Energia Eolica

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ENERGIA EÓLICA

Energia eólica é a energia cinética que provém do vento. Esta é uma das mais promissoras fontes naturais de energia por ser abundante, renovável e limpa. Para o aproveitamento enegético do vento se faz necessário estudar seu comportamento.

1.1

Relação Potência x Vento

(a seguinte explicação foi retirada do livro do Custódio)
Consideremos um fluxo de ar, movendo-se à velocidade v, perpendicular à seção transversal A de um cilindro imaginário.

Figura 1: Velocidade do vento transversal ao cilindro
A energia cinética E da massa de ar m, movendo-se à velocidade v é :
E=

mv 2
.
2

(1)

Sendo:
E = energia cinética [J]; m = massa do ar [kg]; v = velocidade da massa de ar em movimento (vento)[m/s];
A potência P disponível no vento é definida como a derivada da energia no tempo:
P =E =

dE m v2
=
dt
2

Sendo:
P = potência disponível no vento [W];
E = energia cinética [J];
1

(2)

E = fluxo de energia [J/s]; t = tempo [s]; m = fluxo de massa de ar [kg/s]; v = velocidade do vento [m/s].
O fluxo de massa m é dado por: m = ρvA

(3)

Sendo: m = fluxo de massa de ar [kg/s]; ρ = massa específica do ar [kg/m3 ]; v = velocidade do vento [m/s];
A = área da seção transversal [m2 ].
A obtenção da massa específica do ar ρ se dá por: ρ= P
RT

(4)

Sendo: ρ = massa específica do ar [kg/m3 ];
R = constante do ar [J/kg.K] = 287;
P = pressão atmosférica [Pa];
T = temperatura ambiente [K]
Então, substituindo (3) em (2), obtemos a potência do vento que passa transversalmente à seção A do cilindro:
1
P = ρAv 3
2

(5)

Sendo:
P = potência do vento [W]; ρ = massa específica do ar [kg/m3 ];
A = área da seção transversal [m2 ]; v = velocidade do vento [m/s].
Se escrevermos a equação (5) por unidade de área, obetemos a densidade de potência DP disponível no vento em função da velocidade v do vento e da massa específica do ar ρ num dado local

DP =

P
1
= ρv 3 [W/m2 ]
A
2
2

(6)

Com