Atlas Eólico de Minas Gerais - Cresesb - Cepel

2Energia Eólica e Tecnologia2.1A Atmosferaem MovimentoFigura 2.1Circulação atmosférica.TEMPERATURA MÉDIA ANUAL (ºC)Em sua aparente imprevisibilidade, o vento resulta dacontínua circulação das camadas de ar da atmosfera, soba ação predominante da energia radiante do Sol e da rotaçãoda Terra (Figura 2.1).Dentre os mecanismos atuantes na formação dos ventos,destacam-se os aquecimentos desiguais da superfícieterrestre, que ocorrem tanto em escala global (diferenteslatitudes, estações do ano e ciclo dia-noite), quanto local(mar-terra, montanha-vale). Desse fato resulta que asvelocidades e direções do vento apresentam tendênciassazonais e diurnas bem definidas, dentro de seu caráterestocástico.O vento pode variar bastante no intervalo de horas oudias, porém, em termos estatísticos, tenderá a um regimediurno predominante, regido por influências locais (microescala)e regionais (mesoescala). No intervalo de mesesou anos, os regimes de vento passam a apresentar notávelregularidade, tendo um regime sazonal bem definido. Aolongo de décadas, em geral, as velocidades médias anuaisapresentam variações inferiores a 10% da média de longoprazo [28] . Os regimes anuais e sazonais são predominantementecontrolados pelas grandes escalas atmosféricas: aescala sinótica e a circulação geral planetária [29] .(Watts)onde: é densidade do ar (1,225 kg/m 3 no nível do mare a 15ºC); A ré a área varrida pelo rotor (πD 2 /4, sendo Do diâmetro do rotor); C Pé o coeficiente aerodinâmico depotência do rotor (valor máximo teórico = 0,593; na práticaatinge valores máximos entre 0,45 e 0,50, e é variável como vento, a rotação e os parâmetros de controle da turbina);é a eficiência do conjunto gerador-transmissões mecânicase elétricas (aproximadamente 0,93 a 0,98).Em alturas de até 100 m, de interesse ao aproveitamentoenergético, o vento é afetado de forma acentuada pelascondições de relevo e de rugosidade aerodinâmica do terreno,presença de obstáculos e estabilidade térmica vertical.No exemplo do Gráfico 2.1, são ilustradas as velocidadesna camada-limite atmosférica em dois locais planos econtíguos, com cobertura de restinga e areia, respectivamente.Nota-se a grande dependência do perfil vertical develocidade do vento com a altura, a rugosidade do terrenoe a estabilidade térmica vertical da atmosfera (se estável,neutra ou instavelmente estratificada).Uma turbina eólica capta uma parte da energia cinéticado vento, que passa através da área varrida pelo rotor e atransforma em energia elétrica. A potência elétrica é funçãodo cubo da velocidade do vento v:Gráfico 2.1Vento x Altura: efeitos da rugosidade eestabilidade térmica vertical da atmosfera.25