 a 3.2 MW de duas lminas Mod-5B foramconstrudas. As duas quebraram o recorde para dimetro e produo de energia.

Em 1991 Vindeby em Vindeby na Dinamarca, a primeira fazenda de ventos no

26 Introduo

mar foi construda com 11 turbinas de 450 kW.

No Brasil a primeira usina elica foi instalada em Fernando de Noronha em 1992.Aps dez anos, o governo brasileiro criou um programa de incentivo s fontes renovveisde energia eltrica o ento chamado Proinfra. Este programa contratou 1.420 MW emempreendimentos elicos por 20 anos, que entraram em operao entre 2006 e 2011.

Enquando entravam em operao as usinas do Proinfra, em 2009 o governo fez umleilo para contratao exclusiva de empreendimentos elicos. Aproximadamente 1805MW foram contemplados. Em 2010 um novo leilo foi realizado para contratao de2.048 MW em capacidade instalada, neste leilo, fontes elicas disputaram com biomassae pequenas centrais hidroeltricas. Em 2011 fontes elicas disputaram vrios leiles aodecorrer do ano e 2.905 MW em projetos contratados. Nesta concorrncia, a fonte elicacompetiu com grandes hidroeltricas, gs natural alm das mencionadas anteriormente.

Nesse sentido, o Brasil conta com 8.100 MW em operao e ainda espera pelarealizao de novos leiles para contratao de energia eltrica. Alm do mais, espera-sepela regulamentao do mercado livre, o qual permitir que os empreendedores possuamdiversas formas para a comercializao dos seus projetos.

Consideraes Gerais sobre os Limites Fsicos do Aproveitamento daEnergia Mecnica em Energia Eltrica

O processo de instalao de campos para extrao de energia cintica dos ventosenvolve a definio de forma e especificao de turbinas de vento. No que toca espe-cificao das turbinas de vento, em 1919 o fsico Alberto Betz mostrou baseado nas leisda conservao de massa e energia permitiam no mais que 16/27 (59,3%) de energiacintica a ser capturada(??, p. 435). Esse limite terico tornou-se a Lei de Betz e designsmodernos de aerogeradores podem aproximar-se a 80% deste limite terico.

O design de uma turbina elica completa consiste em projetar o cubo, lminas,controles gerador, suporte e fundao. Consideraes de design posteriores referem-se naintegrao de turbinas elicas aos sistemas de potncia.

Parte I

Tecnologias de Gerao Elica

29

1 Tipos de Usinas Elicas

Usinas de vento podem ser separadas em dois tipos bsicos determinados porcomo o seu eixo gira. Usinas de vento que rodam em torno de um eixo horizontal somais comuns enquanto que, usinas que giram em torno de um eixo vertical so poucoutilizadas.

1.1 Usinas Elicas de Eixo Vertical

1.1.1 Turbina DaerriusTurbinas Daerius so coloquialmente chamadas de batedores de ovos porqu pare-

cem com batedores de ovos gigantes. Elas possuem uma boa eficincia (citao), pormproduzem uma ondulao no torque (citao) e tenso cclica na torre (citao), quecontribui para uma pobre confiana.

Geralmente turbinas de Daerrius precisam de uma fonte de energia externa parapartir ou um rotor de Savonius adicional, porqu seu torque inicial muito pequeno.

Para contornar a ondulao no torque, geralmente estas usinas usam trs ou maislminas, o que requer um rotor mais slido e, consequntemente, mais dispendioso.

1.1.2 Turbina SavoniusTurbinas Savonius so turbinas de arrasto, elas so utilizadas em casos de alta

confiabilidade em muitas coisas como anemmetros e ventiladores. Elas so prprias paraambientes turbulentos e que precisam de partida prpria.

1.2 Usinas Elicas de Eixo HorizontalAs usinas de eixo horizontal so as mais empregadas na gerao de energia elica,

principalmente pelo fato de elas no possuirem os requisitos de sustentao to dispendi-osos quando os das usinas verticais. Vale observar que, alm de possuir um eixo horizonal,o movimento das ps paralelo direo do vento neste tipo de turbina.

Essas usinas so subdivididas em dois grupos quando ao esquema de guinagem(yaw). Quando a nacelle est frente do cubo, esta usina dita downwind, enquanto quequando as ps esto frente da nacelle dito que a usina do tipo upwind.

A tarefa de orientar o rotor no vento em cataventos um quesito complicadohistoricamente. Os designers de estruturas verticais no precisam preocupar-se com este

30 Captulo 1. Tipos de Usinas Elicas

Figura 1: Turbina de eixo vertical em Cap-Chat, Quebec.

Fonte: Fred Hsu na wikipedia.org - Trabalho Prprio. Licensiada sobre CC BY-SA 3.0 viaWikimedia Commons

tipo de problema uma vez que nas usinas verticais, as ps aproveitam o vento em qualquerdireo. Turbinas orientadas horizontalmente, neste caso precisam de um sistema queoriente o eixo da turbina na direo do vento.

Atualmente existem dois tipos de sistemas de guinagem, eles so classificados empassivos e ativos. Na Figura 3

1.2.1 Guinagem Ativa

Os dispositivos ativos possuem algum sistema que gera torque a fim de rotacionaro eixo na direo do vento que se orienta por sensores eletrnicos ou atuadores manuais.

Os sistema de guinagem automticos so considerados o estado da arte no quese refere ao controle da direo da turbina. Os componentes de um sistema modernoconsistem basicamente em fazer a nacelle girar em relao torre de sustentao daturbina.

Os sistemas ativos modernos mais comuns podem ser elencados da seguinte forma:

1.2. Usinas Elicas de Eixo Horizontal 31

Figura 2: Turbina de Vento FRD 8638 que combina o conceito Savonius e Daerrius aomesmo tempo em uma mina de ouro histrica em Taiwan, 2009

Fonte: Fred Hsu na wikipedia.org - Trabalho Prprio. Licensiada sobre CC BY-SA 3.0 viaWikimedia Commons

Rolamento de guinagem com unidade eltrica de guinagem A nacelle montadaem um rolamento azimutal e guiada por drivers eltricos poderosos. Um freio el-trico fixa a posio da nacelle quando ela reorientada para evitar fadiga das partesque compem a juno.

Rolamento de guinagem com unidade hidruloca de guinagem A mesma formaa nacelle montada em um rolamento azimutal e guiada por motores hidrulicos.A vantagem desse sistemas a confiabilidade dos motores hidrulicos em relao alternativa eltrica.

Engrenagem de guinagem com unidade eltrica de guinagem Nesta alternativa,utiliza-se engrenagens ao invs de rolamentos. E motores eltricos para guiar a na-celle.

Engrenagem de guinagem com unidade hidruloca de guinagem Nesta alterna-

32 Captulo 1. Tipos de Usinas Elicas

Figura 3: Tipos de Sistemas de Guinagem e posio das lminas. a) Turbina upwindequipada com um sistema ativo de guinagem; b) Turbina upwind equipada comum sistema passivo de guinagem; c) Turbina downwind

Fonte: Wikipedia.org, Licensiado sobre CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

tiva, utiliza-se engrenagens ao invis de rolamentos. Mas, assim como em uma re-troescavadeira esteira, utiliza-se um sistema hidrulico para mover a nacelle.

1.2.2 Guinagem Passiva

A guinagem passiva utiliza o prprio vento para direcionar a nacelle na direodo vento. Estes sistemas so utilizados em turbinas de baixa potncia que possuem umespao restrito e impedem a instalao de sistemas mais complexos. Alm de tudo, essessistemas podem responder mais rpidos quando a massa do conjunto menor.

1.2.3 Turbinas Upwind

As turbinas Upwind

1.2.4 Turbinas Downwind

1.3 Turbinas Terrestres

As plantas terrestres ou onshore, so as instalaes realizadas em terra firme. Elasgeralmente so encontradas desde at 3 km desde a costa at partes remotas dos ambientesterrestres. Este tipo de planta tende a aproveitar as nuances topogrficas do solo a fim degarantir potncia na gerao elica.

1.4. Turbinas Martimas 33

Figura 4: Uma usina flutuante semi-submersvel no mar chamada WindFloat operandono fator de capacidade 5 km da costa de Aguacadoura, Portugal (3)

Fonte: Wikipedia.org(3)

1.4 Turbinas MartimasTurbinas elicas em mar so menos obstrutivas que as turbinas terrestres e seus

efeitos na paisagem alm de seus rudos so mitigados pela distancia dos centros urbanos.A European Wind Energy Association colocou uma meta de 40 GW a ser instalado at2020 e 150 GW at 2030. (4)

Figura 5: Uma usina flutuante semi-submersvel no mar chamada WindFloat operandono fator de capacidade 5 km da costa de Aguacadoura, Portugal (3)

Fonte: Wikipedia.org(3)

35

2 Estrutura

2.1 LminasAs ps de uma turbina helica tambm so chamadas de lminas, aeroflio ou

hlices. Elas so as partes responsveis por converter a energia cintica proveniente do arem energia cintica rotacional.

2.1.1 Aerodinmica

A forma e as dimenses das lminas de uma turbina elica so determinadas pelaperformance aerodinmica requerida para extrair eficientemente energia do vento e pelaresistncia requerida para resistir s foras sobre a lmina.

A aerodinmica do eixo horizontal de uma turbina no algo simples. O fluxo dear nas lminas no o mesmo que o fluxo longe da turbina. A natureza da forma comoa energia extrada do ar faz com que ele seja defletido pela turbina. Em adicional, aaerodinmica de uma turbina na superfcie do rotor exibe comportamentos aerodinmicosraramente vistos em outros campos aerodinmicos.

A princpio, para compreender o mecanismo EUAdo na converso de potnciadisponvel no vento para potncia mecnica rotacional, no eixo da turbina elica, faz-senecessrio conhecer as foras que atuam nas ps: a fora de arrasto e a fora de sustentao.

2.1.2 Turbinas Elicas por Fora de Arrasto

Esses tipos de turbinas utilizam a fora do vento aplicada perpendicularmente asuperfcie das ps para realizar o movimento das turbinas elicas, fora esta denominadafora de arrasto.

D = CD

2Av2 (2.1)

2.1.3 Turbinas Elicas por Foras de Sustentao

Este tipo de turbina utiliza ps com perfil aerodinmico, cuja fora resultante dainterao do vento com o rotor no possui somente a componente arrasto na mesma direoda velocidade relativa (w), mas tambm uma componente perpendicular velocidaderelativa, denominada de fora de sustentao. Onde, velocidade relativa a soma vetorial

36 Captulo 2. Estrutura

da velocidade do vento (v) e a velocidade das ps (u). A fora de sustentao dado pelaEquao 2.2.

L = CL

2Aw2. (2.2)

Na Equao 2.2, CL refere-se ao coeficiente de arrasto, A refere-se a, e w refere-seao mdulo da soma vetorial entre o vetor velocidade do vento v e o vetor velocidade dasps u .

2.2 Nacelle o compartimento que contm o aerogerador e a caixa de marchas de uma turbina

elica horizontal, este componente no est presente em usinas de eixo vertical devido aofato de este tipo de usina possuir o seu conjunto gerador montado junto ao solo.

Este componente est localizado no poto e responsvel por conter a estruturageradora da turbina.

Figura 6: Nacelle de 25 toneladas sendo montada em uma torre

Fonte: "Nacelle for Turbine Tower No 16 - geograph.org.uk - 1007331"by Paul Anderson.Licensed under CC BY-SA 2.0 via Wikimedia Commons

2.3 CuboO cubo o componente de um aerogerador responsvel por fixar as hlices ao eixo.

Em desenhos simples, as hlices esto estoladas e fixas enquanto que em designs maissofisticados como as turbinas elicas horizonais, o mecanismo de rotao da p montadono cubo a fim de realizar a estolagem ou furlagem das ps.

2.4. Conjunto Rotor 37

Figura 7: Cubo de um aerogerador sendo descarregado.

Fonte: "Cubo de um aerogerador sendo descarregadono porto de San Diego, CA"por DaleFrost de San Diego, CA - Porto de San Diego. Licensed under CC BY 2.0 via WikimediaCommons

2.4 Conjunto RotorAs turbinas elicas horizontais seguem dois tipos de desenho quanto a posio da

hlice. O primeiro tipo justamento o da posio da hlice em frente ao eixo, recebendoo fluxo diretamente. O outro tipo refere-se ao posicionamento das hlices por trs doeixo, esta posio faz com que as hlices recebam o vento aps ser intermediado pelasustentao da prpria hlice.

O primeiro tipo de posicionamento de hlices requer uma rigidez estrutural maiore abre mo da dobragem das hlices para trs a fim de controle de velocidade. Os custospara elaborar lminas para esse tipo de estrutura geralmente maior do que para lminasposicionadas por trs da torre.

O segundo tipo, por sua vez est submetido a um stress maior uma vez que osfluxos turbulentos originados da passagem do vento pela torre incidem diretamente nasps ocasionando na reduo do tempo de vida til das ps.

Vale lembrar que os dois tipos de configuraes possuem nomenclatura apropriadaque provm do ingls, upwind e downwind respectivamente.

2.5 TorreOs tipos de torres EUAdas na instalao de turbinas elicas residem em duas

categorias, autossuportadas e estaiadas. Na categoria das torres autossuportadas, existemdois grandes subgrupos, as torres treliadas e as torres tubulares.

As torres para gerao elica devem ser projetadas para resistir a qualquer condio


de carga. Porm, quando o tamanho da turbina aumenta, o peso aumenta e, proporcio-nalmente o custo. Quando a capacidade de sada de potncia aumenta, os componentestornam-se maiores e mais pesados e mais difceis de mover

Figura 8: Turbina elica em montagem

Fonte: "Biglow Canyon Wind Farm em construo"por Tedder - Own work. Licensiadosob CC BY 3.0 via Wikimedia Commons

2.6 FundaoA nica funo de uma fundao em uma usina elica prover sustentao e

estabilidade turbina de vento e isso deve ser feito por todo o seu tempo de vida til.Isto feito pela transferncia e espalhamento das cargas exercidas pela torre pelo terrenoem que ela est montada. (5)

A Figura 9 mostra uma fundao realizada para a sustentao de uma turbina devento com eixo horizontal.

2.7 Caixa de EngrenagensA caixa de marchas de uma usina elica serve para conectar o eixo de baixa

rotao ao eixo de alta rotao conectao ao gerador. Ele feito para levar valores emtorno de 60 rpm para valores em torno de 1000 1800 RPM. Esta velocidade rotacional requerida pelos geradores para produzir eletricidade. Esta parte do aerogerador pesadae dispendiosa. Pesquisadores procuram por formas de criar aerogeradores que dispensema caixa de engrenagens.

A necessidade de utilizar uma caixa de engrenagens hoje em dia reside no fato deque, se for utilizado um gerador diretamente conectado ao sistema de potncia de 50 Hzou 60 Hz trifsico com dois quatro ou seis polos teramos que ter uma turbina com uma

2.8. Gerador 39

Figura 9: Fundao de uma Turbina em Fond du Lac County, Wisconsin (EUA)

Fonte: http://betterplan.squarespace.com/better-plan-slideshow/wind-turbine-construction-on-farm-fields-in-fond-du-lac-coun/1889821

rotao extremamente alta, entre 1000 e 3000 revolues por minuto, com uma turbinacom lminas de 43 metros, a ponta da lmina teria velocidades em torno de duas vezes avelocidade do som. Algo praticamente imposvel e perigoso.

Outra possibilidade seria a de utilizar um gerador com um maior nmero de polosa fim de garantir velocidades de rotao da mquina compatveis com a velocidade doeixo primrio da turbina elica. Para isso, necessria uma mquina com 200 polos oumais, a depender da rotao do eixo primrio e da frequencia desejada. Mas isso recai noproblema da massa do rotor do gerador, que deve ser proporcional ao momento da forade rotao. Assim, o rotor do gerador deve ser extremamente pesado, o que encaresse emdemasia a mquina de gerao.

A soluo prtica para as turbinas elicas reside nas caixas de engrenagens, queao contrrio da maioria das mquinas industriais e em semelhana aos motores de carros,converte rotaes baixas em rotaes altas.

Em uma turbina elica, no h mudana de marchas, ao contrrio dos carros. Namaioria das caixas de engrenagens existe uma relao de engrenages de 1:50, mas essarelao varia e depende da mquina geradora.

2.8 Gerador

Responsvel pela converso de energia mecnica em energia eltrica. Deve fornecerem sua sada uma corrente em 60 Hz ou 50 Hz a depender do sistema de potncia.

Desde o incio do desenvolvimento da turbina elica moderna, o conceito aerodi-nmico predominante foi o de trs lminas com eixo horizontal conectado a um gerador


triffico de corrente alternada. Muitos conceito diferentes foram desenvolvidos e testados.

Durante as duas ltimas decadas, a produo de turbinas de ventos cresceu de 20kW para 2 MW. As modificaes no projeto eltrico destas turbinas foram modificados dosimples gerador assncrono para geradores sncronos, mas estas modificaes so restritasa poucos fabricantes. Outros fabricantes modificaram um pouco mais e introduziramgeradores assncronos com rotor bobinado.

Devido ao rpido desenvolvimento da eletrnica de potncia, oferecendo tanto amanipulao de altas potncias quanto a capacidade de diminuir o custo/kW, a aplicaoda eletronica de potncia ir crescer e modificar e por a prova novos conceitos de geradoresdaqui a alguns anos.

Este trabalho dedica o Captulo 3 aos sistemas de converso de energia disponveisnas turbinas elicas.

41

3 Converso de Energia

As turbinas elicas so dispositivos que convertem energia mecnica provenientedo movimento das massas de ar em energia eltrica. De forma geral, elas utilizam umamquina eltrica para isso. Os tipos de mquinas e estratgias de converso variam emdecorrncia da aplicao a que se destina a turbina.

Os tipos bsicos de geradores para a gerao elica so descritos abaixo.

Geradores Assncronos Estes geradores podem ser utilizados velocidade da mquinaprimria fixa com o gerador diretamente acoplado rede ou velocidade varivelcom coverso de potncia e frequncia por eletrnica de potncia. Podem ser utili-zados com o conceito de converso completa, onde o que gerado fica virtualmenteisolado do sistema eltrico por eletrnica de potncia. Eles esto disponveis tipi-camente at 7 MW e a velocidade tpica de rotao est em torno de 1000 a 1500RPM, o que obrigatoriamente faz com que seja necessrio um conjunto de engrena-gens para converter a velocidade gerada no rotor da turbina para a apropriada nogerador. Alm de tudo isso, este tipo de sistema est disponvel para tenses tipica-mente de 690 V at 3,3 kV, outras tenses tambm esto disponveis para aplicaesespecificas. (6)

Motores Sncronos So distribudos sob magnetizao permamente ou sob magnetiza-o gerada eletricamente. Os motores im permamente so sempre acoplados asistemas que isolam virtualmente o gerador da rede por eletrnica de potncia. Elesoferecem uma performance e eficincia maior se comparados aos tipos anteriores.Todos os motores sncronos so oferecidos para baixas, mdias e altas velocidades.Requerindo ou no sistema de engrenagens para adaptao de velocidades. Todoseles utilizam sistemas de converso de potncia o que os fazem extremamente ver-steis s mais diversas aplicaes.

Tipicamente, estes motores so oferecidos sob algumas variaes bsicas, mas todoseles seguem os mesmos princpios eletromecnicos. Nas sesses que seguem, ser apresen-tado com mais detalhe os tipos bsicos de motores disponveis sob as categorias descritasacima.

42 Captulo 3. Converso de Energia

3.1 Princpios Bsicos da Converso de Energia Cintica em Ener-gia EltricaPara converso entre energia mecnica e energia eltrica, diversos dispositivos ele-

tromecnicos foram desenvolvidos ao longo do desenvolvimento tecnolgico moderno. Emgeral, dispositivos eletromecnicos podem ser subdividos em duas categorias gerais.

Conversores lineares Aqueles que converter energia eltrica em mecnica e/ou vice-versa sob a ao de um movimento linear.

Conversores rotatrios Aqueles que converter energia eltrica em mecnica e/ou vice-versa sob a ao de um movimento giratrio.

Todas as turbinas elicas utilizam do princpio de converso de energia mecnicaproveniente de um movimento giratrio imposto a um conjunto rotor.

3.1.1 Lei de BetzA lei de Betz calcula a mxima potncia que pode ser extrada partir da veloci-

dade do vento, independentemente ao design de uma turbina. Esta lei foi concebida pelofsico alemo Albert Betz e estabelece que, idealmente mostra que uma mquina movidaa hlices pode transformar at aproximadamente 59% da energia proveniente do ar. Estalei foi demonstrada em 1939 e desde ento serve como parmetro na medida de eficinciade uma turbina elica.

Se toda a energia cintica na direo axial turbina for extrada do vento, obvia-mente, teramos velocidade zero por trs da turbina, o que seria, evidentemente, imposs-vel. De qualquer forma, satisfazendo algumas condies no realistas mas ideais, podemosperceber que o limite de aproximadamente 59% ser alcanado. Estas condies so enu-meradas abaixo.

1. O rotor do sistema no possui um cubo.

2. O rotor possui um nmero infinito de lminas.

3. No existe arrasto.

4. Todo o fluxo de fluido axial em relao ao rotor.

5. O fluxo incompressvel.

6. No h transferncia de calor.

7. A presso longitudinal uniforme por toda a rea do rotor.

3.2. Configurao dos Sistemas de Converso Atuais 43

O resultado de Betz leva que a razo entre a potncia mxima do rotor e a potnciamxima do vento atinge um valor mximo de 16/27 que aproximadamente significa 59, 3%.

3.2 Configurao dos Sistemas de Converso AtuaisCom o rpido desenvolvimento das tecnologias de energia elica e o crescimento

significante da capacidade instalada em todo o mundo, vrios conceitos de turbina devento foram desenvolvidos. Foi demandada da gerao de energia elica preos mais com-petitivos. Assim, uma comparao entre os diferentes conceitos faz-se necessria.

Geradores para turbinas de energia hoje em dia podem ser classificados em trstipos de acordo com sua velocidade e o tamanho dos conversores associados. E so descritoscomo segue.

1. Turbina de Vento de Velocidade Fixa

2. Turbina de Vento de Velocidade Varivel

a) Conversor de Potncia de Parcial

b) Conversor de Potncia de Completo

Nesta seo, descreve-se detalhadamente os conceitos e tipos de turbinas apropri-adas a cada um deles.

3.2.1 Turbina de Vento de Velocidade Fixa

Figura 10: Diagrama de um gerador a velocidade fixa

Os sistemas de gerao de velocidade fixa vm sendo utilizados desde sempre comuma caixa de engrenagens de mltiplos estgios conectadas a um gerador tipo gaiola quepor sua vez conectado a um transformador e em seguida conectado diretamente redeeltrica.

Por conta que os motores gaiola operam em uma faixa restrita ao redor da veloci-dade sncrona, as turbinas de vento equipadas com este tipo de gerador so chamadas deturbinas de vento de velocidade fixa.


Este modelo foi amplamente utilizado pelas turbinas de vento dinamarquesas du-rante as dcadas de 1980 e 1990. Esses sistemas utilizavam um controle de potnciamecnico baseado na regulao da aerodinmica das lminas.

Como este conceito sempre demanda reativos da rede eltrica, este conceito foiestendido e passou-se a utilizar bancos de capacitores para compensao de reativos.

As vantagens do conceito gaiola com velocidade fixa so a robusts e a facilidadede produo em massa.

AS desvantagens deste conceito podem ser resumidas nos seguintes tens.

Uma caixa de engrenagens pesada requerida para a instalao do sistema, o queaumenta em demasia o peso da nacele e os custos na construo da torre.

necessrio obter a corrente de excitao do terminal do estator. Isso torna impos-svel o controle de tenso da rede.

3.2.2 Turbina de Vento com Velocidade Varivel Limitada

Figura 11: Diagrama de um sistema a velocidade varivel, mas de variao limitada

A empresa dinamarquesa Vestas implantou este conceito desde a metade da dcadade 1990 e conhecido como o OptiSlip. Ele utiliza uma caixa de engrenagens multi estgiocomo o cmbio de um automvel a fim de permitir vrios nveis de velocidades possveis.

Esta turbina de vento utiliza um motor de induo bobinado com a resistncia dorotor varivel por meio de conversores eletrnicos.

Neste conceito, o estator diretamente conectado rede enquanto que o enrola-mento do rotor conectado a um resistor controlado.

A variao da potncia pode ser obtida controlando a potncia dissipada na ele-trnica conectada ao rotor. Uma variao maior na velocidade do rotor implica em umamaior energia extrada atravs de um resistor externo e menor eficincia.

Alm de tudo isso, uma compensao de reativos e uma partida macia tambmso necessrios.

3.2.3 Turbina de Vento com Velocidade Varivel partir de Converso Parcialde PotnciaEste conceito conhecido como Double Fed Induction Generator. Corresponde

a um gerador assncrono com rotor bobinado. O rotor, neste caso, conectado a um

3.2. Configurao dos Sistemas de Converso Atuais 45

Figura 12: Diagrama de um sistema a velocidade varivel com converso parcial de po-tncia

conversor eletrnico. O conversor controla a frequncia do rotor. Este conceito suportaum amplo espao de operao e depende do tamanho do conversor de potncia.

O sistema de converso de potncia pode fazer uma conexo macia com o sistemade potncia e a compensao reativa independentemente do modo de operao do gerador.

Infelizmente, exitem algumas disvantagens nesse sistema que podem ser elencadasconforme segue.

Uma caixa de engrenagens com mltiplos estgios ainda faz-se necessria.

Anis condutores so necessrios para transmitir a potncia do rotor.

A eletrnica de potncia deve ser protegida de ser destruda em situaes de falta.

Estratgias de controle complicadas para variaes na rede eltrica.

3.2.4 Turbina de Vento com Velocidade Varivel, Diretamente Conectada eConverso Total de PotnciaEsta configurao corresponde a uma turbina de vento com velocidade varivel

conectada a um gerador, sem intermdio de caixa de marchas e com um conversor depotncia de escala completa.

Para levar potncia a um gerador conectado diretamente, faz-se necessrio umtorque alto, uma vez que o rotor gira a velocidades baixas. Maior torque significa maiorpeso e, consequentemente, maior custo.

Alm de tudo, baixas rotaes implicam em um maior nmero de polos no geradoro que requer um rotor com dimetro maior.

A vantagem de um gerador desse tipo a alta eficincia mdia, a alta confiabilidadee a simplicidade dos mecanismos, pois omite-se a caixa de engrenagens.

Comparado converso de potencia parcial, a usina pode operar em toda escalade velocidades. Porm o custo elevado e as perdas na eletrnica so desvantagens na suaimplantao.


Basicamente este tipo de gerador pode ser classificado em dois tipos, eletricamenteexcitado e o excitado im permanente.

3.2.4.1 Gerador Sncrono Eletricamente Excitado

Figura 13: Diagrama de um sistema a velocidade varivel com converso total de potnciaeletricamente excitado

O rotor eletricamente excitado usualmente construdo com um rotor carregandoo campo provido por uma excitao contnua. O estator um enrolamento trifsico similarao de uma mquina de induo. O rotor pode ter polos salientes ou ser liso.

Rotores de polos salientes so mais usuais em aplicaes de baixa velocidade e,portanto, possuem aplicao bem sucedida em turbinas de vento conectadas diretamente.

Nestes tipos de mquina, a amplitude da tenso e a frequncia fornecida redepode ser completamente controlada, uma vez que o sistema totalmente isolado poreletrnica de potncia.

Obviamente, com o controle da corrente de campo, possvel controlar o fluxo emdiferentes demandas de potncia, minimizando as perdas. Alm disso, como esse sistemano requer ims permanentes, ele termina por ser mais barato em relao sua alternativadireta.

3.2.4.2 Gerador Sncrono a Im Permanente

Figura 14: Diagrama de um sistema a velocidade varivel com converso total de potnciaa im permamente

Basicamente, as vantagens de um gerador a im permamente podem ser listadasconforme segue.

3.3. Turbina de Vento com Velocidade Varivel, com Caixa de Engrenagens e com Converso Total dePotncia 47

Alta eficincia.

Baixa complexidade na estrutura do rotor.

Caractersticas trmicas mais adequadas.

Alta confiabilidade.

Mais leve.

As desvantagens podem ser listadas da seguinte forma.

Custo elevado (Dificuldade de Manufatura).

Variao na magnetizao devido a elevao na temperatura.

3.3 Turbina de Vento com Velocidade Varivel, com Caixa de En-grenagens e com Converso Total de PotnciaNesses sistemas a caixa de engrenagens utilizada para permitir a reduo do

volume do gerador. Geralmente so utilizados geradores sncronos a im permamente eassncronos do tipo gaiola.

3.4 Outros ConceitosOutros conceitos importantes so o de dupla alimentao sem escovas. Este tipo

igual ao de dupla alimentao s que evita o contato mecnico atravs das escovas.

49

4 Concluso

Hoje em dia a escolha de turbo geradores envolve uma complexa anlise da relaocusto benefcio entre a variedade de alternativas e tcnicas de extrao de energia eltricaa partir do vento.

Este trabalho visou a apresentao das tecnologias atuais deste tipo de gerao.Obviamente, no possvel guiar orientar a compra, mas introduzir tecnologicamente asopes disponveis no mercado.

Para maiores informaes sobre custos e tecnologias, anexado a este documentoencontra-se uma lista das principais empresas que comercializam solues em todas asfaixas de potncia.

51

Referncias

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10 HAN, Ying Hua. Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems. 2000,607608 p. Nenhuma citao no texto.

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22 BHATT, T S. The Evolution of Wind Power Technology a Review. p. 14, 2014.Nenhuma citao no texto.

23 BLAABJERG, Frede; CHEN, Zhe; KJAER, Soeren Baekhoej. Power electronics asecient interface in dispersed power generation systems. IEEE Transactions on PowerElectronics, v. 19, n. 5, p. 11841194, 2004. ISSN 08858993. Nenhuma citao no texto.

24 BLAABJERG, Frede; LISERRE, Marco; MA, K. Power electronics converters forwind turbine systems. Industry Applications, IEEE . . . , v. 48, n. 2, p. 708719, 2012.ISSN 0093-9994. Nenhuma citao no texto.

25 BLAABJERG, Frede et al. Overview of control and grid synchronization fordistributed power generation systems. IEEE Transactions on Industrial Electronics,v. 53, n. 5, p. 13981409, 2006. ISSN 02780046. Nenhuma citao no texto.

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Referncias 53

29 EKANAYAKE, Janaka; JENKINS, Nick. Comparison of the response of doublyfed and fixed-speed induction generator wind turbines to changes in network frequency.IEEE Transactions on Energy Conversion, v. 19, n. 4, p. 800802, 2004. ISSN 08858969.Nenhuma citao no texto.

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33 SANDHYA, T.; CHANDAN, K. Sri. Control and operation of Opti-slip inductiongenerator in wind farms. 2011 International Conference on Computer, Communicationand Electrical Technology (ICCCET), p. 450454, 2011. Nenhuma citao no texto.

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35 KHADRAOUI, Mohamed Ridha; ELLEUCH, Mohamed. Comparison betweenOptiSlip and Fixed Speed wind energy conversion systems. 2008 5th InternationalMulti-Conference on Systems, Signals and Devices, p. 16, 2008. Nenhuma citao notexto.

36 PUDJIANTO, D. et al. Virtual power plant and system integration of distributedenergy resources. Renewable Power Generation, IET, v. 1, n. August 2007, p. 1016, 2007.Disponvel em: .Nenhuma citao no texto.

37 John Acher. Vestas kept No. 1 spot in wind market -consultant. 2010, 1 p. Disponvelem: . Citadona pgina 59.

Anexos

57

ANEXO A Lista de Indstrias de TurbinasElicas

Segue listada algumas indstrias de turbinas elicas no mundo.

Acciona Energy (Espanha)

Alstom Wind (Espanha)

AREVA (France) Purchased Multibrid (Alemanha) in June 2010

Boeing (EUA) Only experimental; dismantled.

Clipper Windpower (EUA)

CSIC (Chongqing) HZ Wind Power (China)

DeWind (Alemanha/EUA) - subsidiary of Daewoo Shipbuilding & Marine Engine-ering (Coria)

Doosan (Coria)

Ecotcnia (Espanha)

Elecon Engineering (India)

Enercon (Alemanha)

Enron Wind (now defunct) - aes de manufatura de turbinas de vento compradaspela General Electric em 2002.

Gamesa (Espanha) (Antigamente conhecida como Gamesa Elica)

General Electric (EUA)

Goldwind (China)

China Guodian Corporation (China)

Hanjin (Coria)

Hitachi (Japo) adquiriu o negcio de turbinas de vento da Fuji Heavy Industriesem 2012.

Hi-VAWT (Taiwan)

58 ANEXO A. Lista de Indstrias de Turbinas Elicas

Hyosung (Coria)

Hyundai Heavy Industries (Coria)

Japo Steel Works (Japo)

Konar (Crocia)

Lagerwey Wind (Holanda)

Leitner Group (Itlia)

LM Wind Power (Dinamarca)

Mapna (Ir)

Ming Yang (China)

Mitsubishi Heavy Industries (Japo)

NEG Micon, agora parte da Vestas

Nordex (Alemanha)

Nordic Windpower (EUA)

Northern Power Systems (EUA)

PacWind (EUA)

quietrevolution (Reino Unido)

Raum Energy Inc. (Canada)

REpower (Alemanha)

Samsung Heavy Industries (Coria)

SANY (China)

Scanwind (Noruega) - comprada pela General Electric em 2009

Schuler (Alemanha)

Shanghai Electric (China)(SEwind)

Siemens Wind Power (Alemanha)

Sinovel (China)

Southwest Windpower (EUA) (Encerrou as atividades em 20, 2013)

59

STX Windpower (Coria/Holanda)

Suzlon (ndia)

TECSIS (Brasil)

TECO (Taiwan)

Urban Green Energy (EUA)

Vergnet (Frana)

Vestas (Dinamarca), o maior fabricante de turbinas de vento do mundo(37)

Windflow (Nova Zelncia)

WinWinD (Finlndia)

Folha de rostoFolha de aprovaoAgradecimentosResumoAbstractLista de ilustraesLista de tabelasLista de abreviaturas e siglasLista de smbolosSumrioIntroduoTecnologias de Gerao ElicaTipos de Usinas ElicasUsinas Elicas de Eixo VerticalTurbina DaerriusTurbina Savonius

Usinas Elicas de Eixo HorizontalGuinagem AtivaGuinagem PassivaTurbinas UpwindTurbinas Downwind

Turbinas TerrestresTurbinas Martimas

EstruturaLminasAerodinmicaTurbinas Elicas por Fora de ArrastoTurbinas Elicas por Foras de Sustentao

NacelleCuboConjunto RotorTorreFundaoCaixa de EngrenagensGerador

Converso de EnergiaPrincpios Bsicos da Converso de Energia Cintica em Energia EltricaLei de Betz

Configurao dos Sistemas de Converso AtuaisTurbina de Vento de Velocidade FixaTurbina de Vento com Velocidade Varivel LimitadaTurbina de Vento com Velocidade Varivel partir de Converso Parcial de PotnciaTurbina de Vento com Velocidade Varivel, Diretamente Conectada e Converso Total de PotnciaGerador Sncrono Eletricamente ExcitadoGerador Sncrono a Im Permanente

Turbina de Vento com Velocidade Varivel, com Caixa de Engrenagens e com Converso Total de PotnciaOutros Conceitos

ConclusoRefernciasAnexosLista de Indstrias de Turbinas Elicas

Documents

Turbinas Eólicas