O gerador eólico. É o modelo Mistral, de 3 kW nominais, composto por um rotor, uma barquinha e a relativa torre de suporte. O rotor baseia-se em uma turbina de eixo horizontal classe II (veja box), com rotação horária e orientação barlavento de tipo passivo, isto é, com a corrente de ar que chega da parte dianteira das hélices. Para direcionar o rotor de modo que ele “prenda” o vento da forma mais eficiente, nas grandes instalações, geralmente é usado um servomecanismo que move as hélices após sinais de sensores específicos, para mantê-las dentro de um oportuno “ângulo de ataque” em relação ao vento. Ao contrário de todos os pequenos geradores eólicos, orienta-se continuamente na direção do vento, graças ao efeito de um timão colocado atrás das hélices de resina epóxi reforçada com fibra de vidro e de 2 m de comprimento cada uma. Cada hélice pode variar o ângulo em relação ao plano de rotação do rotor para regular a incidência do vento, obtendo, assim, um controle ativo da potência fornecida pela máquina. Tudo acontece graças às bielas parecidas com os rotores dos helicópteros: um atuador hidráulico colocado no rotor é movido na direção axial, enquanto impulsos enviados à biela convertem esse movimento na rotação de todas as hélices nos seus eixos longitudinais. Uma variante ainda mais eficiente é a instalação de servomotores diretamente nas hélices, para poder dispor de regulagens independentes, úteis para balancear em cada rotação ao diferente impulso do vento na hélice que se encontra mais próxima ao solo. No caso do Mistral 3000 instalado no chalé Castelberto, a regulagem ocorre mediante balancim mecânico acionado pela força centrífuga, que é produzida pela rotação do rotor. O diâmetro do rotor é de 4 m e, consequentemente, a área “varrida” é de aproximadamente 12,5 m2. A velocidade mínima a partir da qual o sistema é capaz de produzir energia elétrica (velocidade de corte, ou de cut-in) é de 2,5 m/s; quanto mais baixo for esse valor, melhor é, já que isso significa que a instalação também funciona com ventos leves. A velocidade nominal, ou seja, o valor ao qual a turbina fornece a potência de carga, é de 10,5 m/s. Destaca-se, finalmente, a chamada “velocidade de sobrevivência” (neste caso, de 60 m/s), isto é, o máximo dentro do qual a turbina eólica opera em segurança. Na verdade, bem antes de atingir aquele valor, o freio eletrodinâmico intervém, impedindo a turbina de atingir regimes de rotação excessivos. Com uma velocidade do vento de 8 m/s, o nível de ruído é de apenas 40 dB.
A barquinha. O gerador está colocado em um contêiner chamado de “barquinha”, posicionado no topo da torre de suporte e possui uma massa de 220 kg, podendo girar a 180° no próprio eixo. A turbina aciona, de mo- No alto: esquema do sistema autônomo de produção de energia elétrica instalado no chalé; Abaixo: curva de distribuição da potência do gerador eólico Mistral 3000, em função da velocidade média do vento do coaxial e direto, um gerador síncrono a magnetos permanentes e de fluxo axial que, simplificando, pode ser assimilado a uma dínamo, que gera corrente variável em tensão e em frequência em um amplo intervalo do seu regime de rotação. Trata-se de um gerador utilizado comumente nas obras de força hidráulica, dado que já produz corrente de regime baixo e não precisa de ajuda na partida para vencer a inércia do início. A corrente contínua, produzida a uma tensão nominal de 250 V, é convertida em alternada a 230 V e 50 Hz, por meio de um inversor IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor); é um modelo bastante sofisticado, baseado na modulação da largura de impulso (PWM) de tipo digital. O suporte mecânico da turbina eólica, neste caso, de tipo tubular e com 12 m de altura, desempenha a importante função de absorver as cargas axiais e as vibrações vindas da barquinha, amortecendo-as convenientemente em relação ao embasamento e às fundações.
Vantagens. A instalação da turbina eólica no chalé Castelberto apresentou vantagens nada indiferentes: ao contrário dos painéis fotovoltaicos, que evidenciam uma decadência progressiva, com consequente diminuição da energia produzida em tempos relativamente curtos, a eficiência desses sistemas permanece constante por toda a sua vida útil, que pode ser estimada em 30 anos). A instalação é simples e, do ponto de vista burocrático, foi suficiente uma simples DIA (Declaração de Início de Atividade). O gerador eólico é feito com materiais recicláveis: portanto, diferentemente dos painéis fotovoltaicos, não comporta problemas de descarte. A instalação é feita diretamente pela equipe It-energy, enquanto a empresa It-automation se ocupou em disponibilizar o hardware e o software.
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