TECNOLOGIA
TECNOLOGIAS DE PROSPECÇÃO DO RECURSO EÓLICO
Antes da efetiva execução de projetos de parques eólicos, é necessário conhecer com o maior detalhamento possível as características locais do vento, e determinar não apenas seus parâmetros mais elementares, como a velocidade média anual e a forma da sua distribuição estatística, mas também sua variabilidade no decorrer do dia e do ano, a caracterização da camada-limite e a influência do relevo sobre o escoamento em regiões de topografia complexa.
Para a obtenção dessas informações, são realizadas campanhas de medição com duração de vários anos, com o uso de instrumentos calibrados em instituições de excelência reconhecida, buscando-se rastreabilidade e acurácia. A tecnologia ligada à concepção dos instrumentos de medição das condições atmosféricas constitui, portanto, parte fundamental da indústria eólica.ompatibilização do projeto com as disponibilidades fundiárias na área de implementação do parque.
As condições meteorológicas normalmente medidas durante as campanhas de prospecção são a velocidade e a direção do vento, a pressão, a temperatura e a umidade relativa do ar. Cada uma dessas grandezas pode ser medida em uma ou diversas alturas.
Os instrumentos que medem a velocidade do vento são chamados anemômetros. O anemômetro de copo (Figura 4.15), por razões técnicas, ainda é considerado o mais adequado para campanhas de medição eólica com vistas à produção de energia[76]. Recentemente, diversas outras tecnologias para medição da velocidade do vento vêm sendo testadas e colocadas em prática. Dentre esses novos avanços, destaca-se o emprego dos anemômetros sônicos e dos sensores de medição remota do vento: os SOund Detection And Ranging – SODARs e os LIght Detection And Ranging – LIDARs. Os anemômetros sônicos, agrupando no mesmo aparelho emissores e receptores de pulsos sonoros na faixa ultrassônica, funcionam deduzindo a velocidade do vento a partir das diferenças de tempo gasto para os pulsos saírem de uma extremidade do instrumento e chegarem à outra. O funcionamento dos equipamentos de medição remota do vento SODARs e LIDARs é descrito em INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO REMOTA
Outros instrumentos utilizados em campanhas de medição do recurso eólico são as windvanes, indicadores de direção do vento, os termômetros, os higrômetros e os barômetros, componentes clássicos de uma estação meteorológica para a medição de temperatura, umidade relativa do ar e pressão atmosférica. Com estas últimas medidas, é possível calcular a densidade do ar no local das medições e consequentemente estimar com precisão o conteúdo energético do vento.
As grandezas citadas acima são gravadas em registradores de dados digitais conhecidos como dataloggers. Esses registradores, além de suportar a leitura simultânea de diversos instrumentos de medição, são capazes de realizar cálculos simples com as séries medidas, tais como médias, desvios padrões, registros de máximos e mínimos etc., agrupando os dados em intervalos de tempo predefinidos, tipicamente de dez minutos. Para a transmissão dos pacotes de dados, esses equipamentos conectam-se periodicamente a redes de comunicação remota (e.g. GSM, telefonia por satélite).
SODARs e LIDARs são equipamentos capazes de realizar medições em pontos consideravelmente distantes do local onde se encontram – tipicamente de algumas dezenas de metros a alguns quilômetros – por meio da emissão e posterior detecção de pulsos de ondas sonoras, no caso dos SODARs, ou eletromagnéticas, no caso dos LIDARs.
O princípio consiste em enviar pulsos de onda a determinadas direções do espaço e medir o retorno devido ao retroespalhamento (backscattering) na atmosfera. As ondas emitidas têm a frequência precisamente calibrada, permitindo identificar o movimento relativo entre o meio (o ar atmosférico) e o instrumento a partir de qualquer desvio no sinal de retorno. A velocidade do vento é deduzida, na direção dos pulsos, a partir dessas diminutas flutuações de frequências. É necessária, portanto, a emissão de pulsos em diversas direções (no mínimo três) para se obter uma estimativa da velocidade e da direção do vento em uma região do espaço.
A interpretação das medidas brutas efetuadas por esses aparelhos exige um processamento computacional razoavelmente complexo – razão pela qual grande parte desses instrumentos comercialmente disponíveis efetua um pré-tratamento nos dados. Em algumas situações, há grande complexidade na compilação dos dados, razão pela qual alguns fornecedores centralizam o tratamento de dados em suas dependências, fornecendo os relatórios já com os dados processados.
sas tecnologias possuem considerável potencial para aplicações, pois permitem a medição do vento em alturas superiores às de torres anemométricas ou em locais onde a instalação de torres de medição é inviável. A relativa mobilidade permite pré-investigações antes de se deslocar esforços e investimentos com torres anemométricas.
lguns equipamentos, como os chamados LIDARs 3D (Figura 4.16), all-sky ou de segunda-geração, permitem apontar o raio de medição para qualquer direção no céu, possibilitando assim o mapeamento da velocidade do vento em amplas áreas. É o início de uma fase de desenvolvimento eólico em que os técnicos e especialistas serão capazes de “ver o vento”.
O emprego de instrumentos de medição remota ainda é visto, entretanto, como experimental – em maior ou menor grau, dependendo do nível da tecnologia. Os resultados, embora promissores e adequados para auxiliar em tomadas de decisões, ainda não são certificáveis frente aos organismos reguladores. Não obstante, para o caso do LIDAR, há estudos para a inserção destes equipamentos nas campanhas de medição sendo levados a cabo pela própria IEA Wind (International Energy Agency), dentro do anexo 32 de sua agenda de tarefas[55].
