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Jul 01, 2023

Como a turbina eólica avança

Com mais de 350.000 turbinas eólicas atualmente em uso em todo o mundo, o vento continua a ser uma das formas de energia renovável que mais cresce. Em 2021, 93,6 GW de novas instalações trouxeram resultados cumulativos globais

Com mais de 350.000 turbinas eólicas atualmente em uso em todo o mundo, o vento continua a ser uma das formas de energia renovável que mais cresce. Em 2021, 93,6 GW de novas instalações elevaram a capacidade global acumulada de energia eólica para 837 GW, mostrando um crescimento anual de 12%. O Global Wind Report 2022 observa que 557 GW de nova capacidade serão adicionados nos próximos cinco anos – mais de 110 GW de novas instalações a cada ano até 2026.

Pergunta:Sabemos que as turbinas eólicas são uma fonte de geração de energia renovável, quanta energia é produzida a partir de uma única turbina?

Bucci: As turbinas eólicas atuais são máquinas de precisão altamente técnica, utilizando a mais recente tecnologia digital e informática para maximizar a potência de cada rajada de vento. Uma turbina eólica de tamanho médio de 2 MW pode gerar eletricidade suficiente para abastecer cerca de 1.000 residências. Operando 24 horas por dia, 7 dias por semana, com uma expectativa operacional de 98% ao longo de 20 anos, as turbinas eólicas funcionam em ambientes extremamente dinâmicos onde a confiabilidade é fundamental.

P:As turbinas eólicas continuarão a complementar a meta global de emissões zero nos próximos anos?

Bucci: As turbinas eólicas são fundamentais para atingir o objetivo da Agência Internacional de Energia de atingir zero emissões líquidas até 2050. Isto significa que toda a eletricidade produzida terá zero emissões de carbono e ajudará a limitar o aumento da temperatura global a 1,5ºC. E à medida que as turbinas eólicas aumentaram de tamanho, também aumentou a sua capacidade de produção, com os sistemas controlados pelo passo a tornarem-se a escolha padrão para ganhos de eficiência.

P:Você pode nos contar mais sobre sistemas controlados por pitch?

Bucci: Com pás moldadas que se ajustam e giram para maximizar a produtividade, o controle ativo de inclinação permite que a configuração de uma turbina eólica opere com eficiência em qualquer velocidade do vento. Ao gerenciar ativamente o ângulo da pá, os operadores podem otimizar a energia rotacional do vento, independentemente da velocidade do vento.

Alojado dentro do atuador de passo da turbina eólica, um cilindro hidráulico de passo controla o movimento, girando levemente as pás do rotor da turbina e ajustando o passo para alterar a velocidade do vento. Se a velocidade do vento for lenta, o cilindro de passo ajusta o ângulo da pá para aumentar a área de superfície da pá para capturar a energia do vento. À medida que a velocidade do vento aumenta, as pás são inclinadas para reduzir a quantidade de área de superfície em contato com o vento, evitando velocidades rotativas excessivas para proteger a integridade do sistema. O arrasto em velocidades de vento mais altas também afeta negativamente a eficiência do sistema e a alteração do passo das pás pode melhorar drasticamente o desempenho.

P:Que tipo de configurações de vedação são necessárias para o cilindro de passo?

Bucci: O sistema de vedação deve ser capaz de operar a pressões de 3.625 psi (250 bar) com pressão linear constante nas vedações da haste e do pistão e cargas laterais diferenciais que controlam o posicionamento. Ao segurar a pá da turbina em ângulo, na extensão e retração da haste do cilindro de passo, o sistema de vedação não deve apresentar qualquer desvio ou deslizamento. Isso pode resultar na deterioração do passo da lâmina e na redução drástica da eficiência. As vedações também devem liberar facilmente sua posição de retenção com vibração e fricção mínimas, ou deslizamento, e mover-se de maneira linear e suave. Isto requer materiais de vedação de baixo atrito.

Além disso, as vedações devem demonstrar características de desgaste mínimo e facilitar o movimento dinâmico contínuo em cursos curtos. Estes, que ocorrem em média 900 vezes por hora, podem causar desgaste particularmente agressivo, pois a vedação não consegue flexionar totalmente e aliviar a tensão como faria em aplicações de curso longo.

P:Que tipos de materiais são usados ​​para vedação de turbinas eólicas?

Bucci:Os materiais padrão de vedação de cilindros hidráulicos podem ser insuficientes e materiais de baixo desgaste, como compostos à base de politetrafluoroetileno (PTFE) preenchidos com agentes antidesgaste e um durômetro rígido, uretano estável, são necessários para prolongar a vida útil.