_Hinrichs_Kleinback

Cap. 11 Eletricidade de Fontes Solares, Eólicas e Hídricas 321
Como o ar apresenta uma baixa relação entre massa e volume (ou seja, densidade), as lâminas
da turbina têm que varrer uma área grande para produzir uma quantidade signifi-
_n_.a de energia. Ao se agrupar todos estes fatores, utilizando os fatores de conversão
apropriados e um fator de 0,59, que representa a eficiência máxima que uma turbina de
vento pode atingir, podemos escrever a máxima produção de energia como
P = 2,83 x 10 -4 D^2 V^3 kW
com D em metros e v em metros por segundo, ou
D em pés e v em milhas por hora.
EXEMPLO
P = 2,.36 X 10 -6 D^2V^3 kW
Qual é a produção máxima que pode ser atingida por uma turbina de vento
com raio de lâminas de 2 m exposta a um vento de 25 mph?
Solução
Utilizaremos a segunda equação de força dada e converteremos o diâmetro
rara pés. Também note que um raio de 2 m quer dizer um diâmetro de 4 m.
Utilizando estas equações, uma tabulação da saída de força para várias velocidades do
vento e diâmetros de lâmina é apresentada na Tabela 11.3. Um aumento na velocidade do
vento de 5 mph para 15 mph irá gerar (3) 3
ou 27 vezes mais força na turbina de vento.
Sendo assim, a localização da turbina de vento é muito importante. Apesar de algumas localizações
serem claramente melhores que outras em função da disponibilidade de vento,
existe uma considerável variação na velocidade do vento de um dia para o outro e de ano
para ano. Características topográficas locais influenciam fortemente os ventos e às vezes
ocorrem grandes variações na velocidade do vento em uma área pequena. (Por exemplo,
Tabela 11.3
PRODUÇÃO DO MOINHO DE VENTO EM FUNÇÃO DA VELOCIDADE
DO VENTO E DO DIÂMETRO DAS LÂMINAS
Força Extraída (kW)*
Velocidade do Vento
(mph) D = 12,5 pés D = 25 pés D =50 pés D= 100 pés
10 0,37 1,48 5,9 23,7
20 2,95 11,8 47 189
30 9,96 39,8 159 637
40 23,6 94,4 378 1.510
50 46,1 184 738 2.950
"Saídas máximas teóricas, pressupondo que o moinho de vento converta 59% da energia eólica em força utilizável.
Por causa de imperfeições aerodinâmicas e de perdas mecânicas e elétricas, estes números teriam que ser multiplicados
por aproximadamente 0,5 a 0,7.