Energia Eolica - Anemometria
     
Alvaro Lima Vieira

Informacoes sobre mim

Pagina de Fotos

Energia Eolica - Conceitos

Aerogeradores - Usinas Eolicas

Informacoes do PROINFA

Quanto custou a Usina Eolica de Osorio?

Parques Eolicos e sua situacao atual (31/07/2006)

Fotos da Usina Eolica de Osorio

Usinas Eolicas em processo de autorizacao no Brasil

Anemometria - tecnicas

Radares Meteorologicos

Energia Solar Termica - Conceitos

Energia Solar Fotovoltaica - Conceitos

What's New Page

Contatos

Links Favoritos

A fabrica de aerogeradores Enercon no Brasil

Inicio da geracao na Usina Eolica de Osorio

 

Anemometria (Anemos = vento, Metria = medicao):

Nesta pagina serao expostas tecnicas corretas de medicao de vento para prognostico de geracao de eletricidade a partir de aerogeradores
(link para um ".exe" de 1,5MB de simulacao de usinas eolicas. Sugiro instalar, rodar o programa e clicar em "demo", na opcao "view" do menu principal).

Para a prognose de apenas UM aerogerador, basta(m) a(s) velocidade(s) de vento. Caso a prognose seja para uma usina eolica ,
havera a necessidade de saber, tambem, a direcao do vento (para projetar a usina - alem de diversos outros fatores),
caso contrario um aerogerador podera causar um "sombreamento" ("wake effect" - turbulencia) num aerogerador atras dele.


Wind Profile - "perfil" do vento

Como pode ser visto, a intensidade da velocidade do vento varia conforme a altura, sendo menor proxima ao solo, por causa do atrito (rugosidade do terreno).

  Sensores:

Anemometros:
Existem de diversos tipos:
Cup anemometers (Anemometros de "copos");
- Propeller Anemometers  (Anemometros de helice);
"Propvane" anemometers (Sensores conjugados: anemometro de helice e sensor de direcao de vento) e
Ultrasonic anemometers (Anemometros ultrassonicos. Tambem mede direcao).

Sensor de direcao de vento:
Existem, pelo menos, dois tipos:
Wind Vanes (sensor padrao) e
- Ultrasonic anemometer  (tambem mede a direcao, alem da velocidade).

Torres anemometricas:

Sao as estruturas aonde se instalam os sensores.
As torres meteorologicas (como as de Distritos de Meteorologia, as dos aeroportos )
costumam ter, no maximo, 10 metros de altura.


As torres anemometricas  para prognose de geracao de energia eletrica
precisam ficar mais alto  para poder analisar o "perfil" do vento (imagem acima). Normalmente estas torres sao instaladas em areas desertas (as pessoas preferem construir suas casas longe de onde ha vento), e nao raras vezes sem estradas que nos levem ateh elas (tendo de se deslocar caminhando...).


Para tanto, tem altura minima necessaria de 40 metros , devendo ser instalados,
no minimo, 2 sensores de velocidade (um no topo, e um no "meio"), e 1 sensor de direcao (no topo) .
Podem ser instalados mais sensores, como dois anemometros a mesma altura.
Os sensores de topo tem de ser instalados de modo a nao serem influenciados um pelo outro (como aqui ),
alem do para-raios e do balizamento aereo noturno . Alem disso, o(s) sensor(es) intermediario(s) nao deve(m) sofrer influencias da lanca-suporte ( erradocorreto ), alem da propria torre.

Uma torre com diversas influencias ira piorar a qualidade da medicao...

As torres podem ser de perfil circular (tambem conhecidas como "mastros"), ou trelicadas .
Os mastros geram menos turbulencia (ver imagem a direita), mas exigem mais trabalho para montar, alem do mesmo trabalho para realizar algum tipo de manutencao (trocar sensores, balizamento, etc...), e que normalmente eh muito "delicado".
Ja a torres trelicadas geram mais turbulencia (clique na imagem a direita), e por isso os bracos das lancas-suporte tem de ser mais compridos, para atenuar essa influencia negativa.
Em compensacao nao ha dificuldades na hora de realizar manutencao (exceto subir na torre...).
Pela minha experiencia, opto pelas torres trelicadas.
Relativo a rapidez na montagem, tanto o mastro (que necessita de um "ginpole" para ergue-lo / desce-lo) quanto a trelicada sao equivalentes.

MEDICAO EOLICA: Indispensavel para o planejamento de Usinas Eolicas.

Dataloggers (Registradores de dados):

Otimo! Temos a torre, instalamos os sensores. Estes estao medindo, mas... estes dados de medicao estao indo para onde?
Precisamos armazenar estes dados.
Para tanto existem os dataloggers (registradores de dados).
De cada um dos sensores sai um cabo (com diversos fios, de diversas cores), que ira para datalogger, entrando num dos diversos canais disponiveis neste aparelho.
Existem dataloggers aonde pode-se inserir os valores de calibracao de cada sensor, podendo visualizar-se no proprio mostrador do aparelho os valores reais de medicao.

OK. Mas e a coleta dos dados?
Normalmente tem-se de ir ate o local, e dependendo do fabricante do equipamento,
ou troca-se um cartao de memoria (por outro), ou conecta-se um cabo e realiza-se o download dos dados.
Alem da opcao de ir fisicamente ao local, ha outra de transferir os dados remotamente, via modem (ondas de radio).

Para a analise dos dados, ha duas correntes:
-Os dataloggers formatam os dados para que sejam compativeis com uma diversidade de softwares de analise ou
-Existe um software "dedicado" que analisa os dados formatados  de um determinado datalogger.

INCERTEZAS NA MEDICAO:
mesmo tomando todas as precaucoes para realizar uma medicao de velocidade e direcao do vento, ha diferencas entre a velocidade e a geracao . Isto se dah por uma variedade de motivos, mas pode-se visualizar uma parte deles aqui. Justamente por isso, cada vez mais sao requeridos anemometros mais precisos, para que diminuam-se os erros nas previsoes de geracao.

Falando especificamente DO SENSOR:
Anemometro de "copos" : ha diferenca entre o valor medido e o valor real. Isso se dah pela inercia da estrela de copos, pelo tipo de "copo", pela aerodinamica do sensor, pelo material de que eh feito (mais rugoso / mais liso), pelo modelo/fabricante, etc... (excetuam-se aqui as influencias negativas de fatores externos ao sensor).
Anemometro ultrassonico: com maior precisao do que o anemometro de copos, mas requer mais energia de alimentacao e sofre de obstrucao dos sensores por sujeira (ao longo do tempo).
 SODAR (SOund Detection And Ranging): O melhor sensor para medicoes atmosfericas. Praticamente nao ha perda na calibracao do sensor, jah que nao ha partes moveis. Como nao podia deixar de ser, ha um defeito:
o preco elevadissimo... Eh usado normalmente em aeroportos (prevencao de "wind shears" e "microbursts" - "tesouras de vento" e "implosao de massa de ar", respectivamente).


Para que os dados sejam corretamente interpretados, existem formulas matematicas que sao usadas para chegar-se o mais proximo possivel do valor real.
Sao formulas para distribuicao (normalmente analisadas em grafico) de nomes "Rayleigh" e " Weibull " (entre outras, mas estas sao consideradas as principais).
Enquanto que a primeira eh util quando ha falha na sequencia dos dados (horas, dias, semanas, sem medicao), a segunda eh uma ferramenta estatistica muito mais precisa, dando uma nocao muito aproximada da condicao real de vento.

Atlas Eolico Brasileiro: modelo para macro-analise de locais para "prospeccao" eolica.


"Streamlines" para demonstrar as compressoes/depressoes num perfil circular

Clique na imagem para visualizar num perfil triangular (solido, nao como uma torre anemometrica trelicada).



Torre anemometrica trelicada

Ainda nao esta "ideal", mas jah houve cuidado na escolha do comprimento da lanca.

Clicando na imagem, poderah ser ver uma instalacao "ruim",
onde ha muita turbulencia gerada por tubos e
equipamentos que nao deveriam estar lah
(para propositos de medicao de vento)

 
   
 

21335