CASO DE ESTUDO 1 AEROGERADOR G AIA W IND 11-KW (COLORADO – EUA)

Neste subcapítulo, apresenta-se o caso de estudo de um aerogerador Gaia Wind 11 kW [82], cujas características se encontram descritas no Quadro 8.

Quadro 8 - Características do aerogerador Gaia Wind [82].

Modelo Gaia Wind 11 kW

Fabricante Gaia Wind

Potência nominal 11 kW

Número de pás 2

Eixo Horizontal

Rotor Downwind

Altura do centro do rotor 18,2 m

Distância horizontal desde o centro do rotor ao eixo da torre 2,1 m

Diâmetro do rotor 13 m

Mecanismo de controlo Stall Passivo

Velocidade variável ou constante Constante

Velocidade de rotação a uma velocidade de vento de 6 a 10 m/s 60-61 rpm

O aerogerador Gaia encontra-se no National Wind Technology Center, no Colorado (EUA) e, como se pode observar na Fig. 69, encontra-se próximo de outros aerogeradores. A topografia do terreno onde estão implantados é plana e existem alguns arbustos de pequena dimensão. Os aerogeradores representados, nomeadamente, o NW100b, o ARE442 e o Skystream encontravam- se desligados durante a realização das medições de ruído do aerogerador Gaia. Relativamente ao

Fig. 69 – Localização do aerogerador Gaia Wind, Colorado (EUA) [82].

O equipamento usado durante as medições foi o seguinte:

• Microfone da Brüel & Kjaer, modelo 4189-A-021; • Calibrador da Brüel & Kjaer, modelo nº. 4231; • Anemómetro da Thies, modelo 1ª classe;

• Wind Vane (“Cata-ventos”) da Met One, modelo 020C; • Sensor de pressão da Vaisala, modelo PTB101B; • Sensor de temperatura da Met One, T-200 RTD.

O microfone encontrava-se a uma distância horizontal da turbina de 24,7 m, que equivale à soma da altura do centro do rotor com metade do diâmetro do rotor e a uma distância do centro do rotor de 30,7 m.

O anemómetro e a wind vane foram colocados numa torre meteorológica localizada a 32,7 m do aerogerador Gaia. O anemómetro foi colocado à altura do centro do rotor de 18,3 m e a torre meteorológica distava 2,5 diâmetros do rotor da localização do aerogerador. A velocidade de vento a 10 m de altura foi determinada a partir da velocidade de vento medida no anemómetro à altura do centro do rotor (18,2 m) assumindo um perfil de vento idealizado baseado numa rugosidade aerodinâmica do terreno de 0,05 m.

Cada medição foi integrada durante o período de 10 segundos em vez de um minuto, para melhor caracterizar a natureza do aerogerador de pequena dimensão

Foram recolhidos dados meteorológicos durante os dias 28 de Fevereiro de 2008 e 11 de Março de 2010, de velocidades de vento usadas, temperatura e pressão:

• 24 Fevereiro 2009: 1,4 a 16,3 m/s; 14,6 a 16,3 ºC e 80,4 a 80,7 kPa; • 11 Março 2010: 3,1 a 12,2 m/s; 3,9 a 6,2 ºC; 80.3 a 80.4 kPa.

Na Fig. 70 apresentam-se os níveis sonoros de ruído ambiente (com o aerogerador em funcionamento) e de ruído residual (aerogerador desligado) e na figura Fig. 71 os espetros sonoros em bandas de 1/3 de oitava, para velocidades de vento de 6, 7 , 8, 9, 10 e 11 m/s.

Fig. 70 – Níveis sonoros de ruído ambiente e de ruído residual do aerogerador Gaia Wind [82]

Fig. 71 – Espetro por banda de 1/3 de oitava para diferentes velocidades de vento do aerogerador Gaia Wind [82].

Neste estudo a tonalidade foi calculada de acordo com os métodos descritos na norma IEC 61400- 11 [80] e sua análise concluiu que o ruído apresenta componentes tonais para as velocidades de vento de 6, 7, 8 e 9 m/s. Esta análise não foi efetuada para velocidades de vento de 10 m/s porque,

Com vista a perceber se os limites dispostos no RGR seriam cumpridos, caso este aerogerador fosse instalado em Portugal, avalia-se de seguida o seu comportamento em relação ao critério de exposição e ao critério de incomodidade.

 Critério de exposição: Na aplicação deste critério calculou-se o valor do indicador Lden através da expressão 8, considerando que os indicadores Le e Ln tomariam o

mesmo valor do indicador Ld, obtido nas medições efetuadas, uma vez que segundo

este estudo as únicas fontes sonoras que influenciariam as medições, seriam aerogeradores próximos do local de estudo que estariam a funcionar durante as medições, desta forma os níveis medidos nos diferentes períodos de referência seriam similares. Considerou-se ainda a situação mais gravosa em que os valores de ruído sonoro apresentados na Fig. 70 ocorreriam durante o período noturno e analisou-se o cumprimento do critério de exposição para o indicador Ln, para Zonas

mistas e Zonas Sensíveis.

• Critério de incomodidade: Na aplicação deste critério foram arbitradas algumas variáveis cujos valores não estavam disponíveis.

De forma a ter em conta a situação mais gravosa, o parâmetro D foi considerado igual a 0 dB(A) o que corresponde a uma relação percentual entre a duração acumulada de ocorrência do ruído particular e a duração total do período de referência superior a 75%, ou seja, a turbina eólica funcionaria em pelo menos 75% do tempo total do período de referência. A constante Kimpulsivo tomou o valor de 0

dB(A), uma vez que não existem dados sobre a impulsividade do ruído e a probabilidade deste ruído ser impulsivo é baixa; A constante Ktonal tomou o valor de

3 dB(A) para as velocidades de vento de 6, 7, 8 e 9 m/s uma vez que neste estudo se concluiu que o ruído apresentava componentes tonais.

Fig. 72 - Níveis sonoros envolvidos na avaliação dos critérios de incomodidade e exposição do aerogerador Gaia-Wind. 9,3 10,3 10,0 10,9 _{8,0 8,2} 8,8 50,8 51,8 52,8 53,9 55 56 57 57,1 58,1 59,1 60,2 61,3 62,3 63,3 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 6 7 8 9 10 11 12 d B (A) Velocidade do vento (m/s) ∆ Ln, ZM ≤ 55 Ln, ZS ≤ 45 RR RA ∆max, diurno ≤ 5 Lden, ZS ≤ 55 Lden, ZM ≤ 65 Lden

Na Fig. 72 pode observar-se a representação dos valores de ruído ambiente (RA) e de ruído residual (RR), do valor do indicador Lden, dos limites legais dos indicadores Ln e Lden para zonas

sensíveis (ZS) e para zonas mistas (ZM) e a diferença ∆ entre o ruído ambiente e o ruído residual, assim como do respetivo valor legal máximo para o período diurno (∆max), para uma velocidade

de vento média a partir de 6 m/s.

Analisando o valor do indicador Lden verifica-se que para todas as velocidades de vento indicadas

o critério de exposição é cumprido para Zona Mistas e não é cumprido para Zonas Sensíveis. Os níveis sonoros de ruído ambiente não cumprem o limite máximo de exposição de zonas sensíveis para todas as velocidades de vento analisadas. No caso de zonas mistas, este limite é excedido para velocidades superiores a 10 m/s, sendo cumprido para velocidades de vento entre 6 e 10 m/s, segundo os dados deste estudo. Sem o ruído da turbina, o critério de exposição correspondente a zonas sensíveis seria cumprido para velocidades de vento inferiores a 7 m/s.

Por sua vez o critério de incomodidade não é cumprido para nenhuma das velocidades de vento analisadas, nem para qualquer dos períodos do dia.

6.2.3. CASO DE ESTUDO 2 - AEROGERADOR BORNAY INCLIN 1500 (NARBONA, FRANÇA)