Uma turbina eólica gera mais eletricidade quanto mais rápido gira?

Em termos simples, uma turbina eólica não gera mais eletricidade ao girar mais rápido. Ela possui uma faixa de velocidade ideal, além da qual pode parar de gerar eletricidade ou reduzir sua eficiência.

Segue abaixo uma explicação detalhada para você:

1. Antes da velocidade nominal do vento: quanto mais rápido, maior (dentro de uma determinada faixa)

Quando a velocidade do vento aumenta a partir de zero, as pás do gerador começam a girar e, quanto maior a velocidade (velocidade da ponta da pá), maior a geração de energia. Esse processo está de acordo com a nossa intuição.

2. Após atingir a velocidade nominal do vento: potência constante, sem aumentos adicionais.

Este é o ponto mais crucial. Cada turbina eólica tem uma potência nominal projetada (como 2 megawatts) e uma velocidade nominal do vento (geralmente em torno de 12 a 15 metros por segundo).

Quando a velocidade do vento atingir a velocidade nominal, o sistema de controle limitará ativamente a velocidade das pás e a energia eólica capturada, ajustando o ângulo (inclinação) das pás e outros métodos, de forma a estabilizar a geração de energia na potência nominal e impedir seu aumento.

Por que você faz isso? Para proteger componentes essenciais, como geradores e caixas de engrenagens, de forças mecânicas excessivas e da energia elétrica que podem causar sua queima. A aceleração irrestrita pode danificar seriamente o equipamento.

3. Ultrapassar a velocidade de corte do vento: desligamento seguro, interrupção da geração de energia.

Quando a velocidade do vento é muito alta e atinge a velocidade de corte (geralmente em torno de 25 metros por segundo, equivalente a um vendaval de nível 10), para evitar que cargas extremas de vento danifiquem a estrutura, o sistema de controle fará com que as pás se inclinem completamente (paralelas à direção do vento, como a asa de um avião), fazendo com que o ventilador pare de girar e freie, e a geração de energia será zero.

Suplemento essencial: Eficiência e "Relação de Velocidade da Ponta"

A busca pela geração de energia eólica visa a eficiência aerodinâmica ideal, e não apenas a alta velocidade. Essa eficiência é medida por um parâmetro chamado "razão de velocidade da ponta da pá" (a relação entre a velocidade da ponta da pá e a velocidade do vento). Cada projeto de pá possui um valor ideal para essa razão, e o sistema de controle busca operar a turbina eólica nesse ponto ideal para garantir a máxima conversão da energia eólica em energia mecânica.

Se a velocidade for muito alta, além dos problemas de segurança do equipamento, também pode levar a uma diminuição da eficiência devido ao aumento da turbulência e da resistência.

Metáfora da imagem

Você pode imaginar uma turbina eólica como um carro com controle de cruzeiro inteligente:

Estágio inicial (brisa suave): Quanto maior a aceleração (vento), maior a velocidade do veículo (RPM) e mais estradas (geração de energia) para percorrer naturalmente.

Em velocidade de cruzeiro na estrada (velocidade nominal do vento): Mesmo se você pressionar o acelerador profundamente, a velocidade será limitada a 120 quilômetros por hora (potência nominal) pelo sistema eletrônico para proteger o motor e cumprir as normas de segurança.

Condições meteorológicas extremas (tempestade): O sistema obrigará você a parar (encerrar o estacionamento) e esperar que o tempo melhore antes de dirigir.

Em resumo:
A geração de energia de uma turbina eólica aumenta com a velocidade do vento até atingir sua potência nominal. Depois disso, a velocidade e a potência são controladas ativamente para proteger a segurança do equipamento e manter uma produção estável e eficiente. Portanto, o princípio "mais rápido, mais" só se aplica em baixas velocidades de vento, enquanto a estabilidade e a segurança são priorizadas em altas velocidades.