FILIPE SAMUEL KNISPEL BRAKMANN GABRIEL MOREIRA
KAHENNA KUNCKEL TEZZA WANDERSON LEANDRO DOS SANTOS
WEYDER EIKI DE SOUZA HANGAI
ENERGIA EÓLICA:
uma fonte energética limpa e renovável em nosso meio
SINOP 2014
KAHENNA KUNCKEL TEZZA WANDERSON LEANDRO DOS SANTOS
WEYDER EIKI DE SOUZA HANGAI
ENERGIA EÓLICA:
uma fonte energética limpa e renovável em nosso meio
Projeto de pesquisa apresentado à disciplina de Metodologia Cientifica e Redação Cientifica com Curso de Engenharia Elétrica – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop como requisito parcial para obtenção do gral de bacharel em Engenharia Elétrica.
Dra. Cristinne Leus Tomé.
SINOP 2014
FILIPE SAMUEL KNISPEL BRAKMANN GABRIEL MOREIRA
KAHENNA KUNCKEL TEZZA WANDERSON LEANDRO DOS SANTOS
WEYDER EIKI DE SOUZA HANGAI
ENERGIA EÓLICA:
uma fonte energética limpa e renovável em nosso meio.
Projeto de pesquisa apresentado à disciplina de Metodologia Cientifica e Redação Cientifica com Curso de Engenharia Elétrica – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop como requisito parcial para obtenção do gral de bacharel em Engenharia Elétrica.
SINOP,
1. IMAGENS:
1.1 Área coberta pela rotação das hélices. 1.2 Funcionamento do aerogerador. 1.3 Biblioteca da Unemat.
2. ABREVIATURAS:
Aneel - Agência Nacional de Energia Elétrica. Cepel - Centro de Pesquisas de Energia Elétrica.
GW - Gigawatts.
IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. MMA - Ministério do Meio Ambiente.
MW - Megawatts.
PNE - Portador de Necessidades Especiais.
TW - Terawatts
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 06 2 PROBLEMA E JUSTIFICATIVA 07 2.1 PROBLEMA 07 2.2 JUSTIFICATIVA 07 3 HIPÓTESE 08 4 OBJETIVO 09 4.1 OBJETIVO GERAL 09 4.2 OBJETIVO ESPECIFICO 09 5 REFERENCIAL TEÓRICO 10 6 METODOLOGIA 13 7 RECURSO 15 8 CRONOGRAMA 17 REFERENCIA 18 APÊNDICE 19 ANEXOS 22
1 INTRODUÇÃO
Segundo o IBGE, no ano de 2010, a população brasileira teve um crescimento de 1,12%. Tendo em vista que tal crescimento necessita de uma grande demanda energética, precisa-se de fontes alternativas. Um bom meio supressor é a energia eólica. Meio de energia renovável e limpa.
Segundo o documentário, Energia Eólica: a caçada pelos ventos, exibido pela TV Zabelê: “É uma dádiva da natureza o fato da nossa região ter esse grande potencial eólico [...].” No entanto, sua instalação necessita-se de grandes investimentos.
Tendo em vista este grande crescimento populacional o projeto de pesquisa Energia Eólica: Uma fonte energética limpa e renovável em nosso meio, tem como objetivo a produção de um pequeno campo de energia eólica, em uma biblioteca na escola Oswaldo Cruz, na cidade de Sinop, Mato Grosso. Desta forma temos a possibilidade de reduzir 70% do consumo energético convencional, proporcionando uma economia financeira considerável.
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2 PROBLEMA JUSTIFICATIVA
2.1 PROBLEMA
A energia eólica é uma fonte de energia pouco explorada, cujo seu aproveitamento ainda está sendo aprimorado. Escolhemos esse tema, para podermos entender melhor como uma simples girada de pá, pode produzir tanta eletricidade capaz de manter cidades, de forma criativa e de manutenção barata. No entanto, todo o meio de distribuição de energia conta com percas. Sabendo disso como podemos redirecioná-la obtendo maior aproveitamento?
2.2 JUSTIFICATIVA
Segundo a entrevista obtida com o bibliotecário chefe da UNEMAT, Sr. Luiz Kenji U. Alencar (2014) “A biblioteca vem atendendo mais pessoas, e a cada dia está se tornado um público universitário, desta forma o espaço não está sendo o suficiente, pois o que temos não foi planejado como biblioteca.”
Sabendo de tais deficiências nesta biblioteca, buscamos no projeto da escola Oswaldo Cruz obter uma melhor distribuição energética, podendo atender suas necessidades, além de prevenir desconfortos com a falta do meio convencional de captação de energia, tendo uma fonte alternativa, tornando-a auto-sustentável.
3 HIPOTESES
A energia eólica é uma ótima fonte alternativa de energia, apesar do custo alto de instalação. Para que não ocorra um grande desperdício da mesma, necessita-se que o campo eólico esteja localizado o mais próximo possível do ambiente que ira consumi-la. Tendo uma economia muito maior, pois não terá gastos com fiação excessiva.
Para podermos ter um maior aproveitamento dessa energia, devemos observar a direção dos ventos predominante da região (de Sudeste para Noroeste), para assim obter um rendimento tão bom quanto em outros locais do país. Tendo como exemplo, a região nordeste que possui a maior capacidade de produção eólica do Brasil.
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4 OBJETIVO
4.1 OBJETIVO GERAL
Elaborar um projeto utilizando a energia eólica com o objetivo de reduzir 70% do consumo de energia comercial, na biblioteca da escola Oswaldo Cruz.
4.2 OBJETIVO ESPECIFICO
Relacionar a direção do vento para melhor posicionamento das pás, para ter uma melhor capitação de ventos, tornando possível uma maior produção energética.
Discutir adequadamente como será a instalação dos aerogeradores, necessitando conhecer e coletar o comportamento dos ventos na região, e assim relacionar e analisar sua melhor distribuição de energia para todo o ambiente.
Aplicar a fonte gerada para suprir 70% do consumo energético em todo o ambiente. Analisar que seu maior benefício para o meio ambiente, é o fato de não emitir poluentes durante seu funcionamento.
Planejar o projeto da biblioteca para atender de melhor forma seu publico e aproveitando o espaço físico.
5 REFERENCIAL TEÓRICO
A principio, o vento era utilizado para tocar simples moinhos que serviam para bombear água, e para moer cereais. Porém com o grande aumento populacional de todas as regiões, teria com isso uma falta de energia em todas as localidades. Tendo em vista tal falta energética, vê-se a necessidade de buscar fontes alternativas, como a energia eólica.
A exemplo dos simples moinhos que são tocados com a força dos ventos, a energia eólica tem a mesmo funcionamento dos moinhos. Essa energia produzida a partir da força dos ventos é abundante, renovável, limpa e disponível em muitos lugares. É uma energia gerada por meio de aerogeradores, nas quais a força do vento é captada por hélices ligadas a uma turbina que aciona um gerador elétrico. A quantidade de energia transferida é função da densidade do ar, da área coberta pela rotação das pás (hélices) e da velocidade do vento.
Figura 1 - Área coberta pela rotação das hélices.
IMAGEM. Área Coberta pela Rotação das Hélices. Retirada de um trabalho de Trabalho de Conclusão de Curso.
A avaliação do potencial eólico exige um grande conhecimento do comportamento dos ventos. Os dados sobre esse comportamento auxiliam na determinação do potencial eólico
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tendo relação relativa à intensidade da velocidade e à direção do vento. Para obter esses dados, é necessário também analisar todos os fatores sobre os ventos na localidade do empreendimento. Entre eles pode-se citar o relevo, a rugosidade do solo e outros obstáculos distribuídos ao longo do espaço físico.
De acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), o Brasil possui 248 megawatts (MW) de capacidade instalada de energia eólica, derivados de dezesseis empreendimentos em operação. O Atlas do Potencial Eólico Brasileiro, elaborado pelo Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (Cepel), mostra um potencial bruto de 143,5 GW, o que torna a energia eólica uma alternativa importante para a diversificação do "mix" de geração de eletricidade no País. O maior potencial foi identificado na região litoral do Nordeste e no Sul e Sudeste. O potencial de energia anual para o Nordeste é de cerca de 144,29 TWh/ano; para a região Sudeste, de 54,93 TWh/ano; e, para a região Sul, de de 41,11 TWh/ano.(MMA . Energia Eólica. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/clima/energia/energias-renovaveis/energia-eolica> Acesso em: 24 Abr. 2014).
A energia cinética do vento transforma-se em energia elétrica através de aerogeradores.
O “rotor” é constituído pelas pás e por um eixo,unidos através de um rolamento. São as pás que captam o vento e transmitem a sua potência ao rolamento, ligado a um multiplicador que aumenta a velocidade do eixo.
Do multiplicador, a energia mecânica é transmitida a um gerador elétrico, que a transforma em energia elétrica para posterior injeção na rede elétrica.
Figura 2 – funcionamento do aerogerador.
IMAGEM. Funcionamento de um Aerogerador. Disponível em <http://centraiselectricas.wordpress.com/energia-eolica/>. Acesso em 23 Abr. 2014.
Sobre a quantia de pás, a mais utilizada é de três pás, já que apresentam maior eficácia pela sua menor resistência ao ar. A variação de potências dos aerogeradores estende-se desde os 100 W, nesse caso o diâmetro das pás é de 1 metro. Até cerca de 5 MW suas pás e altura da torre são superiores a 100 metros.
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6 METODOLOGIA
O projeto será do tipo bibliográfico, consultando livros, artigos, um vídeo documentário sobre o assunto, e através de entrevista feita com o responsável pela biblioteca.
A coleta de dados foi feita com o bibliotecário chefe o Sr Luiz Kenji U. Alencar em uma entrevista do tipo semi-estruturada, com perguntas preestabelecidas, no entanto permitindo que o entrevistador faça as necessárias adaptações, na estrutura da biblioteca nas dependências da escola Osvaldo Cruz e está disponível em forma transcrita nos apêndices desse projeto.
1.3 Biblioteca da Unemat.
SANTOS, Wanderson Leandro dos. Imagem Biblioteca da Unemat. 25 Abr. 2014. 1 fotografia, color.
Foi observado o ambiente da escola onde há disponível um espaço suficiente para a construção da biblioteca de acordo com as especificações obtidas com a entrevista, o local foi idealizado segundo as concepções do desenhista que está disponível nos apêndices do projeto.
Também foi observado um espaço livre suficiente para a instalação da mini campo eólico que irá produzir e transmitir a eletricidade necessária para reduzir o consumo elétrico do ambiente. Um modelo de biblioteca que foi fotografado e também está disponível nos apêndices deste projeto.
Todo projeto será realizados nas dependências da escola Oswaldo Cruz, e sua análise será de forma qualitativa (análise de texto). Durante o período construção da biblioteca e do mine campo eólico estiver ocorrendo, a área terá de ser isolada para que não ocorra nenhum possível acidente com pessoas.
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7 RECURSO
DESCRIÇÃO UNIDADE QUANTIDADE UNITÁRIO VALOR TOTAL QUADRO DE DISTRIBUIÇÃO QUADRO DE DISTRIBUICAO DE ENERGIA un 2,00 414,67 829,34 QUADRO DE MEDIÇÃO QUADRO DE MEDICAO GERAL EM CHAPA METALICA un 1,00 1.073,40 1.073,40 ELETRODUTOS ELETRODUTO DE PVC FLEXIVEL DN (1") m 309,40 4,73 1.463,46 ELETRODUTO DE PVC FLEXIVEL DN (1 1/2") m 21,70 15,73 341,34 ELETRODUTO DE PVC FLEXIVEL DN (1/2") m 2,00 3,03 6,06 ELETRODUTO DE PVC FLEXIVEL DN (3/4") m 1,00 3,71 3,71 CABO E FIOS CABO DE COBRE 450/750V 2,5MM2 m 939,90 2,19 2.058,38 CABO DE COBRE 450/750V 4MM2 m 203,50 3,26 663,41 CABO DE COBRE 0,6/1KV 10MM2 m 79,10 6,47 511,78 CABO DE COBRE 0,6/1KV 16MM2 m 29,20 9,13 266,60 DISPOSITIVO ELETRICO INTERRUPTOR SIMPLES, 1 TECLA un 5,00 6,88 34,40 INTERRUPTOR PARALELO 2 TECLAS un 1,00 12,14 12,14 INTERRUPTOR PARALELO 3 TECLAS un 2,00 20,12 40,24 TOMADA 2P+T un 28,00 8,29 232,12 TOMADA 2P+T DUPLA un 17,00 14,71 250,07 DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO
DISJUNTOR TERMOMAGNETICO TRIPOLAR 10 A, 240V un 5,00 50,43 252,15 DISJUNTOR TERMOMAGNETICO TRIPOLAR 32 A, 240V un 4,00 50,43 201,72 LUMINÁRIAS LUMINÁRIAS un 25,00 18,60 465,00 LAMPADA COMPACTA 55 W un 25,00 45,00 1.125,00 CUSTO FINAL 9.830,32
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8 CRONOGRAMA
Período
Atividades Trimestre/2014 1º Trimestre/2014 2º Trimestre/2014 3º Trimestre/2014 4º Seleção do local X Levantamento bibliográfico X X Seleção dos sujeitos (população) X Aplicação da entrevista X Relacionar as idéias X X Discutir as possibilidades X X Aplicar o projeto X Examinar a área de trabalho. X X Esquematizar o projeto X X Avaliar o projeto X Implantação do projeto X X
REFERÊNCIAS
EDP.PT. Portal energia: energias renováveis. Disponível em:<http://www.portal-energia.com/funcionamento-de-um-aerogerador/>. Acesso em: 22 Abr. 2014.
IBGE. Economia e Emprego. 2010. Disponível em: <https://www.brasil.gov.br/economia-e-emprego/2011/10/crescimento-populacional-do-brasil-e-o-menor-ja-registrado>. Acesso em: 22 abr. 2014.
IMAGEM. Área Coberta pela Rotação das Hélices. retirada de um trabalho de TCC.
IMAGEM. Funcionamento de um Aerogerador. Disponível em
<http://centraiselectricas.wordpress.com/energia-eolica/>. Acesso em 23 Abr. 2014.
MMA. Energia Eólica. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/clima/energia/energias-renovaveis/energia-eolica> Acesso em: 24 Abr. 2014.
SANTOS, Wanderson Leandro Dos. Imagem Biblioteca da Unemat. 25 Abr. 2014. 1 fotografia, color.
TEZZA, Kahenna Kunckel. Projeto Arquitetônico. Feito em Revit. 23 Abr. 2014. ______ . Projeto Elétrico. Feito em Lumid. 24 Abr. 2014.
TV Zabelê. Energia Eólica: a caçada pelos ventos. Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=s90nKSlbgoQ>. Acesso em: 17 abr. 2014.
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APÊNDICES • Projeto Arquitetônico
• Projeto Elétrico
ANEXO
ENTREVISTA
Nome:
Luiz Kenji U. Alencar. Função em que atua:
Bibliotecário supervisor da biblioteca. Tempo em que trabalha na biblioteca da UNEMAT:
Há oito anos.
Como você gostaria que fosse a biblioteca?
Para atender as necessidades desta biblioteca e pensando na economia do espaço físico, seria um projeto de dois pavimentos. O pavimento térreo contará com a recepção, guarda volume, catracas de segurança, banheiros PNE, salas de estudo e um grande espaço com mesas comunitárias. Já no segundo pavimento localizará o acervo de livros e cabines individuais para estudo, além de banheiros PNE. Para ligação com o segundo piso contará com escada e um elevador.
Qual o publico da biblioteca? Publico mais universitário Acessibilidade?
A única exigência feita foi que entre o espaço entre dois objetos possa passar um cadeirante e uma pessoa ao lado.
Iluminação?
Aproveitar a máxima luminosidade solar no período da manhã no térreo e evitar o sol da tarde em ambos os pavimentos.
Climatização adequada?
Será mecânica. Porem ele não soube responder a quantidade de ares que seria suficiente para manter uma temperatura ambiente de 23 graus
Área para construção:
A área total do projeto será de 900,00 m², sendo 450,00 m² do térreo e 450,00 m² do pavimento superior
