Sem Rotação, Tudo Ganha: Energia Eólica Sem Movimento Desafia Convenções

Pense no vento, e você pensa em movimento, certo? Mas e se pudéssemos obter energia do vento sem as tradicionais pás giratórias que estamos acostumados a ver?

É isso que está acontecendo com algumas das tecnologias eólicas mais recentes. Elas estão mudando nossas ideias antigas sobre como a energia eólica funciona, capturando a energia do vento de novas maneiras que nem sempre precisam de movimento.

À medida que adotamos essas inovações, também é importante entender as limitações dos métodos tradicionais.  Enquanto as turbinas eólicas produzem energia limpa e renovável, elas não estão isentas de desvantagens.  Por exemplo, a geração de energia eólica por meio de turbinas não é uma escolha economicamente prudente para produzir energia em locais que não são suficientemente ventosos.

E como as turbinas eólicas são frequentemente instaladas em locais remotos, a implantação da infraestrutura pode ser um problema, especialmente a criação de linhas de transmissão para levar a eletricidade das fazendas eólicas até as residências em áreas urbanas.

Além disso, turbinas de grande porte são conhecidas por produzir ruído e perturbar a estética visual de uma área. Além disso, essas instalações também podem afetar a vida selvagem local.

Todas essas dificuldades podem agora ser resolvidas sem abandonar o conceito central, que é usar o vento para geração de energia limpa. A resposta está nas turbinas eólicas sem movimento, pois elas podem aproveitar a energia sem gerar o som ou outras dificuldades que a acompanham.

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Geração de Energia Eólica Sem Movimento

Gerar vento sem movimento trata-se de remover a dependência de uma rede centralizada e intensiva em recursos, contando com uma combinação de recursos de energia distribuída (DER) que podem ser instalados em telhados residenciais e comerciais.  Enquanto esses recursos de energia empregam tanto solar quanto energia eólica, o vento tem a vantagem de estar disponível 24/7, ao contrário dos raios solares. 

Enquanto isso, um gerador eólico sem movimento captura a energia do vento usando perfis aerodinâmicos ou asas montadas verticalmente, e não pás de turbina de grande porte. Quando o vento passa pelas asas, cria-se uma área de baixa pressão entre elas. Essa baixa pressão gera sucção, e uma torre de formato especial entre os perfis alimenta essa sucção. Esse fluxo passa por uma pequena turbina situada na base da unidade e gera eletricidade ao girar, sem envolver partes grandes giratórias ou móveis.

Existem muitas vantagens nesse processo. Ele reduz a poluição sonora, ajuda a proteger a vida selvagem, utiliza o espaço de forma eficiente e requer baixa manutenção.

Embora a história da energia eólica tradicional, como a conhecemos hoje, remonte a muitos anos, a geração de energia eólica sem movimento acrescenta valor significativo aos nossos esforços de sustentabilidade. E embora seja nova, isso não diminui as promessas e o potencial que já demonstrou.

De acordo com a Architecture 2030, 50% das emissões globais de carbono provêm de edifícios e do ambiente construído. Destes, 27% vêm das operações dos edifícios, enquanto 20% vêm de materiais de construção, obras e outros usos da indústria da construção. Portanto, é essencial que utilizemos soluções de energia para edifícios de forma mais eficiente, e a geração eólica sem movimento é um passo nessa direção.

Muitas empresas comerciais assumiram a tarefa de transformar o vento sem movimento em algo viável. Discutiremos essas empresas e analisaremos a tecnologia que elas utilizam em suas soluções.

Empresas com Soluções Transformadoras em Geração de Vento Sem Movimento

1. Vortex Bladeless

A Vortex caracteriza sua solução de energia eólica com vários adjetivos. A energia é sem pás, mais segura, mais silenciosa e mais verde.

No conjunto, a visão da Vortex Bladeless é oferecer uma nova alternativa eólica a partir de parques eólicos de nível consumidor. E, ao alcançar sua visão, a empresa baseia-se em uma física diferente da energia eólica convencional. O resultado é distinto e cheio de oportunidades.

Tecnologia de Geração de Vento Sem Movimento: O Caminho Vortex Bladeless

O dispositivo vortex assemelha-se a uma torre cilíndrica. Se começarmos de baixo, a parte mais inferior é fixa e conhecida como base. A parte acima da base é o Núcleo, que contém uma haste de carbono no interior. Acima do núcleo, há o sistema de sintonia do alternador. Acima de tudo está o mastro cilíndrico que oscila livremente perpendicular à direção do vento.

Quando o vento passa ao redor dessas estruturas cilíndricas, cria vórtices de pressão. A frequência desses vórtices depende da velocidade do vento. Com as estruturas tendo uma frequência de ressonância natural semelhante, elas começam a oscilar e capturar a energia do vento.

Após capturar a energia vem a fase de conversão. Para a conversão, a Vortex Bladeless usa a tecnologia de um alternador tradicional, onde o dispositivo observa a interação entre bobinas e campos magnéticos.

A eletricidade é gerada por indução eletromagnética. Os ímãs também servem como um Sistema de Sintonia, onde a constante de elasticidade do mastro é modificada, ampliando a faixa de velocidade do vento na qual as oscilações ocorrem.

Embora a tecnologia da Vortex ainda esteja em desenvolvimento, uma vez que se torne uma realidade completa, ela terá várias vantagens em comparação a uma turbina convencional do mesmo tamanho. A Vortex sem pás será sem engrenagens e sem óleo, não exigindo frenagem e sendo mais fácil de fabricar. Ela permanecerá sempre orientada sobre uma fundação semelhante. Necessitará de menos espaço e terá uma vida útil maior.

Vortex Bladeless: Um Breve Perfil

Fundada por David Suriol e Raul Martin Yunta, a Vortex Bladeless está sediada em Madrid, Espanha. É uma startup em estágio inicial. De acordo com dados públicos, a empresa arrecadou US$120,000 em financiamento pré-seed da Techstars em 2021.

Para quem não conhece a Techstar, ela se posiciona como a firma de investimento pré-seed mais ativa globalmente, com um capital de mercado de portfólio de aceleradoras de US$105 bilhões ao longo de toda a sua história.

2. Aeromine: Sistema de Energia Eólica Sem As Pás

Outra empresa que oferece soluções transformadoras de energia eólica sem pás é a Aeromine Technologies. Esses sistemas sem pás são instalados em telhados de propriedades comerciais para captar energia renovável no local.

A Aeromine aproveita os princípios da aerodinâmica. Ela usa geradores eólicos baseados em perfis aerodinâmicos integrados ao edifício, sem partes móveis. Quando o vento passa por esses perfis, cria-se uma área de baixa pressão entre eles.

O corpo central oco da estrutura direciona a pressão para o coletor e para a hélice interna. Na parte mais baixa da estrutura, a baixa pressão puxa o ar através da entrada para passar pela hélice e gerar energia antes que o jato de ar saia do corpo central e se misture ao vento livre.

O princípio da Aeromine gira em torno de não usar partes externas e eliminar vibrações. Em vez disso, utiliza os perfis aerodinâmicos para capturar e amplificar o fluxo de ar de um edifício ou estrutura comercial. A solução supera a energia solar ao exigir apenas um décimo do espaço de telhado usado pelos painéis solares.

A solução Aeromine é silenciosa e estacionária. Ela é capaz de gerar energia a qualquer momento sob todas as condições climáticas. O sistema é uma combinação típica de 20‑40 unidades na borda de um edifício, onde a combinação enfrenta a direção predominante do vento.

Conforme afirma a empresa, seu sistema é cerca de 50 % mais produtivo que outras alternativas de energia renovável. Se combinado com soluções solares de telhado, o sistema de geração de energia eólica sem pás pode atender totalmente às necessidades energéticas no local de um edifício.

Aeromine Technologies: Um Breve Perfil

Fundada em 2020 por Martin Manniche, Aeromine Technologies tem sua sede na Grande Área de Houston, Estados Unidos. Em 31 de outubro de 2023, a empresa recebeu uma subvenção de US$1.1 milhão da Danish Energy Agency.

Em janeiro de 2023, a AEC Angels fez um investimento de endosso nas tecnologias Aeromine. O primeiro investimento da Aeromine Technologies veio da Mass Challenge como apoio não‑ acionário.

Por que a Geração de Vento Sem Movimento é Vista como uma Solução Credível para o Futuro?

A validação mais alta da geração de energia eólica sem movimento ou sem pás como caminho para criar energia limpa e renovável vem de seus investidores.

O inovador sistema de energia eólica de telhado da Aeromine, que converte o fluxo de vento de um edifício em energia renovável, recebeu uma subvenção de US$1,1 milhão da Danish Energy Agency, como vimos. A subvenção foi concedida após avaliar a viabilidade da solução em nove parâmetros, incluindo seu potencial de comercialização e a capacidade de atender às metas de políticas climáticas.

No entanto, ainda há muito a ser feito para torná‑la à prova de falhas. A Universidade Técnica Dinamarquesa (DTU) fará parceria com a Aeromine para conduzir testes de desempenho da tecnologia em uma variedade de tipos de edifícios e condições de vento variadas.

De acordo com o Professor Christian Bak, Chefe da Seção de Design de Perfis Aerodinâmicos e Rotor da Universidade Técnica da Dinamarca, a universidade investigará a modelagem de fluxo para diferentes tipos de edifícios e medirá o desempenho da solução “para derivar algoritmos aprimorados que estimem a produção de energia e a colocação ótima no telhado.” Isso levará a um ajuste fino adicional e a uma aplicação mais eficiente do sistema.

Como a solução pode ser implantada nos telhados de apartamentos, escritórios, armazéns, terminais portuários, hospitais, centros comerciais e qualquer edifício com telhado plano, o conhecimento de otimização de posicionamento levará a maior adaptabilidade.

A Aeromine admite que já há uma demanda significativa por suas soluções no mercado. De fato, segundo o co‑fundador da Aeromine, Martin Manniche, a empresa já está recebendo “uma enorme quantidade de interesse na tecnologia e aumentando a produção para atender à demanda.”

Manniche também acredita que sua solução tornará a energia eólica ‘uma ótima opção para negócios locais’, o que ainda não aconteceu.

Vantagens semelhantes e mais podem ser encontradas nas soluções da Vortex Bladeless. Por exemplo, sua solução de geração de vento sem movimento é mais barata na fabricação e manutenção.

Para quem tem dúvidas sobre a eficiência de design da Vortex, os fabricantes afirmam que seu Vortex Mini – modelo de 13 metros (42 pés), 4 kW – pode capturar até 40 % da energia do vento em condições ideais.

Embora seja 30 % menos eficiente que turbinas eólicas convencionais, pode‑se compensar essa desvantagem colocando o dobro de turbinas Vortex no mesmo espaço de uma turbina de hélice.

Alcançando Metas de Energia Limpa

Alcançar as metas de Emissões Líquidas Zero até 2050 dependerá em grande parte do aproveitamento bem‑sucedido da energia eólica e solar.

No âmbito da energia eólica, embora as turbinas tenham se tornado maiores, com alturas de cubo mais altas e diâmetros de rotor maiores, as adições anuais de capacidade eólica até 2030 precisam aumentar significativamente para atender às metas.

Alcançar a meta de Emissões Líquidas Zero 2050, que prevê aproximadamente 7.400 TWh de geração de eletricidade eólica em 2030, requer que a taxa média de crescimento anual da geração aumente para cerca de 17 %. Para isso, seria necessário elevar as adições anuais de capacidade de cerca de 75 GW em 2022 para 350 GW em 2030.

As adições de capacidade de energia eólica até agora têm sido em grande parte limitadas à China, um player significativo neste campo. O país é atualmente responsável por metade das adições globais de capacidade de energia eólica em 2022.

A International Energy Agency também observou um crescimento contido na fabricação de equipamentos de energia eólica. Para melhorar a situação, a agência recomendou uma aceleração no ritmo. Também observou que as inovações no setor giram principalmente em torno do aumento da produtividade e da redução de custos.

Em um cenário tão misto, a geração de energia eólica sem movimento pode impulsionar o crescimento. Com seus requisitos limitados de espaço e capacidade de fácil manutenção, pode se espalhar rapidamente por geografias onde extensas áreas de terra são uma restrição.

Do lado positivo, os investimentos em energia eólica registraram um aumento de 20 % em 2022, recuperando‑se de uma desaceleração em 2021. Também se tornaram parte de todos os principais programas de colaboração em energia renovável, com apoio significativo do setor privado.

Os investimentos conquistados pela Aeromine e pela Vortex, especialmente da comunidade científica e de entusiastas de tecnologia, mostram que a energia eólica sem movimento tem bases sólidas. Mais ajustes finos e calibrações necessárias a tornariam a escolha perfeita para expandir mais rapidamente o alcance de energia limpa e renovável.

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