A energia eólica é uma fonte de energia renovável cuja popularidade cresceu nas últimas décadas, à medida que mais e mais pessoas, empresas e governos nacionais procuram soluções energéticas mais limpas e sustentáveis para as suas comunidades.
As turbinas eólicas estão no centro disso, pois aproveitam a energia eólica, tornando extremamente importante garantir a eficiência das turbinas eólicas para aproveitar ao máximo a fonte de energia. Há uma série de fatores que podem afetar a eficiência das turbinas eólicas e, neste artigo, abordaremos os principais a serem considerados. Também exploraremos o desempenho do mercado global de energia eólica.
Continue lendo para aprender os principais fatores a serem observados ao adquirir turbinas eólicas para seu estoque em 2024.
Conteúdo
Visão geral do mercado global de energia eólica
7 fatores que afetam a eficiência das turbinas eólicas
Fonte de turbinas eólicas eficientes
Visão geral do mercado global de energia eólica
De acordo com o Insights Esféricos, o mercado global de energia eólica tinha um valor de mercado de US$ 79.7 bilhões em 2021. Foi projetado que cresceria a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 8.4% para atingir um valor de mercado de US$ 151.47 bilhões no período de previsão 2022-2030. .
O principal motor deste crescimento do mercado tem sido a crescente procura por fontes de energia renováveis e mais limpas em todo o mundo, numa tentativa de reduzir as emissões de carbono. Os quadros políticos e regulamentares resultantes que promovem a energia sustentável levaram a uma expansão do mercado global de energia eólica.
O segmento de turbinas eólicas deverá dominar este mercado ao longo do Período de previsão 2022–2030, impulsionado pelo aumento dos avanços tecnológicos e pelo menor custo das turbinas eólicas. Em particular, as pás utilizadas nas turbinas eólicas estão a tornar-se mais largas e leves, permitindo um desempenho mais eficiente das turbinas eólicas.
Em termos de segmentação regional, projeta-se que a América do Norte (EUA, Canadá e México) seja o região que mais cresce durante o período de previsão, enquanto a Ásia-Pacífico dominará o mercado como a região com o maior participação de mercado em 57%. Na região, a China teve especificamente o maior número de instalações de turbinas eólicas, como parte dos esforços contínuos do governo para estimular o crescimento da indústria.
7 fatores que afetam a eficiência das turbinas eólicas
Agora que temos uma ideia das perspectivas do mercado global de energia eólica e do crescimento esperado na procura de turbinas eólicas, vamos dar uma olhada em alguns dos principais fatores que afetam a eficiência das turbinas eólicas. O conhecimento desses fatores ajudará as empresas e os varejistas de equipamentos de energia a obter o estoque certo e a fornecer suporte relevante aos seus clientes em suas jornadas de compra.
1. Velocidade do vento e estação do ano
Isso pode ser desnecessário dizer. Como fonte primária de energia, a velocidade e a estação do vento são fortes determinantes do desempenho e da eficiência das turbinas eólicas. A velocidade do vento em um determinado local determina a quantidade de energia eólica que pode ser gerada pela turbina eólica.
Isso ocorre porque a velocidade do vento impacta a quantidade de energia cinética que pode ser capturada pelas pás da turbina eólica para transferência ao gerador. Se todos os parâmetros forem constantes, estima-se que um aumento de 10% na velocidade do vento pode resultar num aumento de 33% na energia eólica.
A estação dos ventos também é importante a considerar, uma vez que a velocidade do vento em diferentes locais irá variar dependendo da época do ano e das condições meteorológicas prevalecentes.
2. Densidade e temperatura do ar
Outro fator chave que impacta a eficiência dos sistemas de turbinas eólicas é a densidade do ar e a temperatura do local do usuário. A densidade do ar é a quantidade de partículas ou massa dentro de um determinado volume de ar, e essa densidade afeta a taxa de fluxo de massa do ar através da turbina eólica, o que, por sua vez, afeta a produção de energia.
A temperatura do ar afeta a eficiência da turbina eólica devido à expansão e contração térmica dos materiais causadas pelos diferentes níveis de temperatura do ar. Para garantir a operação eficiente do gerador e dos componentes elétricos do turbina eólica, é importante levar em conta as variações da densidade do ar e da temperatura para ajustar adequadamente o coeficiente de potência e o sistema de refrigeração.
3. Altura ou altitude do cubo
Geralmente, o vento aumenta à medida que a altitude aumenta. Por causa disso, torres de turbinas eólicas mais altas são capazes de capturar mais energia. Este fenômeno de mudanças na velocidade do vento com a altura é chamado de cisalhamento do vento.
Em alturas de cubo mais altas ou em altitudes mais elevadas, o vento é capaz de fluir mais livremente, pois há menos obstáculos no solo, como árvores, montanhas e edifícios. Assim, a localização do turbina eólica deve ser considerado, pois determinará a altura do cubo necessária para a geração ideal de energia eólica.
4. Diâmetro das pás rotativas da turbina
O diâmetro do rotor, ou a largura circular varrida pelas pás rotativas da turbina eólica, tem um forte impacto na potência captada pelas pás. O diâmetro do rotor das turbinas eólicas tem crescido consistentemente ao longo do tempo, num esforço para capturar mais energia eólica através de envergaduras maiores.
Isto significa que turbinas eólicas com diâmetros de rotor maiores são capazes de varrer uma área maior, captando assim mais vento e, por sua vez, produzindo mais eletricidade. Portanto, é possível que mesmo numa área com relativamente menos vento, uma turbina com pás mais longas possa realmente capturar mais vento disponível do que uma com pás mais curtas. Esta capacidade de colher mais vento em velocidades mais baixas marca maior eficiência.
5. Controle de inclinação e guinada
Outro fator que impacta o desempenho e a eficiência do turbinas eólicas são as estratégias de controle e otimização das turbinas. Estratégias de controle são os métodos usados para regular o passo das pás da turbina, a velocidade do rotor, o torque do gerador e o ângulo de guinada. Estratégias de otimização são os métodos usados para estabelecer valores e configurações ideais para as variáveis de controle da turbina, conforme determinado pelos objetivos e restrições do sistema da turbina.
Para um desempenho mais eficiente da turbina, é importante implementar estratégias de controle e otimização que sejam eficazes e adaptativas. O controle otimizado de inclinação e guinada permite turbinas eólicas para produzir energia em uma ampla faixa de velocidades do vento.
6. Disposição das turbinas na fazenda
A maioria dos parques de turbinas eólicas terá mais de uma turbina eólica no local. Diante disso, é importante garantir que o layout dos parques eólicos seja otimizado para evitar que uma turbina seja colocada na sombra do vento de outras turbinas.
As lâminas do turbinas eólicas colocados na frente do parque eólico criam rastros de vento turbulento que atingem as turbinas na parte traseira. Tal cenário poderia reduzir substancialmente a quantidade de energia gerada pelas turbinas eólicas mal posicionadas, uma vez que capturariam menos energia devido à redução da eficiência das pás causada pelo vento turbulento.
7. Confiabilidade e manutenção
A confiabilidade de uma turbina é determinada pela confiabilidade de alguns componentes principais, incluindo as pás, a caixa de engrenagens e o gerador. A falha destes componentes-chave interromperia a função primária da turbina eólica de geração de energia, levando assim ao tempo de inatividade e à necessidade de reparos e substituições.
Turbina de vento projetos com taxas de confiabilidade mais altas impactam a eficiência do sistema geral da turbina eólica. Mas, além do design e da confiabilidade dos componentes, é importante que os usuários sigam práticas de manutenção consistentes e eficazes para manter o desempenho ideal e maximizar a geração de energia.
Fonte de turbinas eólicas eficientes
Nem todas as turbinas eólicas são criadas iguais e é por isso que é importante estar ciente dos vários fatores que impactam a eficiência do turbinas eólicas. Esses fatores, incluindo velocidade do vento, densidade e temperatura do ar, altura ou altitude do cubo, diâmetro do rotor, estratégias de controle e confiabilidade dos componentes, determinam o desempenho do sistema de turbina eólica e a eficiência da geração de energia eólica.
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