MAPA – ENER – Sistema de Energia Eólica – 52/2025

MAPA – ENER – SISTEMA DE ENERGIA EÓLICA – 52/2025

1) A energia eólica tem experimentado um crescimento notável nas últimas décadas, consolidando-se como uma das principais fontes de energia renovável no mundo. Avanços tecnológicos, políticas governamentais favoráveis e investimentos significativos contribuíram para a expansão dessa indústria. A capacidade instalada global de energia eólica aumentou substancialmente, refletindo o compromisso internacional com a transição para uma matriz energética mais limpa e sustentável. Países como China, Estados Unidos e Alemanha lideram essa expansão, implementando projetos de grande escala tanto onshore quanto offshore. No Brasil, a energia eólica também tem ganhado destaque.
Fonte: https://www.portalsolar.com.br/energi…. Acesso em: 17 abr. 2025.

Após a leitura do texto introdutório, responda às questões a seguir:

a) Explique, com base nos princípios da geração de energia renovável, de que forma a expansão da energia eólica contribui para a redução das emissões de gases de efeito estufa (GEE). Compare seu impacto ambiental com o de fontes convencionais baseadas em combustíveis fósseis.

b) Considerando os dados mais recentes sobre a matriz energética brasileira, qual é a capacidade instalada de energia eólica onshore no país? Além disso, analise os desafios e benefícios da integração dessa fonte ao Sistema Interligado Nacional (SIN), destacando seu papel na estabilidade e diversificação da geração elétrica nacional.

c) Ao longo das últimas décadas, o crescimento da energia eólica tem sido impulsionado por diversos fatores tecnológicos, econômicos e políticos. Identifique e explique pelo menos três desses fatores, demonstrando como cada um deles contribuiu para a ampliação da capacidade instalada global.

2) O setor de energia eólica tem passado por grandes mudanças, trazendo novas oportunidades, mas também desafios. Outra tendência importante é a união da energia eólica com o hidrogênio verde, ajudando a reduzir a emissão de poluentes em indústrias e no transporte. Além disso, os parques eólicos no mar (offshore) podem aumentar a produção de energia, mas exigem avanços tecnológicos e logísticos. No Brasil, a energia eólica tem crescido bastante, apoiada por investimentos e políticas públicas. Mesmo assim, ainda existem desafios, como a variação dos ventos e a necessidade de melhorar a infraestrutura para distribuir a energia gerada. Isso exige soluções inovadoras e investimentos constantes.

Com base nesse contexto, responda às questões a seguir:

a) Descreva os componentes principais das instalações eólicas para geração de energia.

b) Apresente as vantagens e desvantagens das turbinas eólicas de eixo vertical em comparação com as de eixo horizontal, considerando aspectos de eficiência, manutenção e aplicação prática.

c) Ao tratar de energia eólica, é fundamental compreender as características dos ventos. Classifique os diversos tipos de ventos e explique a diferença entre monções e brisas, destacando suas causas e impactos climáticos.

3) O vento é uma fonte inesgotável de energia e desempenha um papel fundamental na geração de eletricidade renovável por meio da energia eólica. Ao longo dos anos, essa forma de geração tem se destacado como uma alternativa sustentável e eficiente, contribuindo para a diversificação da matriz energética e para a redução da dependência de combustíveis fósseis. A conversão da energia cinética do vento em eletricidade ocorre por meio de aerogeradores, que transformam o movimento das pás em energia mecânica e, posteriormente, em energia elétrica.

Observação: lembrando que a Lei de Potência de Hellman é dada por:

V2 = V1(h2 / h1)n

Em que:

V1 = velocidade do vento a uma altura de interesse, h1, em metros por segundo (m/s).

​- V2 = velocidade do vento a uma altura de interesse, h2, em metros por segundo (m/s).
​- h1 = altura de interesse no ponto 1, em que a velocidade do vento é conhecida, em metros (m).
​- h2 = altura de interesse no ponto 2, em que a velocidade do vento é conhecida, em metros (m).

n = expoente de Hellman, que é uma constante adimensional e depende do terreno em questão.

De acordo, com o contexto apresentado, responda:

a) O que é a Lei de Potência de Hellman e qual é sua principal aplicação na engenharia? Como o expoente de Hellman influencia os cálculos de velocidade do vento e quais fatores determinam seu valor? Explique a importância desse modelo para o planejamento e dimensionamento de parques eólicos.

​b) Com base na Lei de Potência de Hellman, calcule a velocidade do vento a uma altura de 60 metros, sabendo que a velocidade do vento a 15 metros é 5,5 m/s e que o expoente de Hellman para a região analisada é 0,22.