Instalação e manutenção de um pequeno sistema elétrico eólico

O fabricante do seu sistema eólico, ou o revendedor onde você o comprou, deve poder ajudá-lo a instalar o seu pequeno sistema eólico. Você pode instalar o sistema sozinho — mas antes de iniciar o projeto, pergunte-se o seguinte:

• Posso fazer uma fundação de cimento adequada?
• Tenho acesso a um elevador ou a uma maneira de erguer a torre com segurança?
• Eu sei a diferença entre fiação de corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC)?
• Eu sei o suficiente sobre eletricidade para instalar a fiação da minha turbina com segurança?
• Eu sei como manusear e instalar baterias com segurança?

Se você respondeu não a qualquer uma das perguntas acima, provavelmente deve optar por ter seu sistema instalado por um integrador ou instalador de sistemas. Entre em contato com o fabricante para obter ajuda ou entre em contato com o escritório estadual de energia e a concessionária local para obter uma lista de instaladores de sistemas locais. Você também pode consultar as páginas amarelas para encontrar prestadores de serviços para sistemas de energia eólica.

Um instalador confiável pode oferecer serviços adicionais, como licenciamento. Descubra se o instalador é um eletricista licenciado, peça referências e verifique-as. Você também pode consultar o Better Business Bureau.

Com instalação e manutenção adequadas, um pequeno sistema eólico pode durar até 20 anos ou mais. A manutenção anual pode incluir:

• Verificar e apertar parafusos e conexões elétricas conforme necessário
• Verificação de máquinas quanto à corrosão e tensão adequada dos cabos de sustentação
• Verificar e substituir qualquer fita de borda de ataque desgastada nas pás da turbina, se apropriado
• Substituição das pás e/ou rolamentos da turbina após 10 anos, se necessário.

Se você não tiver experiência para manter o sistema, seu instalador poderá fornecer um programa de serviço e manutenção.

O fabricante ou revendedor do seu sistema também pode ajudá-lo a encontrar o melhor local para o seu sistema eólico. Algumas considerações gerais incluem:

• Considerações sobre recursos eólicos– Se você mora em um terreno complexo, tome cuidado ao selecionar o local de instalação. Se você instalar sua turbina eólica no topo ou no lado ventoso de uma colina, por exemplo, você terá mais acesso aos ventos predominantes do que em uma ravina ou no lado sotavento (abrigado) de uma colina na mesma propriedade. Você pode ter recursos eólicos variados dentro da mesma propriedade. Além de medir ou descobrir sobre as velocidades anuais do vento, você precisa saber sobre as direções predominantes do vento em seu local. Além das formações geológicas, você precisa considerar os obstáculos existentes, como árvores, casas e galpões. Você também precisa se planejar para futuras obstruções, como novas construções ou árvores que ainda não atingiram sua altura máxima. Sua turbina precisa ser instalada a favor do vento de quaisquer construções e árvores, e precisa estar a 9 metros acima de qualquer coisa dentro de 90 metros.
• Considerações do sistema– Certifique-se de deixar espaço suficiente para elevar e abaixar a torre para manutenção. Se a sua torre for estaiada, você deve deixar espaço para os cabos de sustentação. Seja o sistema autônomo ou conectado à rede, você também precisará levar em consideração o comprimento do cabo entre a turbina e a carga (casa, baterias, bombas d'água, etc.). Uma quantidade substancial de eletricidade pode ser perdida como resultado da resistência do cabo — quanto maior o cabo, mais eletricidade é perdida. Usar mais cabos ou cabos de maior espessura também aumentará o custo da instalação. As perdas no cabo são maiores quando você tem corrente contínua (CC) em vez de corrente alternada (CA). Se você tiver um cabo longo, é aconselhável inverter CC para CA.

Pequenas turbinas eólicas usadas em aplicações residenciais geralmente variam em tamanho de 400 watts a 20 quilowatts, dependendo da quantidade de eletricidade que você deseja gerar.

Uma casa típica consome aproximadamente 10.932 quilowatts-hora de eletricidade por ano (cerca de 911 quilowatts-hora por mês). Dependendo da velocidade média do vento na região, uma turbina eólica com potência nominal entre 5 e 15 quilowatts seria necessária para atender significativamente a essa demanda. Uma turbina eólica de 1,5 quilowatt atenderá às necessidades de uma casa que consome 300 quilowatts-hora por mês em um local com velocidade média anual do vento de 6,26 metros por segundo (14 milhas por hora).

Para ajudar você a determinar o tamanho da turbina necessária, primeiro estabeleça um orçamento de energia. Como a eficiência energética costuma ser mais barata do que a produção de energia, reduzir o consumo de eletricidade da sua casa provavelmente será mais econômico e reduzirá o tamanho da turbina eólica necessária.

A altura da torre de uma turbina eólica também afeta a quantidade de eletricidade que ela irá gerar. Um fabricante deve ajudá-lo a determinar a altura necessária da torre.

Uma estimativa da produção anual de energia de uma turbina eólica (em quilowatts-hora por ano) é a melhor maneira de determinar se ela e a torre produzirão eletricidade suficiente para atender às suas necessidades.

Um fabricante de turbinas eólicas pode ajudar você a estimar a produção de energia esperada. O fabricante usará um cálculo baseado nestes fatores:

• Curva de potência específica da turbina eólica
• Velocidade média anual do vento no seu local
• Altura da torre que você planeja usar
• Distribuição de frequência do vento – uma estimativa do número de horas que o vento soprará em cada velocidade durante um ano médio.

O fabricante também deve ajustar esse cálculo à elevação do seu local.

Para obter uma estimativa preliminar do desempenho de uma determinada turbina eólica, você pode usar a seguinte fórmula:

AEO= 0,01328 D²V³

Onde:

• AEO = Produção anual de energia (quilowatts-hora/ano)
• D = Diâmetro do rotor, pés
• V = Velocidade média anual do vento, milhas por hora (mph), no seu local

Nota: a diferença entre potência e energia é que potência (quilowatts) é a taxa na qual a eletricidade é consumida, enquanto energia (quilowatts-hora) é a quantidade consumida.

Pequenos sistemas de energia eólica podem ser conectados ao sistema de distribuição de eletricidade. São chamados de sistemas conectados à rede. Uma turbina eólica conectada à rede pode reduzir o consumo de eletricidade fornecida pela concessionária para iluminação, eletrodomésticos e aquecimento elétrico. Se a turbina não puder fornecer a quantidade de energia necessária, a concessionária cobrirá a diferença. Quando o sistema eólico produz mais eletricidade do que a sua residência necessita, o excedente é enviado ou vendido à concessionária.

Com este tipo de conexão à rede, sua turbina eólica funcionará apenas quando a rede elétrica estiver disponível. Durante cortes de energia, a turbina eólica precisa ser desligada por questões de segurança.

Sistemas conectados à rede podem ser práticos se as seguintes condições existirem:

• Você mora em uma área com velocidade média anual do vento de pelo menos 16 km/h (4,5 metros por segundo).
• A eletricidade fornecida pela concessionária é cara na sua região (cerca de 10 a 15 centavos por quilowatt-hora).
• Os requisitos da concessionária para conectar seu sistema à rede elétrica não são proibitivamente caros.

Existem bons incentivos para a venda do excedente de eletricidade ou para a compra de turbinas eólicas. Regulamentações federais (especificamente, a Lei de Políticas Regulatórias de Serviços Públicos de 1978, ou PURPA) exigem que as concessionárias se conectem e adquiram energia de pequenos sistemas de energia eólica. No entanto, você deve entrar em contato com a concessionária antes de se conectar às suas linhas de distribuição para resolver quaisquer preocupações com a qualidade e a segurança da energia.

A sua concessionária pode fornecer uma lista de requisitos para conectar o seu sistema à rede. Para mais informações, consultesistemas de energia residencial conectados à rede.

A energia eólica pode ser utilizada em sistemas off-grid, também chamados de sistemas autônomos, não conectados a um sistema de distribuição elétrica ou à rede elétrica. Nessas aplicações, pequenos sistemas eólicos podem ser utilizados em combinação com outros componentes – incluindo umpequeno sistema elétrico solar– para criar sistemas de energia híbridos. Sistemas de energia híbridos podem fornecer energia confiável fora da rede para residências, fazendas ou até mesmo comunidades inteiras (um projeto de co-habitação, por exemplo) que estejam distantes das redes elétricas mais próximas.

Um sistema elétrico híbrido e fora da rede pode ser prático para você se os itens abaixo descreverem sua situação:

• Você mora em uma área com velocidade média anual do vento de pelo menos 9 milhas por hora (4,0 metros por segundo).
• Não há conexão à rede elétrica disponível ou ela só pode ser feita por meio de uma extensão cara. O custo de instalar uma linha de energia elétrica até um local remoto para se conectar à rede elétrica pode ser proibitivo, variando de US$ 15.000 a mais de US$ 50.000 por milha, dependendo do terreno.
• Você gostaria de obter independência energética da concessionária.
• Você gostaria de gerar energia limpa.

Para obter mais informações, consulte como operar seu sistema fora da rede.