1. O documento apresenta um projeto para gerar energia eólica em pequenas propriedades rurais utilizando turbinas eólicas. 2. É descrito o funcionamento básico de um sistema eólico, incluindo seus principais componentes como o rotor, pás, gerador elétrico e baterias de armazenamento. 3. O projeto tem como objetivo dimensionar a estrutura necessária para suprir toda a demanda energética de uma propriedade rural de 15 hectares utilizando apenas energia eólica.

1. Escola de Educação Básica Felisberto de Carvalho
PROJETO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA:
APLICAÇÃO EM PEQUENAS PROPRIEDADES RURAIS
Nomes : Jéssica Vacarin
MarieleCoppini
Palmitos - SC
2012

2. SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 04
2FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ....................................................................................... 06
2.1 Funcionamento Básico de um Sistema Eólico ................................................................ 06
2.1.1 Gasto Energético ...................................................................................................... 10
2.1.2 Componentes da Estrutura Eólica ............................................................................ 10
3ORÇAMENTO DOS MATERIAIS UTILIZADOS NO PROJETO ............................... 11
3.1 Preço Médio De Venda e Custo Beneficio ..................................................................... 12
4VANTAGENS E DESVANTAGENS DO SISTEMA EÓLICO ...................................... 13
5PROJETO PRÁTICO .......................................................................................................... 13
BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................... 15

3. 1. INTRODUÇÃO
Uma das grandes preocupações que envolvem a sociedade em geral é a questão
referente à energia, ela é uma fonte esgotável se não bem planejada e bem direcionada. Além
de causar sérios danos ambientais em suas estruturas, construções e explorações, como as
hidroelétricas que necessitam de estruturas sólidas e de vasta degradação ambiental para sua
estrutura e construção.
A energia eólica seria um bom exemplo de energia renovável e que necessita de mais
estudos e atenção, pois, indicando resultados significativos de crescimento tanto em países
desenvolvidos como em países emergentes. Situação onde pode ser explorada por pessoas que
queiram montar um módulo de energia próprio ao redor de suas casas e não precisar mais se
filiar às empresas.
Como sendo uma boa possibilidade de recurso há desvantagens que devem ser levadas
em conta, como o barulho, quando mal cuidado, monitorado e lubrificado, área ocupada que
deve ser específica (sem muitas elevações e habitações por perto). Principalmente hoje, esta
tecnologia ainda não está totalmente desenvolvida e o seu custo ainda é mais elevado,
considerado a comunidade da atual energia convencional, de modo que é muito difícil uma
população ter o seu próprio fornecimento de energia elétrica gerada por meios eólicos,
entretanto esses fatores podem ser superados com o desenvolvimento desta tecnologia.
Os tipos de energias que dispomos atualmente em nosso planeta se limitam em duas
divisões, é a energia de fonte não-renovável onde se pode dizer que são aquelas que se
encontram na natureza em quantidades limitadas e se extinguem com a sua utilização como,
por exemplo, os combustíveis fósseis (carvão, petróleo bruto e gás natural) e o urânio, que é a
matéria-prima necessária para obter a energia resultante do processo de fusão nuclear. E a
energia renovável onde não é possível estabelecer um fim temporal para a sua utilização
como, por exemplo, o calor e os raios emitidos pelo sol e o vento podendo ser extraído em
cada momento.
Para justificar o desenvolvimento de energias do tipo “renováveis” podemos analisar,
primeiramente, a atual dependência que temos de recursos energéticos não-renováveis, que
pela estimativa se pode prever a futura escassez que haverá dos mesmos. Outro fator
importante é a busca permanente de novas opções tecnológicas energéticas que não geram
degradação da atmosfera, do solo, de recursos hídricos e do meio ambiente de uma maneira
geral, sempre levando em conta as fontes de energia intermináveis que temos no planeta.

4. Apesar desses fatores, as fontes de energia renováveis ainda são pouco utilizadas
devido aos custos de instalação, à inexistência de tecnologias e redes de distribuição
experimentadas e, em geral, ao desconhecimento e falta de sensibilização para o assunto por
parte dos consumidores e dos municípios.
Ao ritmo que cresce o consumo dos combustíveis fósseis, e tendo em conta que se
prevê um aumento ainda maior em médio prazo, colocam-se dois importantes problemas: o
primeiro são questões de ordem ambiental que se destacam mais, e o segundo é o fato dos
recursos energéticos fósseis serem esgotáveis. As fontes de energias renováveis surgem como
uma alternativa ou complemento às convencionais.
O objetivo do trabalho em questão é dimensionar a estrutura necessária para que a
energia elétrica utilizada em uma pequena propriedade possa ser inteiramente suprida pela
energia do vento, como qualquer investimento a instalação de uma estrutura adequada para o
correto aproveitamento desta energia, sempre existe os pontos positivos e negativos, que
devem ser analisados.
O investimento inicial em equipamentos e instalações é alto, mais é rapidamente
diluído durante os anos seguintes de aproveitamento econômico, outro ponto que podemos
ressaltar são aquelas propriedades em regiões distantes em que a energia elétrica não
conseguiu abastecê-las, o vento pode ser fonte alternativa. Com o apelo atual por energias que
sejam cada vez mais limpas e inteiramente renováveis, a energia eólica surge como opção
muito interessante.
O estudo foi feito com base a suprir as exigências energéticas dos equipamentos
existentes em uma propriedade de 15 ha, que desempenha as atividades agrícolas de criação
de avícolas ou suínas, que serão exemplificados posteriormente, além das exigências
energéticas da casa, com seis cômodos, a qual mantém quatro pessoas.
Com isso o foco do projeto é ressaltar a utilidade da energia renovável e limpa, e
principalmente a independência econômica com relação à conta de energia.

5. 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 Funcionamento básico de um Sistema Eólico
Para que o sistema de geração eólico consiga abastecer a propriedade todos os
componentes devem estar em perfeito funcionamento e a estrutura deve ser cuidadosamente
planejada de acordo com o consumo da propriedade. Para um bom funcionamento do sistema
eólico, também é necessário considerar alguns aspectos como o vento e o rotor.
O vento é a disponibilidade energética do local, podendo ser um fator de definição do
sucesso do projeto. Pouco vento pode fazer com que não se consiga gerar energia suficiente
para abastecer a propriedade, porém um local com muito vento pode também comprometer o
equipamento e a produção de energia. Os ventos são causados pelo aquecimento não uniforme
da superfície terrestre, por isso podem ocorrer variações entre as estações. Assim devem-se
analisar minuciosamente todas as variáveis antes da instalação.
O vento gira uma hélice gigante conectada a um gerador que produz eletricidade.
Quando vários mecanismos como esse - conhecido como turbina de vento - são
ligados a uma central de transmissão de energia, temos uma central eólica. A
quantidade de energia produzida por uma turbina varia de acordo com o tamanho
das suas hélices e, claro, do regime de ventos na região em que está instalada. E não
pense que o ideal é contar simplesmente com ventos fortes. "Além da velocidade dos
ventos, é importante que eles sejam regulares, não sofram turbulências e nem
estejam sujeitos a fenômenos climáticos como tufões" (Everaldo Feitosa Artur apud
Louback LopesMundo Estranho - 09/2005).
http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/educacao/conteudo_224740.shtml
Um sistema eólico é constituído por vários componentes que devem trabalhar em harmonia
para propiciar um maior rendimento final. Para efeito de estudo global da conversão eólica
devem ser considerados os seguintes componentes:
• Vento: Disponibilidade energética do local destinado à instalação do sistema eólico.
• Rotor: É o componente do sistema eólico responsável por captar a energia cinética
dos ventos e transformá-la em energia mecânica de rotação. A configuração do rotor
influencia o rendimento global do sistema, existindo dois tipos de rotores: os
horizontais e verticais.

6. Rotores de Eixo Horizontal: Rotores de Eixo Vertical:
• Pás do Rotor: Têm como função captar a energia do vento e transferi-la para o rotor.
• Controlador de carga:controla para que não haja excesso de carga e descarga nas
baterias.
• Transmissão e Caixa Multiplicadora: Tem a finalidade de transmitir a energia
mecânica entregue pelo eixo do rotor até ao gerador e é composta por eixos,
engrenagens de transmissão e acoplamentos.
• Inversor:Tem como função a conversão da energia elétrica em corrente continua (CC)
para corrente alternada (CA), para que possa ser usada na utilização de
eletrodomésticos convencionais.
• Mecanismo de Controle: Responsável pela orientação do rotor, controle de
velocidade, controle da carga, entre outros.
• Torre: Responsável por sustentar e posicionar o rotor na altura conveniente.
• Sistema de Armazenamento de baterias:composto por uma ou mais baterias para
armazenagem da energia gerada.
• Gerador Elétrico:recebe a energia da caixa multiplicadora, sendo responsável pela
conversão da energia mecânica em energia elétrica.
• O sistema de orientação: Permite a orientação da turbina conformea direção do
vento.
Geralmente as hélices das turbinas são compostas por três pás, pois possibilita um
maior aproveitamento da potência, diminui as vibrações e o barulho da turbina. As hélices
apresentam o mesmo formato das asas de aviões, possibilitando extrair o máximo da energia
do vento.

7. Ao se movimentarem, as hélices ativam o eixo do rotor, criando uma energia
mecânica. Este eixo de rotação transmite a energia mecânica para que a caixa multiplicadora
transmita a energia para o gerador elétrico.
A energia elétrica sai do gerador e passa pelo controlador de carga, sendo armazenada
nas baterias, antes da utilização a energia passa pelo inversor para ser convertida em corrente
alternada. Esta energia pode ser usada para ligar os eletrodomésticos convencionais, ar-
condicionado, geladeira, fogão elétrico, iluminação, entre outros.
Todo sistema eólico somente começa a funcionar a partir de certa velocidade,
chamada de velocidade de entrada, que é necessária para vencer algumas perdas. Quando o
sistema atinge a chamada velocidade de corte um mecanismo de proteção é acionado com a
finalidade de não causar riscos ao rotor e à estrutura.
Para os sistemas eólicos, a velocidade de rotação ótima do rotor varia com a
velocidade do vento. Um sistema eólico tem o seu rendimento máximo a uma dada velocidade
do vento (chamada de velocidade de projeto ou velocidade nominal) e diminui para
velocidades diferentes desta.

8. WINDWINS 2kw power curve
3000
2700
2400
2100
out power w
1800
1500
1200
900
600
300
0
0 5 10 15 20 25
wind speed m/s
Podemos observsr no gráfico que uma variação da velocidade do vento varia também
a quantidade de energia produzida, a parte do grafico horizontal corresponde a velocidade do
vento em metros por segundo (m/s), e a parte vertical corresponde a energia produzida em
Watts (W). Com isso, a velocidade de 0 m/s corresponde a 0 W, enquanto o aumento para 5
m/s passa a energia produzir 300 W, apartir disso, cada aumento de velocidade do vento
corresponde em média um aumento 300 W em energia produzida. Chegando a 12 m/s produz
o limite máximo de energia para o armazenamento que é de 3000 W, apartir disso o aumento
progressivo do vento mantém a quantidade de energia produzia ou até retarda para evitar
danos ao equipamento eólico.
Projetar um sistema eólico, para um determinado tamanho de rotor e para uma carga
pré-fixada, supõe trabalhar num bom intervalo de rendimento do sistema comrelação à curva
de potência disponível do vento local. É necessário também, ter mecanismos de controle
apropriados para melhorar o rendimento em outras velocidades de vento e aumentar o
intervalo de funcionamento do sistema eólico.
Um exemplo de mecanismo de controle é a utilização de rotores com ângulo de passo
variável. Com este controle, à medida que a velocidade do vento varia, as pás mudam de
posição, variando o rendimento do rotor. Com isto, pode-se aumentar o intervalo de
funcionamento do sistema eólico e ainda manter uma determinada velocidade de rotação, que
corresponde à eficiência máxima do gerador.
Os sistemas isolados de pequeno porte, em geral, utilizam alguma forma de
armazenamento de energia, este armazenamento pode ser feito através de baterias.
Este sistema, que armazena energia em baterias necessita de um dispositivo para
controlar a carga e a descarga da bateria. O controlador de carga tem como principal objetivo
não deixar que haja danos ao sistema de bateria por sobrecargas ou descargas profundas. Para

9. alimentação de equipamentos que operam com corrente alternada (CA) é necessário a
utilização de um inversor.
2.1.1 GASTO ENERGÉTICO
Para que possamos estabelecer o projeto energético em uma propriedade, é necessário
primeiramente conhecer o seu consumo de energia, para ter certeza de que será capaz de
suprir sua demanda.
Podemos usar como exemplo uma propriedade com consumo mensal de energia de em
média 850 quilowatts. O consumo de energia dá-se em maiores proporções das 06:00 às 22:00
horas. Mas é preciso considerar que em nenhum momento do dia o gasto de energia é
uniforme, pois varia de acordo com as atividades exercidas em cada horário.
Para o dimensionamento do sistema eólico primeiro devemos saber qual a exigência
elétrica da propriedade, visto que o investimento é relativamente caro, principalmente se
tratando de pequena propriedade rural.
2.1.2 COMPONENTES DA ESTRUTURA EÓLICA
Dimensões das pás
Para que o alternador comece a gerar energia elétrica para armazenamento nas baterias
é necessário uma velocidade média de vento superior a 25 km/h ou 6,94 m/s. Seria então
recomendado uma torre com 6 metros de comprimento, contendo3 hélices com 0.70m cada.
Gerando um diâmetro de 1,40m e um deslocamento de 7mde perímetro.
Controlador de carga
Os sistemas que armazenam energia em baterias necessitam de um dispositivo para
controlar a carga e a descarga da bateria. O controlador de carga tem como principal objetivo
não deixar que haja danos ao sistema de bateria por sobrecargas ou descargas profundas.
Caixa multiplicadora
A transmissão, que engloba a caixa multiplicadora, possui a finalidade de transmitir a
energia mecânica entregue pelo eixo do rotor até o gerador. É composta por eixos, mancais,
engrenagens de transmissão e acoplamentos. O projeto tradicional de uma turbina eólica
consiste em colocar a caixa de transmissão mecânica entre o rotor e o gerador de forma a

10. adaptar a baixa velocidade dorotor à velocidade de rotação mais elevada dos geradores
convencionais.
3. ORÇAMENTO DOS MATERIAIS UTILIZADOS NO PROJETO
Para a implantação deste projeto será necessário a obtenção de alguns produtos e
equipamentos, a análise do orçamento é de suma importância para a compra destes por
valores mais baixos, impactando diretamente no valor final do projeto, fazendo com que este
se torne viável ou não.
Tabela com os principais custos para a execução do projeto.
Produtos Quant. Preço unitário Preço total
Gerador Eólico 2 KW 01 R$ 1.423,29 R$1423,29
Hélice com 3 pás 01 R$488,94 R$488,94
Controlador 01 R$325,11 R$325,11
Inversor 01 R$852,44 R$852,44
Torre com 6 metros (com 3 cabos de aço) 01 R$245,75 R$245,75

11. Bateria 06 R$447,98 R$2687,88
Fio de eletricidade 400 mts R$ 1,50 R$600,00
(da torre á casa) 6,0mm
TOTAL R$ 6623,41
Cotação:QingdaoWindwings Wind Turbine Co., Ltd. – Produto importado da China, valores já incluem custos
de impostos e transporte.
Custos mensais sobre mão de obra necessária:
Cargo/função Quant. Salário Total
Operário para montagem da torre 02 R$ 1.800,00 R$ 3.600,00
Eletricista 01 R$ 2.000,00 R$ 2.000,00
TOTAL R$ 5.600,00
Considerando um prazo de 2 dias para instalação do equipamento. Abrange
capacidade para atender em média a instalação em 10 propriedades ao mês. Gerando assim
um custo de mão de obra em cada instalação de R$ 560,00.
É necessário a construção de um cômodo equivalente 4m², de alvenaria e coberto,
próximo a torre eólica, para armazenamento da energia das baterias e inversor, sendo de
responsabilidade do proprietário a sua construção.
3.1 PREÇO MÉDIO DE VENDA E CUSTO BENEFICIO
Considerando um custo do material de R$ 6.623.41, mais o custo da mão-de-obra de
R$ 560,00 por construção, totaliza-se R$ 7.183,41. Colocando a margem de lucro de 30%
equivale a R$ 2.155,02. Totalizando um preço ao interessado de R$ 9.338,43.
Retomando o exemplo da nossa propriedade, considera-se um gasto mensal de energia
de em média de 850 quilowatts, e o custo da energia de R$ 0,2366 por quilowatt, o gasto
mensal da propriedade seria por volta de R$ 201,11. Isso significa que o investimento no
sistema eólico levaria aproximadamente4 anos para se pagar, ainda sem considerar os
aumentos na taxa de energia que se teria neste período.

12. 4. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO SISTEMA EÓLICO
O sistema de geração de energia eólica pode servir para suprir totalmente a
necessidade de energia de uma propriedade. Apresenta inúmeras vantagens, além de gerar
empregos, é uma fonte de energia inesgotável e não emite gases poluentes, diminuindo a
emissão de gases do efeito estufa.
A geração de energia elétrica por meio de turbinas eólicas constitui uma alternativa
para diversos níveis de demanda, sendo considerada a energia mais limpa do planeta,
disponível em diversos lugares e em diferentes intensidades, uma boa alternativa às energias
não-renováveis. As pequenas centrais podem suprir pequenas localidades distantes da rede,
contribuindo para o processo de universalização do atendimento. Contribuindo para a redução
da emissão, pelas usinas térmicas, de poluentes atmosféricos; diminuindo a necessidade da
construção de grandes reservatórios.
Porém também apresenta seus aspectos negativos, como impacto às aves locais que se
chocam nas pás, e o efeito sonoro, que faz com que as habitações mais próximas tenham que
ser no mínimo a 200 metros de distância.
Apesar de efeitos negativos, como alterações na paisagem natural, essesimpactos
tendem a atrair turistas, gerando renda, emprego, arrecadações e promovendo
odesenvolvimento regional.
5. PROJETO PRATICO
O projeto refere-se ao direcionamento de uma propriedade de media 15.000 m², com
base econômica na agricultura e avicultura. Numa estrutura de um pavilhão de 600 m², na
criação de frangos de corte, em parceria de integração com alguma empresa frigorífica na
área. Em dimensões estruturais mais exatas, corresponde a 50 m de comprimento por 12 m de
largura, com comportamento para ate 6.000 aves num ambiente fechado protegido por frentes
de madeiras, rodeados de murros com 0,60 m em todo perímetro, fixada com tela de malha
com espessura de 0,02 m, para evitar entrada de outras aves no ambiente alojado, e vedação
com cortinados laminados padrão de cores amarelas, tanto lateralmente quanto na parte

13. superior interna (no forro interno do aviário). As instalações elétricas estão todas ligadas ao
sistema eólico, com uma quantidade de 21 lâmpadas florescentes de capacidade de 25 W
(watts), 6 ventiladores de 0,5 cv (corresponde a 368 W), 3 linhas de tratadores contendo 3
motores de 1,5 cv (corresponde a 1.100 W), e mais um motor de abastecimento inicial das
caixas ligadas com o silo com capacidade de 2 cv (mais de 1400 W). Finalmente uma bomba
d’água para nebulização das aves de capacidade de 2 cv.
A casa corresponde a 140 m², dividida em 6 cômodos, 3 quartos, sala, cozinha e
banheiro. Contendo ao total mais 10 lâmpadas distribuídas nas proporções dos cômodos e na
própria casa.
Maquete feita pelo grupo com base na propriedade modelo do projeto.

14. BIBLIOGRAFIA
<revistaseletronicas.pucrs.br/ojs/index.php/graduacao/article/viewFile/3490/2738 > acessado
em 22/07/2012 as 13:45 horas.
<www.cresesb.cepel.br/content.php?cid=tutorial_eolica > acessado em 22/07/2012 as 14;00
horas.
<http://www.aneel.gov.br/aplicacoes/atlas/pdf/06-Energia_Eolica%283%29.pdf> acessado
em 22/07/2012 as 15:00 horas.
<http://neosolar.com.br/media/pdf/manuais/moura_baterias_estacionarioas_clean_pt.pdf>
acessado em 22/07/2012 as 15:30 horas.
<http://www.abeeolica.org.br/site/zpublisher/secoes/home.asp> acessado em 22/07/2012 as
16:30 horas.
<http://www.qdfzy.com/en/default.asp> acessado em 22/07/2012 as18:00 horas.