Revolução silenciosa na eólica: máquinas de alta produtividade para ventos fracos

Nova geração de turbinas pode fazer da eólica uma energia bem menos intermitente

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Aerogeradores que produzem eletricidade durante mais de 4 mil horas por ano podem ser chamados de revolucionários. 

A evolução dos “fatores de carga” de 22 a 24%, no período de 2007 a 2013, representa o limite das turbinas eólicas atuais.

Os dados foram extraídos dos balanços anuais da Rede de Transmissão de Eletricidade (RTE) francesa e, obviamente, tem relação estreita com as respectivas condições meteorológicas. 

É sabido que o desempenho dos aerogeradores é melhor quanto maior a intensidade dos ventos predominantes. Mas a concepção e a escolha das máquinas são também fatores determinantes. 

Mesmo se especialistas apontam um horizonte entre 10 e 20 anos para que o fator de carga médio das instalações eólicas supere as 3 mil horas/ano, as máquinas de última geração apresentam uma performance ainda melhor. 

Fator de carga é a razão entre a energia efetivamente produzida e aquela que poderia ser produzida, caso a unidade (ou a central) geradora de eletricidade operasse em condições “ideais”. 

Particularmente adaptada para aproveitar ventos fracos, as turbinas “revolucionárias” são concebidas desde 2009 e já figuram nos catálogos de grandes fabricantes. 

Elas apresentam um fator de carga próximo de 50%, valor bem maior que o previsto para as turbinas usuais (com base na tecnologia atual), que poderiam evoluir para alcançar uma produtividade de 34%, dentro de uma ou duas décadas. 

Cada modelo de turbina eólica é projetado para operar sob condições específicas de vento, ou seja, é adaptado para cada tipo de localidade. 

Assim, cada máquina é qualificada para uma determinada classe de vento, conhecida na linguagem especializada como IEC, que vai do nível I ao IV. Por exemplo, vento de classe IEC I caracteriza-se por forte turbulência (18%) e uma velocidade média anual de 10 m/s (medida na altura do rotor). 

O aerogerador 2,5-120 de classe IEC III, da General Electric – considerado “padrão” – dispõe de uma capacidade para gerar 2,5 MW e tem um rotor de 120 m de diâmetro, fixado em um mastro de 130 m de altura. 

Este modelo é capaz de produzir energia com fator de carga de 3 mil horas/ano em locais com ventos de 5,5 m/s, podendo chegar a 4,8 mil horas/ano em sítios com ventos de 7,5 m/s. 

Matthias Willenbacher, do grupo Juwi, estima que até 2020 deva estar no mercado um novo padrão de turbina eólica, de 2,75 MW, com fatores de carga entre 3.980 e 5.690 h/ano, para velocidades entre 5,5 e 7,5 m/s respectivamente. 

Isto significa que essas máquinas funcionarão com potências “nominais” (de projeto) durante 45 a 65% do tempo, sob ventos fracos ou até muito fracos. 

O professor do Instituto négaWatt (entidade francesa com foco em energia e desenvolvimento sustentável) Bernard Chabot é o criador da expressão “revolução eólica silenciosa”, para designar esta nova geração de máquinas. 

“Dispor de turbinas eólicas com fatores de carga tão altos, mesmo em lugares com ventos moderados ou fracos, é mais que uma evolução, é uma ruptura qualitativa que merece ser chamada de ‘revolução’”, declarou Chabot. 

Para o especialista, trata-se de uma “revolução silenciosa”, porque feita à margem dos grandes programas de P&D. Ela resulta de iniciativas isoladas e vai à contramão dos altos investimentos (estatais e privados) focados na busca por ganhos de potência das máquinas, especialmente aquelas destinadas a parques offshore. 

Esta nova geração de turbinas propicia grande liberdade às empresas empenhadas em desenvolver o setor. É particularmente favorável ao fomento da energia eólica na França, já que na maior parte do seu território prevalecem ventos fracos. 

Assim, as regiões francesas mais atraentes para a instalação de parques eólicos não se limitariam mais àquelas próximas ao litoral, que por sinal já dispõem de um grande número de aerogeradores instalados. 

Regiões interiores, como a Champagne-Ardenes ou o Massif Central, onde predominam ventos de baixa velocidade, passam a ser alvo do mercado eólico. Extrapolando para todo o país, o ganho de produtividade oferecido pelas novas máquinas seria considerável. 

A França estabeleceu como meta dispor de uma capacidade eólica instalada de 19 GW até 2020, devendo produzir neste período 40 TWh de energia, com base num fator de carga médio de 2,1 mil horas/ano. 

Com turbinas “revolucionárias” seria factível obter uma produtividade de 3 mil horas/ano, o que demandaria uma capacidade de apenas 13 GW para garantir a mesma produção energética. 

Fontes: Le Journal des Énergies Renouvelables N^o 223, setembro-outubro 2014