Para chegar ao posto global de terceira maior fonte renovável de geração de energia elétrica, a tecnologia eólica colecionou uma série de avanços formidáveis ao longo do tempo. Tornou-se, praticamente, uma complexa ciência, ao reunir expertises de diversas áreas.
O suficiente para ostentar hoje 698 Gigawatts (GW), cerca de 25% da capacidade instalada mundial da categoria, conforme as mais recentes estatísticas disponibilizadas pela International Renewable Energy Agency (Irena).
É uma evolução que não para e que vai bem além do tamanho das torres e do diâmetro das pás dos aerogeradores. Prova disso é o empenho dos fabricantes mundiais em aprimorar conceitos e otimizar funcionalidades e a eficiência dos equipamentos.
Há uma corrida agora pela manutenção do equilíbrio entre custo e benefício, um dos principais diferenciais competitivos da energia eólica. Um desafio adicional aos grandes fabricantes, num contexto de esforços globais pelo processo de transição energética, frente à ameaça permanente das mudanças climáticas.
RECONHECIMENTO COMERCIAL VEIO COM O TEMPO
Nessa jornada épica, vale destaque especial para alguns momentos históricos, em meio aos quais o aproveitamento da força dos ventos ganhou merecido e progressivo reconhecimento comercial até chegar aos modernos sistemas geradores atuais. De etapa em etapa recebeu impulsos determinantes para se tornar uma modalidade de preço atrativo, ambientalmente amigável e benéfica do ponto de vista socioeconômico.
Os equipamentos eólicos pioneiros construídos para gerar alguma eletricidade, ainda que em fase de pesquisa e desenvolvimento, remontam da década de 1920. Antes disso, só se usava o vento, basicamente, para moer cereal ou para bombear água.
SALTO DE CONHECIMENTO EM ÉPOCA DE PERDAS
A Segunda Guerra Mundial (1939-1945), apesar do trágico saldo humano, proporcionou um salto de conhecimento incalculável nos setores aeronáutico e mecânico, o que, por tabela, permitiu um sensível aperfeiçoamento tanto no design das pás como no funcionamento dos demais componentes móveis dos aerogeradores de eixo horizontal, que já tinham aparência semelhante aos que vemos hoje. Sua utilização, porém, era limitada a instalações individuais, para suprimento local e sem conexão com a rede pública.
Desde então, a tecnologia eólica passou alguns anos sem receber muita atenção, no que se refere a uma possível aplicação em maior escala. Até que, a partir da primeira crise mundial do petróleo, na década de 1970, as atenções dos desenvolvedores se voltaram para a modernização acelerada dos aerogeradores. Mesmo assim, por volta de 1985, as máquinas disponíveis não ofereciam mais do que 50 kW instalados, em torres com 20 a 30 metros de altura.
GASOLINA CARA, VENTO BARATO
Com a disparada dos preços dos combustíveis, encarecendo a produção de energia em usinas termoelétricas, avançaram os estudos e pesquisas que permitiram agrupar várias turbinas em arranjos maiores, dando origem assim às chamadas fazendas eólicas, desta vez com volume de produção elétrica suficientemente grande para injeção nas redes elétricas.
Embora enxergada com certa desconfiança por especialistas mais conservadores, por conta da variabilidade da produção, dependente, claro, do regime dos ventos, acabou acontecendo uma viabilização comercial gradativa. A fonte foi conquistando espaço e multiplicando aportes financeiros tanto em novos projetos de fazendas, cada vez maiores, como na criação de grandes fabricantes. Por volta de 1995, os produtos chegaram à faixa de 600 kW de potência, para, somente no início do século 21, ultrapassar a marca de 1.000 kW – 1 Megawatt (MW) -, logo atingindo a capacidade de 1,5 MW.
TECNOLOGIA ALIADA DA VIDA NA TERRA
Num terceiro momento, a partir dos anos 2000, com o mundo sob o impacto das mudanças climáticas, as fontes renováveis conquistaram maior espaço e a geração eólica, junto com a solar, virou protagonista do atual processo de transição energética, que visa substituir, tão logo possível, os combustíveis fósseis, permitindo a redução do lançamento dos gases de efeito estufa (GEEs) responsáveis pelo aquecimento global.
O poder de geração das máquinas eólicas então não parou de crescer, passando dos 5 MW por unidade até os dias de hoje, com turbinas gigantescas que já ultrapassam a casa de 15 GW, como as que são instaladas em alto mar (offshore).
PROGRESSO A TOQUE DE CAIXA
Nesse aspecto a evolução do estudo dos ventos – com medições precisas em anemômetros de última geração – foi fundamental para aprimorar o tamanho, perfil das pás e desempenho do mecanismo dos aerogeradores o que, ao mesmo tempo, levou à construção de torres cada vez mais altas, hoje na faixa de 180 metros de altura.
Sem falar na pesquisa e desenvolvimento de materiais mais leves e resistentes que permitem o acionamento das turbinas por ventos de velocidade mais baixa. Isso tudo para que a operação ocorra em condições meteorológicas diversas que podem variar repentinamente, com alterações drásticas de temperatura bem como das velocidades das correntes de ar.
As técnicas de montagem evoluíram junto, com emprego de guindastes especiais de porte elevado, pilotados por pessoal especializado. A distribuição dos aerogeradores foi outro ponto de destaque porque, com o passar dos anos, foi se observando que a instalação não pode ser aleatória, já que a turbulência provocada pelas máquinas pode atrapalhar o desempenho do conjunto como um todo.
COMO O VENTO VIRA ENERGIA ELÉTRICA?
Vale aqui conhecer um pouco mais em detalhe a composição de um aerogerador típico, onde acontece a “mágica” da conversão da força dos ventos em energia. A parte maior é a nacele, que abriga os principais equipamentos cuja evolução tecnológica, ao longo do tempo, foi significativa. Tem aparência de uma imensa caixa em formato retangular.
As pás – em geral três – são fixadas a um “hub” ou cubo, conjunto este conectado a um eixo central que se estende para o interior na nacele. Numa descrição simplista, dentro da nacele fica o conjunto de engrenagens que é capaz de multiplicar o giro lento das pás transformando-o em altíssimas rotações que movimentam o gerador responsável pela produção de energia. Há ainda um sofisticado sistema de frenagem para evitar o colapso dos equipamentos em caso de vendavais extremos.
E para aproveitar ao máximo o potencial dos ventos, os aerogeradores são equipados com instrumentação capaz de orientar o mecanismo de posicionamento da nacele sobre a torre, direcionando-a de maneira a se obter o desempenho mais eficiente possível o que, ao final, define a viabilidade econômica do empreendimento como um todo. O rendimento obtido, a depender dos contratos de fornecimento firmados, também influi na remuneração das companhias geradoras.
O vento levou….mas trouxe também!
As duas primeiras empresas de equipamentos eólicos a operar no Brasil – Tecsis e Wobben Windpower – tiveram entre os seus fundadores profissionais oriundos da indústria aeronáutica. Ambas tinham unidades em Sorocaba (SP) e no Nordeste, mas já não produzem mais no país. A Tecsis encerrou suas atividades, após longo histórico de sucesso comercial na exportação a grandes companhias, como a General Electric, por exemplo. Já a Wobben Windpower, que faz parte do grupo alemão Enercon, se mudou para a Argentina.
Em sentido oposto, veio da Argentina ao Brasil a Impsa, empresa que também acabou fechando as portas por problemas financeiros em seu país de origem. A indiana Suzlon foi outra companhia que deixou de trabalhar aqui após um breve período de atividade.
A última década, aliás, foi marcada por fusões e aquisições no setor. Houve o caso da americana General Electric, que comprou a unidade eólica da francesa Alstom e da alemã Nordex, que adquiriu a espanhola Acciona. Já a Siemens, também alemã, comprou a Gamesa, outra fabricante espanhola de sucesso. Mais recentemente, no entanto, a General Electric anunciou que não vai mais produzir equipamentos eólicos no Brasil porque está em fase de reestruturação das suas atividades globais. Em contrapartida, empresa líder do ramo, a dinamarquesa Vestas está firme e forte no Brasil, assim como as brasileiras Aeris Energy, que produz pás, e a WEG, que produz aerogeradores.
Confira mais sobre energias limpas em nosso blog e um pouco mais sobre a energia eólica no Brasil em nosso artigo.