Este documento discute o potencial de geração de energia eólica e solar em áreas urbanas. Ele propõe uma nova metodologia para avaliar o potencial eólico urbano usando simulações de fluxo de ar e a distribuição de Weibull. Também discute os impactos e benefícios da geração de energia renovável em escala local.

1. Geração de Energias Alternativas em Meio Urbano: Potencial Eólico e
Complementaridade Solar
Marc Santos Valente1, Rui Pedro Julião2
1) Faculdade de Ciências Sociais e Humana, Universidade Nova de Lisboa, Portugal
marcvalent@gmail.com
2) Faculdade de Ciências Sociais e Humana, Universidade Nova de Lisboa, Portugal
rpj@fcsh.unl.pt
Resumo
O presente artigo aborda a temática da microgeração, ou minigeração, das energias
renováveis em meio urbano, nomeadamente a energia eólica auxiliada pela solar.
Descreve-se sucintamente a metodologia utilizada pelo programa de referência de
avaliação do potencial energético para os grandes parques eólicos, o Wind Atlas
Analysis and Application Program (WAsP) onde é adoptada uma nova
metodologia de análise de potêncial eólico em meio urbano. O método de avaliação
estatístico utilizado no programa, a distribuição de Weibull – adoptado na
metodologia proposta - é discriminado de forma mais pormenorizada. É incluído
nesta abordagem os simuladores de comportamento de fluxos, os CFD
(Computational Fluid Dynamics), uma vez que as urbes são meio complexos. A
problemática da poluição sonora por parte dos aerogeradores, para além da visual,
também é abordado bem como alternativas na tentativa da mitigação destas
problemáticas. Esta análise tem como objectivo incentivar a produção de energias
renováveis à escala local proporcionando, em última instância, decréscimos nos
quantitativos de importação energéticas do país.
Palavras chave: energias alternativas, WAsP, CFD, microgeração, meio urbano.
1. Introdução
No panorama nacional, a dependência face à importação de fontes fosseis de
energia é elevada e incontornável, uma vez que não existem fontes de extração de
matérias-primas endógenas. Segundo a Direcção Geral de Energia e Geologia
(DGEG), o petróleo é a fonte de energia mais importada no país. A forma mais
eficaz de diminuir esta dependência é através de uma reformulação das estratégias
energéticas no sentido de incentivar tanto a microgeração, no meio urbanos, como
a geração de energia de grande escala. O enquadramento geográfico do país

2. proporciona quantitativos elevados de fontes de produção de energias renováveis
(Costa, 2004; Gomes, 2011; Troen et. al., 1989).
2. As Renováveis e o País
A diminuição dos quantitativos de importação de energias fosseis tem sido
resultado dos incentivos por parte do Estado e de diversas empresas privadas que
facilitam o acesso e à instalação das infra-estruturas. Segundo um relatório
elabordado pela DGEG (Estatísticas Rápidas de Fevereiro de 2013 [ERF2013]),
as renováveis chegam a representar mais de 50% do total da energia consumida.
As energias renováveis que possuem maior expressão são: a hídrica e a eólica
(75% do total das energias renováveis produzidas, ERF2013).
A produção de energia de pequena escala, em contexto nacional, está
condicionada a dois tipos de geração de energia (mini e microgeração) e a dois
regimes remuneratórios (geral e bonificado) regulados pelo Decreto-Lei (DL)
nº25/2013 de 19 de Fevereiro. A diferença entre estes está envolvida, sobretudo,
nos valores envolvidos quer na potência nominal das turbinas como no custo
efectivo da energia produzida.
3. Geração de Energia em Contexto Urbano: Metodologia
A metodologia adoptada na análise do potêncial de geração de energia eólica é
baseada na análise da distribuição estatística de Weibull. Esta é a abordagem
estatística utilizada no programa tido como o de referência a este tipo de análises:
Wind Atlas Analysis and Application Program (WAsP), desenvolvido por
Landberg, Tren, et. al. do Laboratório Nacional RISØ sediado na Dinamarca. A
tabela 1 serve de exemplo a um levantamento de campo cujos valores são
posteriormente organizadas em frequências de ocorrência em classes de
velocidade (tabela 2), referida como a distribuição de Weibull. De referir que este
programa é utilizado a uma maior escala, o que não inviabiliza a utilização do
método de Weibull a uma escala mais fina. O WAsP utiliza uma metodologia que
pode ser dividia em três etapas (Caldas, 2010): análise ao meio, aplicação do
método estatístico e cálculo do potencial económico de cada local. Num contexto

3. tão dissimétrico como o urbano, a primeira etapa do processo poderá não ser
suficientemente preciso e ocultar informações importantes. As alterações ao fluxo
natural do vento são provocados pelas diferenças de altura dos elementos, dos
materiais que os compõem e dos fenómenos inerente ao meio (e.g. ilha de calor
urbano). Revela-se, assim, necessária uma abordagem focada no comportamento
do fluxo, sendo evidente o recurso a simuladores de comportamentos de fluxos
(CFD – Computational Fluid Dynamics). Desta forma poder-se-á evidenciar
potenciais locais de geração de energia eólica (e.g. Figura 1).
Tabela 1 - Dados de vento em séries temporais.
Fonte - Adaptado de Seguro, et. al. (1999)
Tabela 2 - Dados de vento formatados em distribuição de frequência.
Fonte - Adaptado de Seguro, et. al. (1999)
A complementaridade da energia solar à eólica torna-se evidente no contexto
da maximização à rentabilidade de cada local. Como esta é uma fonte de energia
menos variável, em termos quantitativos e espaciais, a sua avaliação é mais
directa. Conceptualemente, o processo envolve um cruzamento de informação
entre a espacilização da informação radiométrica crítica ao arranque das turbinas
dos aerogeradores e do resultado obtido a partir da análise dos locais-óptimos à
produção de energia eólica.

4. Figura 1 - Simulação CFD para a baixa da cidade de Montreal, Canadá.
Fonte - Adaptado de Gousseau, et. al. 2010
4. Valores e Impactos da Geração de Energia
Os valores envolvidos numa mini ou microgeração de energia são bastante
distintos dos grandes parques eólicos e solares. O regime de mini ou microgeração
possui taxas que condicionam tanto a produção, reflectido na venda à rede, como
o consumo de energia. Estes regimes, denominados de geral e bonificados,
determinam, entre outros, a potência nominal da turbina. Todas as condições e
regulamentos são geridos pelo Decreto-Lei (DL) nº189/88, de 27 de Maio,
republicado no art.º 7.º do DL nº 168/99, de 18 de Maio, no DL nº339-C/2001, de
29 de Dezembro e no DL nº25/2013 de 19 de Fevereiro. De uma forma
simplificada, sem ter em conta os regimes ao qual os consumidores estão sujeitos,
o cálculo dos quantitativos energéticos bruto é feito respeitando a seguinte
fórmula:
em que a produção energética anual (En [MWhano]), expressa em MW, é
calculada tendo em conta a frequência de ocorrência de uma determinada classe
de vento f (ū), a potência nominal da turbina (Pwt(ū)), e o número de horas num
ano (8760).
Para além das vantagem ambientais que as energias renováveis trazem, existe
sempre algum tipo de alteração ao ambiente natural onde as infra-estruturas de
inserem. O caso do impacto visual e da poluição sonora são problemas a
equacionar na aquisição destes equipamentos. Estes problemas são atenuados por
novos desenhos de infraestruturas, que diluem o impacto visual, e o próprio

5. design das hélices é feito com o objectivo de mitigar o ruído, sem nunca desprezar
o aproveitamento energético (e.g. Shigetomi, et. al., 2011, Fuglsang, et. al. 2004).
5. Conclusão
A metodologia proposta, cujas características metodológicas foram adaptadas
do programa de referência de análise ao potencial eólico (WAsP), nomeadamente
o método de Weibull, adapta-se às necessidades de um meio tão complexo como o
urbano. Os meios antropizados são grandes consumidores de energia e são, de
uma forma geral, os menos autossustentáveis. O seu espaço, composto por
diversas formas e materiais, alteram o comportamento de todos os elementos
naturais ao qual está exposto, nomeadamente o fluxo natural do vento. Este é
responsável por potenciar tanto a sua intensidade como a sua direcção. Estas são
características que devem ser analisadas e definidos os locais com potencial à
produção de energia.
6. Referências
Costa P A (2004) Atlas do Potencial Eólico para Portugal Continental.
Dissertação de Mestrado, Universidade de Lisboa, Lisboa.
Decreto-Lei nº 25/2013 de 19 de Fevereiro, Diário da República - Ministério da
Economia
e
do
Emprego.
[Acedido
em
Maio
2013].
http://www.edpsu.pt/pt/PRE/Microproducao/RegulamentaoDocs/DecretoLei%2025_2013.pdf
Direcção-Geral de Energia e Geologia, Ministério da Economia e do Emprego
(2013). Estatísticas Rápidas de Fevereiro de 2013. Lisboa [Acedido em Maio
2013].http://www.dgeg.pt/

6. Fuglsang P, Bak, C (2004) Development of the Riso wind turbine airfoils. Wind
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Gomes N M (2011) Integração de Dados LiDAR com Imagens de Muito Alta
Resolução Espacial para Determinação de Áreas Urbanas com Potencial Solar.
Dissertação de Mestrado, Universidade Nova de Lisboa, Lisboa.
Gousseau, P., Blocken, B., et. al. (2010) CFD Simulation of Polltant Gas
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Universidade Tecnológica de Eidhoven, Holanda. [Acedido em Maio 2013].
http://sts.bwk.tue.nl/urbanphysics/Gas%20dispersion%20in%20downtown%20Montreal
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Martins J S, Moreira M, Afonso J l (2004) Medidas reguladoras, normas e
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Seguro, J. V., Lambert, T. W. (2000) Modern Estimation of the Parameters of the
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Shigetomi, A., Murai, Y., Tasaka, Y., Takeda, Y., (2011) Interactive flow field
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Troen L, et. al. (1989) European Wind Atlas. Riso National Laboratory,
Bruxelas.