Aerogerador de Múltiplas Pás

INTRODUÇÃO

A energia eólica é a energia que provém dos ventos. Os aerogeradores são capazes de transformar a energia cinética dos ventos em energia elétrica.

Apesar do conceito de se converter essa energia em energia elétrica ser apenas do século XIX e da instalação das primeiras turbinas ser apenas do século passado, a utilização da energia eólica existe há milhares de anos. Seu uso era frequente em moinhos de grãos, bombeamento de água e em barcos impulsionados por velas, entre outros.

A utilização de aerogeradores como fonte alternativa às fontes não-renováveis tem crescido ultimamente. Isso ocorre devido ao fato de ser uma fonte limpa, inesgotável e disponível em todo o mundo, além de não utilizar água para seu funcionamento. É inegável seu impacto ambiental com relação à alteração de paisagens, ruídos de baixa frequência e interferências eletromagnéticas. Outro aspecto negativo é o elevado custo das turbinas prontas. No entanto, é estimado que, após as restrições socioambientais, a capacidade de produção mundial seja de 53.000 TWh.

O Brasil possui grande potencial de geração de energia eólica, principalmente no Nordeste e em regiões litorâneas. É importante destacar que os geradores não precisam estar necessariamente em fazendas eólicas. Eles podem ser confeccionados e instalados em residências, por seus próprios moradores, com projetos sustentáveis, que envolvem a utilização de matérias recicláveis, o que é a proposta do projeto apresentado.

O princípio é simples e este projeto traz a seguinte inovação: a utilização do conceito das velas de uma embarcação para a captação da força do vento.

Gerador Eólico – Vista de Frente
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Gerador Eólico – Vista de Perfil
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ALTERNADOR

Um alternador de carro nada mais é do que um pequeno gerador. O alternador no seu carro gera 12 VDC (Corrente Contínua) e possui um regulador de voltagem interno.

Um alternador possui diversos componentes, entre eles estão:

• Rotor;
• Estator;
• Regulador de Voltagem;
• Ponte Retificadora; e
• Diodos.

Ele possui um projeto bem simples. O rotor gira dentro do estator e cria um campo elétrico. Este campo é transmitido para fora do estator por meio de 3 fases em AC (corrente alternada) até a ponte retificadora, a qual converte as 3 fases em DC. A corrente contínua é regulada pelo regulador de voltagem que normalmente está ajustado para 12 VDC (14,2 VDC durante a recarga).

A saída de 12 VDC é ligada na bateria. Você tem então um sistema de carregamento de 12 VDC e todos os acessórios do carro, tais como o rádio, limpadores de para-brisa, ar condicionado, entre outros, funcionam alimentados pelos 12 VDC provenientes da bateria.

Um alternador sem regulador de voltagem pode produzir até 120 VDC, mas isto pode ser muito ruim para o seu veículo. A maioria dos alternadores para carros geram de 80 A a 150 A, dependendo da aplicação. É possível então modificar a maioria dos alternadores para gerar até 320 A pela mudança de alguns componentes. Isto é normalmente feito nos veículos policiais e de emergência e por qualquer outra aplicação que requeira bastante amperagem/corrente.

Gerador Eólico – Detalhe da Base
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Gerador Eólico – Detalhe da Estrutura
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Gerador Eólico – Detalhe do Grupo Gerador
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AC/DC

Como já dissemos, os alternadores produzem corrente alternada (AC) de 3 fases. Você pode fazer com que o alternador de carro funcione mais eficientemente e dure por mais tempo conectando as 3 fases AC a uma ponte retificadora externa, antes da bateria. Ao utilizar os conectores de saída DC na parte de trás de um alternador, você deve empregar cabos com maior bitola, que são muito caros hoje em dia. Quanto mais longe a alimentação DC tiver que ir, maior a bitola que deve ser usada ou os cabos elétricos criarão resistência, tendo o calor como resultado final ou alguma coisa pode queimar. É por isso que os fios na bateria de um carro possuem maior bitola.

Considerando que você queira ligar um amplificador de áudio no seu carro, serão necessários fios de grande bitola para que você não tenha nenhuma perda. Ou você pode conectar o estator a uma ponte retificadora externa com fios grossos com pequeno comprimento. Isto será mais barato e o alternador vai amá-lo por isso.

ALTERNADOR PARA UM AEROGERADOR

Os alternadores mais usados são os do fabricante Bosh. Se você acha que basta pegar o alternador do seu carro, colocar algumas pás no seu eixo e instalá-lo no telhado, está equivocado. Há uma pequena modificação que deve ser feita em primeiro lugar. Primeiro, você vai precisar destruir o alternador.

O estator deve ser modificado primeiramente para que se obtenha tensão a baixas velocidades (rpm). Existem estatores no mercado que produzem tensão a 125 rpm ou menos.  Em seguida, a melhor prática seria a de se remover completamente o regulador de voltagem e a ponte retificadora. Conecte as três saídas do estator, estas são as 3 fases AC. Pode ser usado um cabo grosso para conectar as 3 fases AC. Desta forma será muito mais barato e melhor para o alternador.

Temos então um alternador com 3 cabos grossos saindo da parte de trás dele e indo até onde são necessários. Na outra extremidade dos cabos de extensão (onde estão as baterias)  conectamos uma ponte retificadora (um pouco mais robusta) para converter as 3 fases AC em DC. Um regulador de tensão não é necessário em uma configuração como esta. As baterias que estão carregando irão regular o aerogerador.

Considerando que seja um sistema de 12 VDC, quando o alternador está girando, ele vai começar a frear (tornando mais difícil o giro do alternador) a 14,4 volts. É quando a mágica acontece e as baterias começam a carregar porque agora estão produzindo amperagem/corrente para dentro das baterias.