Vento

Aug 23, 2023

O aquecimento é um dos maiores usos de energia na sociedade humana hoje. Onde antes queimávamos lenha para evitar o frio brutal do inverno, agora dependemos do gás e da eletricidade para aquecer as nossas casas e manter-nos seguros e quentinhos. Em alguns climas mais frios, como o Reino Unido, o aquecimento pode representar 60-80% da procura total de energia doméstica.

No entanto, existem formas alternativas de fornecer aquecimento. Usar a energia eólica para fornecer calor diretamente pode ser fundamental nesta área, usando uma variedade de métodos interessantes que podem ter algumas aplicações de nicho exclusivas.

Se uma manchete se tornou repetitiva e enfadonha nos últimos dois anos, é a do aumento dos preços do gás e da electricidade. Isso fez com que milhões de pessoas em todo o mundo pagassem mais do que nunca para aquecer as suas casas. Fontes sustentáveis ​​de energia à escala doméstica podem compensar isso até certo ponto, para aqueles que dependem de métodos de aquecimento eléctrico – seja através de meios resistivos ou através de bombas de calor. É claro que, nos invernos mais frios, os painéis solares domésticos comuns apresentam, infelizmente, sua produção mais baixa, proporcionando, na melhor das hipóteses, economias fracas.

Estas questões lançaram uma nova luz sobre métodos alternativos de aquecimento de casas de uma forma limpa e renovável. Em particular, a energia eólica pode ser utilizada para aquecimento, se utilizada de forma adequada. A solução mais óbvia é indireta, em que um gerador eólico fornece eletricidade para operar o aquecimento elétrico convencional. Contudo, mais interessantes são os métodos diretos, que podem ser mais baratos e mais eficientes energeticamente em alguns casos.

O tipo mais intuitivo de geração de vento em calor é através de um sistema de freio fluido, também conhecido como Joule Machine. Isso envolve um moinho de vento girando uma pá dentro de um recipiente com fluido, geralmente água. A energia captada da corrente de vento é essencialmente dissipada no fluido pela resistência que este representa ao moinho de vento, aquecendo-o. O fluido aquecido pode então ser bombeado para radiadores para fornecer aquecimento onde for necessário. É um conceito bastante simples, mas requer uma engenharia cuidadosa para que funcione na prática. A chave é dimensionar adequadamente o moinho de vento e o freio a fluido para que correspondam entre si e escolher os parâmetros corretos para aquecer o fluido a um grau útil. A vantagem deste método é que o sistema converte diretamente energia mecânica em calor, ignorando o estágio elétrico, o que acrescenta custos e complexidade significativos. Também economiza um estágio extra de conversão de energia que pode ser benéfico para a eficiência.

Um moinho de vento com freio fluido é um dispositivo extremamente simples, do ponto de vista mecânico. Poderia ter sido usado para aquecimento nos primeiros tempos industriais, se alguém tivesse tido a ideia naquela época. No entanto, ganharam destaque pela primeira vez quando certos indivíduos empreendedores na Dinamarca experimentaram a tecnologia na década de 1970. O país foi devastado pela crise global do petróleo, pois dependia de um abastecimento fiável de aquecimento. Quando os preços do petróleo dispararam, as alternativas rapidamente se tornaram atractivas.

É importante notar que este conceito é aplicável principalmente para aqueles que vivem em áreas rurais com espaço de sobra. São também locais onde o vento provavelmente estará mais disponível. Além disso, ao contrário das áreas construídas, é mais fácil construir uma turbina maior e com maior capacidade. Turbinas eólicas pequenas ou de baixa potência normalmente apresentam desempenho insatisfatório, especialmente em áreas urbanas lotadas. No entanto, para uma propriedade rural com amplo espaço e ligação limitada à rede eléctrica, um dispositivo de vento-calor poderia funcionar bem.

O primeiro design dinamarquês conhecido como Calorius Type 37 é um bom exemplo de uma configuração típica de vento-calor. Com rotor de 5 m e altura de 9 m, era capaz de produzir 3,5 kW de calor durante uma brisa de 11 m/s. Um par dessas unidades seria capaz de aquecer uma casa de médio porte.

Em comparação, o projeto LO-FA mais avançado da década de 1980 demonstrou o quão potente poderia ser um sistema de vento-calor. Com um poderoso rotor de 12 metros em uma torre de 20 metros, era capaz de gerar cerca de 90 kW de calor com vento soprando a 14 m/s. Notavelmente, ele usou óleo hidráulico de maior resistência para o freio fluido, em vez de água na maioria dos outros projetos. O calor foi então transferido para a água para distribuição. Com tanta capacidade de aquecimento, o LO-FA poderia aquecer várias casas, sugerindo que grandes unidades de energia eólica-calor poderiam ser ideais para comunas fora da rede ou explorações agrícolas familiares.