Análise do desenvolvimento tecnológico em centrais geradoras eólicas e seus impactos na geração e custo de energia eólica no Brasil

Abstract

Um dos sustentáculos da atual economia global é a garantia de energia e, neste contexto, o Brasil apresenta um grande potencial energético ainda não explorado existente sob diversas fontes. A matriz de energia elétrica brasileira é predominantemente hídrica, que corresponde a mais de dois terços da geração elétrica. Em períodos de estiagem, a garantia do fornecimento é afetada, o que aponta a necessidade da diversificação das fontes comumente exploradas. O aproveitamento eólico para geração de energia elétrica é uma alternativa limpa, renovável e de crescente desenvolvimento mundial. Este trabalho teve por base estudar modelos de aerogeradores comercializados no mercado eólico moderno, bem como a respectiva variação na capacidade de produção energética. Desse modo, apenas as turbinas com eixo horizontal foram analisadas, visto que esse design é o princípio dominante na tecnologia eólica atual. A região da Serra do Santana, no estado do Rio Grande do Norte, foi analisada por meio de uma modelagem computacional através dos softwares WAsP, Meteodyn e WindFarmer, para estimar a produção energética de cada turbina para a área de estudo, de modo que a comparação dos resultados obtidos demonstrou a influência do diâmetro das pás e a altura do rotor do aerogerador nos resultados de produção energética. Foi observado que o potencial energético da região é melhor aproveitado por um parque eólico composto pelo modelo de aerogerador de 5 MW de potência nominal, visto que tal configuração apresentou a maior produção energética dentre as alternativas analisadas. Todavia, ao analisar o custo do MWh produzido por cada modelo de turbina, verificou-se que os parques formados por turbinas de potência em torno de 2 MW são mais atrativos economicamente, por apresentarem uma melhor relação custobenefício. _________________________________________________________________________ ABSTRACT

One of the bases of the current economy is energy security and, in this context, Brazil has a large energy untapped potential existing in various sources. The Brazilian energy matrix is predominantly hydraulic, which accounts for over two-thirds of electricity generation. During dry periods the guarantee of supply is affected, which indicates the need for diversification of commonly exploited sources. The use of wind for electricity generation is a clean alternative, renewable and growing global development. This work studied wind turbine models marketed in the modern wind market as well as their variation in energy production capacity. Thus, only horizontal axis wind turbines were analyzed, as this is the dominant design principle in current wind turbine technology. The Serra de Santana region of the Rio Grande do Norte, state of Brazil, was analyzed through a computer modeling through the softwares WAsP, Meteodyn and WindFarmer to estimate the energy production of each turbine for the study area, so that the comparing the results obtained demonstrated the influence of the diameter of the turbine blades and the rotor height results in energy production. It was observed that the energy potential of the region is best explored by a wind farm consisting of the wind turbine model of 5 MW of rated power, as this configuration had the highest energy production among the alternatives analyzed. However, when analyzing the cost per MWh produced by each turbine model, it was found that the wind farm formed by power turbines around 2 MW are more economically attractive because their cost-benefit relationship.