Aspectos Económicos da Energia Eólica

A questão energética está sempre ligada ao desenvolvimento de uma região ou pais. É nos países mais desenvolvidos que estão os grandes parques eólicos com capacidade para produção de muitos MWs [9] [12] [13]. Hoje, é necessária muito mais energia eléctrica, e cada vez mais, do que em qualquer outro período da historia industrial. Em consequência, também são muito mais visíveis os efeitos dessa elevada necessidade de energia, ligada à industrialização, com os crescentes índices de poluição.

As abordagens económicas de sistemas eólicos com ligação à rede podem ser feitas do ponto de vista das autoridades governamentais que regulam os custos anuais de energia €/kWh para as diferentes formas de produção de energia. Esta abordagem é feita ao nível da economia internacional não incluindo factores sociais ou influências governamentais tais como taxas de inflação, taxas de CO2 _{ou outro tipo de taxas. O outro tipo de abordagem é da}

perspectiva dos investidores privados na produção de energia eléctrica. Nesta abordagem já estão incluídos as taxas10 _{aplicadas por cada país. Como consequência, e devido ao nível da}

economia de cada país, a viabilidade dos sistemas de energia eólica difere muito de país para país. Ainda na perspectiva dos investidores privados, a análise económica poderá ser feita de duas formas diferentes: considerando os custos anuais de energia €/kW; ou fazendo um estudo individual para cada projecto onde se tem em conta o montante do investimento, o cash-flow e o tempo de amortização do investimento.

Estudos da EWEA demonstram que o preço €/kWh de energia eólica está inflacionado e pode ter uma elevada redução (cerca de 25%), com o incentivo e ajuda em novos desenvolvimentos da tecnologia e com o aumento do volume da produção.

Portugal, no âmbito da Estratégia de Sustentabilidade Económica, Social e Ambiental, tem vindo a investir cada vez mais em energias renováveis, o que lhe faculta uma maior independência energética e um aumento da competitividade. Considera-se assim, que o investimento neste tipo de energias é um elemento das políticas económicas anti-crise.

2.6. Aerogeradores

Como referido no ponto 2.5.1.2 - História do uso os moinhos foram uma das primeiras aplicações com suporte no vento, que evoluiu para os aerogeradores com o elevado aumento de produção de energia e a necessidade de esta ser produzida utilizando os recursos naturais (inesgotáveis) possíveis. Assim, no decorrer do último século existiram grandes avanços para chegar dos moinhos aos aerogeradores com MW que são instalados actualmente.

Em finais do séc. XIX construiu-se o primeiro aerogerador para a produção eléctrica [1]. Este moinho de vento foi construído por Charles Brush (1849 – 1929) e tinha 17 metros de altura e um rotor de 144 pás, totalmente construído de madeira de cedro. Charles Brush foi um dos fundadores da energia eléctrica. Entre as suas descobertas destaca-se o dínamo11

utilizado na rede eléctrica pública.

Figura 2.13 - Aerogerador inventado por Charles Brush12

Pouco depois, o dinamarquês Poul la Cour (1846-1908), que teve, originalmente, uma formação como meteorologista, descobriu que os geradores de vento que rodavam rapidamente e possuíam rotores com poucas pás geravam electricidade mais eficientemente que os geradores de vento de movimento lento com rotores de muitas pás. Ele preocupou-se com o armazenamento de energia e por essa razão, utilizava a electricidade produzida pelos geradores eólicos para obter hidrogénio para as lâmpadas de gás.

11 _{Sistema de rotação que transforma energia mecânica em eléctrica.} 12 _{Imagem retirada de www.naosmm.org/confer/cleveland/first.html}

Figura 2.14 - Aerogeradores descobertos por Poul la Cour13

Isto proporcionou inúmeros avanços nos geradores eólicos durante o séc. XX. Estes avanços incluem a introdução dos geradores de corrente alterna, a normalização do modelo com rotor, das equipas de orientação electromecânicas para assegurar-se de que o rotor está sempre virado directamente de para vento, e de freios de controlo para prevenir que o rotor rode demasiado rápido face a ventos fortes. Os aerogeradores modernos têm poucas pás mas estas são muito mais largas para capturar energia do vento.

Em 1956, foi construído um inovador aerogerador, por J. Juul para a companhia eléctrica SEAS, na costa de Gedser, na parte sul da Dinamarca. O aerogerador constituído por 3 pás, com orientação electromecânica e um gerador assíncrono, foi um desenho pioneiro, apesar do rotor, com cabos de apoio, parecer um modelo ultrapassado. Este gerador possuía a opção de regulação aerodinâmica. Foram inventados freios aerodinâmicos de emergência na ponta das pás, que se soltavam com o aumento da velocidade (força centrífuga). Basicamente, é o mesmo sistema utilizado nos actuais aerogeradores de regulação aerodinâmica. Durante muitos anos, este gerador foi o maior do mundo.

Figura 2.15 - Aerogerador de Gedser14

O aerogerador de Gedser foi evoluído, em 1975, a pedido da NASA, para os Estados Unidos verificarem a viabilidade da produção da energia eólica, isto depois da primeira crise do petróleo, em 1973. O interesse pela energia eólica disparou e nos Estados Unidos foram instalados, entre 1980 e 1995 cerca de 1700 MW de capacidade eólica, mais de metade depois de 1985 quando as taxas de crédito foram reduzidas 15%.

No inicio dos anos 80, muitas das questões tecnologias ligadas aos rotores foram investigadas. Os rotores de aço, foram rejeitados por serem demasiado pesados, o alumínio foi considerada demasiado incerto no contexto de fadiga. A construção foi dominada pela fibra de poliéster.

O crescimento da energia eólica na Califórnia não foi sustentado, em contrapartida, na Europa existiu um marcante desenvolvimento, por exemplo, na Alemanha com uma taxa de instalação de cerca de 200 MW por ano, no inicio da década de 1990. Desde então, na Europa, o número de fabricantes ligados á exploração da energia eólica é maior, e têm evoluído muito tecnologicamente na produção de aerogeradores.

Actualmente tem existido uma grande diversificação na produção e instalação de aerogeradores. Cada vez mais os aerogeradores instalador nos parques eólicos são de maior potência, na ordem dos 2/5 MW, e de maiores dimensões, na ordem da centena de metros (ver Figura 2.16), mas por seu lado a produção de micro aerogeradores caseiros ou para pequenos sistemas (na ordem dos poucos KW) também tem vindo a crescer a um ritmo bastante elevado na última década.

Figura 2.16 – Relação potência x tamanho dos Aerogeradores [EWEA] [11]