Micro Aerogerador

A microprodução de energia mais perto das pessoas


[Protótipo zero e protótipo 0.1 montados.]

Descrição do Projeto

Segundo a ANEEL [1], microgeração distribuída são sistemas com potência igual ou de até 75 kW. O Micro Aerogerador é um sistema eletromecânico, cuja energia cinética do vento, ao atravessar a hélice de uma turbina eólica, é transformada em energia mecânica no eixo do rotor, que por sua vez é transformada em energia elétrica em um gerador elétrico. Esta energia pode ser utilizada imediatamente ou armazenada em baterias.

Ainda hoje 1,5 bilhões de pessoas não tem acesso a energia elétrica [2], com o atual crescimento subtancial da demanda por energia no planeta, aumento da população mundial, crise energética [3] e ecônomica, aumento da desigualdade social, progressiva excasses dos recursos não renováveis, poluentes e degradantes ao ambiente, presentes no modelo energético adotado pela maioria dos países industrializados, e em desenvolvimento, é possível vislumbrar um presente alarmante, e em parte, determinístico em relação aos efeitos de nossas ações. Um melhor reaproveitamento energético, melhor distribuição das matrizes energéticas, efiênte planejamento no setor e aumento dos investimentos em geração distribuída de energia são possibilidades promissoras ao que diz respeito as soluções possiveis na presente conjuntura.

Apesar da urgente necessidade de uma reforma na matriz energética brasileira, o pais se encontra imobilizado por políticas públicas que não visam a reestruturação, somente incrementam um modelo arcaico, centralizado, que desperdiça energia. Segundo a ANEEL durante o ano de 2015 o Brasil despediçou 72 bilhões de reais na transmissão de energia. Cada vez mais geramos energia em usinas distantes do local de consumo final, de tal modo que comumente o caminho percorrido por cabos elétricos atravesse centenas de quilômetros da usina até seu destino final. E o resultado disto é uma perda, entre o sistema interligado nacional e os sistemas isolados, de 20,2% a 64,7% em 2014 [4] da energia durante a transmissão. Essas perdas são recorrentes e também são pagas pelo cidadão.

Contamos com modelos ultrapassados e falhos tanto de produção energética como distribuição de energia [5] elétrica. Devemos estar cientes de que, grandes centrais de produção de energia elétrica, muitas vezes causamos impactos socioambientais negativos, são construidas sem considerar as mudanças climáticas, que é um fênomeno amplamente aceito pelos Climatologistas, mal aproveita nossos recursos naturais, porque não utiliza de forma consciênte a ampla diversidade de fontes de energias disponíveis nos mais diferentes recursos locais do planeta. Corremos o risco de uma simples falha poder causar apagões gerais em grandes escalas. Para saber mais sobre apagões: http://brasil.elpais.com/brasil/2015/01/09/politica/1420837023_323905.html

O projeto do Micro Aerogerador nasceu a partir da necessidade de transformar o cenário atual de combate à crise energética global, buscamos fazer isto através de ações que incentivam a disseminação do desenvolvimento de redes de microgeração distribuída. A energia proveniente de sistemas mini eólicos, tem vantagens em relação as outras fontes renováveis, no que diz respeito a custo benefício e rápido retorno financeiro. O projeto dispensa redes de transmissão, afinal oferece a possibilidade de ser construído próximo do consumidor final. Se considerarmos a crise econômica no pais e no mundo, uma mudança na forma de produzir energia com o menor despedício possível tem o potêncial de acarretar uma mudança estrutural na economia, redução de bilhões no custo de projetos de produção de energia, de tal sorte que evitará o desperdício de bilhões de energia elétrica durante a transmissão e por fim no custo de projetos de produção de energia. Sendo assim, o parque de energia limpa pode ser construído tanto em meio aos prédios e casas urbanas, periferias e favelas, quanto levar iluminação e energia elétrica até lugares distantes e/ou isolados da rede de distribuição, como periferias, favelas, pequenas cidades, povoados, quilombos e aldeias;

Para isso, não só faremos a implementação de uma rede autônoma de Micro Aerogeradores para o abastecimento energético de alguns eletrodomésticos, iluminação pública, equipamentos de pequenas empresas, e num futuro próximo de domicílios e pequenas empresas. Mas também focaremos no desenvolvimento de um método para medição e caracterização de micro aerogeradores, que devido a semelhanças técnicas, também servirá para micro hidroelétricas. E sendo o método de medição e caracterização de placas solares já bastante difundido, a partir dessa iniciativa futuramente compilaremos todos os métodos para criação uma metodologia de caracterização de sistemas descentralizados de geração de energias renováveis, o que incentivará a evolução da microgeração energética como um todo; assim, pretendemos criar alternativas possíveis aproximar a microprodução de energia cada vez mais das pessoas, com efeito de nutrir a formação de redes de tecnologias cidadãs, de forma empoderativa, limpa e acessível.

Mais informações em motivações do projeto.

[1] Resolução normativa nº 687, de 24 de novembro de 2015 Art. 1º - item I.
[2] Uma em cada cinco pessoas no mundo vivem sem acesso a eletricidade
[3] Crise energética no Brasil e no Mundo
[4] Anuário Estatístico de Energia Elétrica 2016 ano base 2015 - EPE (Empresa de Pesquisa Energética) - setembro de 2016, página 68.
[5] No Brasil por exemplo, o sistema de distribuição de energia, através da corrente alternada e por meio de torres de transmissão ainda é o mesmo sistema que foi inventado por Tesla em (1832)


Principais Características

  • Econômico: Esta tecnologia não só será aplicada com o intuito de evitar perdas energéticas, pois produzirá energia perto do usuários. Mais também para trazer benefícios econômicos as pessoas, uma vez que o utilizador reduzira ou deixará de pagar, a conta de luz;
  • Baixo custo: Esse projeto é desenvolvido visando uma fácil (re)produção — fácil fabricação, manutenção e obtenção das peças a baixo custo, sendo o custo total do protótipo zero aproximadamente R$419,55;
  • Tecnologia cidadã: Buscamos através de nossas ações fomentar a disseminação das usinas microgeradoras, com efeito de, através da colaboração de hackerspaces, makerspaces e FabLabs com a população, criar uma alternativa factível para harckear o ambiente urbano, e originar uma rede cidadã de geração descentralizados de energias renováveis;
  • Adaptabilidade: Para uma efetiva inserção desta tecnologia em áreas urbanas, comerciais e rurais, nosso desenvolvimento é voltado para que a turbina eólica possua um baixo nível de ruído;
  • Autossustentável: Se por um lado se tratar de uma fonte de energia alternativa de pequeno porte, sua instalação não causará nenhuma destruição do habitat ao seu redor. Por outro lado, todos os seus materiais podem ser reciclados por inteiros e devolvidos para o ambiente sem causar nenhum impacto negativo. O que faz desta alternativa, de fato, totalmente ecológico;
  • Liberdade: Por meio desta ação objetivamos disponibilizar uma licença permissiva para todas as pessoas tenham a liberdade de usar, estudar, modificar, distribuir e até comercializar o micro aerogerador, segundo os princípios de Conhecimento Livre
  • Educação emancipatória: Acreditamos que ao desenvolver um projeto de HAL, devemos capacitar as pessoas a alcançarem uma autonomia intelectual. Por este motivo utilizamos recursos educacionais abertos, estamos desenvolvendo tutoriais (passo a passo) e utilizamos links do Wikipedia para explicar os principais conceitos utilizados nesse projeto.

[3] PEZZI, R.P.. Ciência aberta: dos hipertextos aos hiperobjetos. In: ALBAGLI, S.; MACIEL, M.L.; ABDO, A.H. (Org.). Ciência aberta, questões abertas. Brasília: Ibict; Rio de Janeiro: Unirio, 2015. doi.org/10.18225/978-85-7013-109-6


Histórico

No histórico registramos a linha do tempo com momentos-chave para o desenvolvimento do projeto.


Documentação

Ensino

Acreditamos que um projeto ideal deve ser acessível e dar a oportunidade para que as pessoas possam continuar aprendendo sozinhas após ler a documentação, por isso buscamos ser o mais inclusivos possíveis. Por este motivo estamos fazendo tutoriais que explicarão a fabricação e montagem de todo o projeto. No estilo faça você mesmo, ensine para alguém, veja ele fazendo e dento do possível também procure aprender com esta pessoa.

Desenvolvimento

Embora já tenhamos fabricado e montado o protótipo zero, pretendemos fazer sua medição, executar uma série de ensaios, utilizando um Anemômetro (em diferentes condições físicas) para caracterizá-lo, fazer possivelmente algumas modificações para finalizá-lo e instalá-lo em algum local capaz de causar um impacto socioambiental positivo.

Próximos Passos

  • Montagem do anemômetro e testes com o Arduíno;
  • Desenvolvimento de uma metodologia de medição do desempenho de micro aerogeradores;
  • Finalizar a fabricação da hélice de fibra de vidro/
  • Execução de uma série de testes com o protótipo 0.1;
  • Realizar possíveis ajustes no protótipo e finalizá-lo;
  • Medir o desempenho do perfil aerodinâmico;
  • Medir a eficiência de geração;

Orçamento

Materiais Medidas Quantidade Valor final
Chapa de alumínio 1x2m e 1,5mm de espessura 01 R$110,55
Chapa de alumínio 40x30m e 2mm de espessura 01 R$40,00
Rolamento 3cm(interno) e 5,9cm(externo) diametro 01 R$15,00
Mancal _*6cm(interno) diametro 01 R$20,00
Cilindro de aço inox (solda e furos) 2,5cm(interno) e 3,3cm(externo) diametro, 40cm comprimento e 3,5-4mm espessura 01 R$35,00
Corpo de sustentação (Corte e dobra) 16x40cm 01 R$5,00
Rotor (Corte a laser) Circulo de alumínio de 15cm diametro e 2mm de espessura 01 R$26,00
Hélice (Corte a laser e dobra em um calandra) 88cm diametro 01 R$48,00
Gerador (Motor C.C T102-65 com Acoplamento DIN 12V) 10cm diametro e 11cm comprimento 01 R$110,00
Parafusos 15 R$18,00

Valor do protótipo Zero: R$427,55.

Valor do protótipo 0.1: R$1800,00.


Avisos legais e licenciamento

  • Esta documentação descreve um projeto de hardware aberto e livre. Está licenciada sob termos da licença de hardware aberto do CERN OHL v.1.2. O que permite a qualquer interessado, usar, estudar, modificar, distribuir, redistribuir e vender este projeto.

Contatos

  • Lista de e-mails:
  • Colaboradores:

Referências

Resystech
Analise do desempenho de aerogerador pequeno porte
Avaliação experimental do desempenho aerodinâmico de pequenas turbinas eólicas confeccionadas em prototipagem 3D, Porto Alegre, setembro de 2015 - UFRGS.
Medição de velocidade e vazão de fluidos - UFRGS
Construção de turbinas eólicas
Projeto aerodinâmico de pás de turbinas eólicas de eixo horizontal
Design, fabricação, e teste de novas pás de pequenas tubinas eólicas
Programa de capacitação de energias renováveis: Mini Eólica
Resolução normativa nº 687, de 24 de novembro de 2015 Art. 1º - item I - ANEEL
Guia de microgeradores eólicos
Energia Eólica


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