Análise de Eficiência de Turbinas Eólicas de Eixo Horizontal e de Eixo Vertical

Recentemente, muitos clientes nos perguntaram sobre turbinas eólicas e identificamos um problema na comunicação. Os clientes tendem a preferir turbinas eólicas de eixo vertical em vez das de eixo horizontal. Especialmente para clientes europeus, essas últimas são consideradas mais esteticamente agradáveis e ambientalmente amigáveis, além de estarem mais alinhadas com as políticas locais e com o meio ambiente. Como engenheiro de vendas com mais de uma década de experiência no setor de energia eólica residencial, senti a necessidade de redigir um artigo verdadeiro e profissional para analisar as diferenças de eficiência entre os dois tipos de turbinas eólicas.

O princípio fundamental das turbinas eólicas é converter a energia do vento em energia mecânica, que é então convertida em energia elétrica. Em termos simples, o vento faz as pás girarem, e as pás acionam o rotor no interior do gerador para cortar as linhas de força magnética, gerando assim uma corrente elétrica. Embora o princípio fundamental seja o mesmo, há uma diferença fundamental entre os dois tipos principais de turbinas — de eixo horizontal e de eixo vertical — no modo de rotação, o que também constitui a causa fundamental das diferenças de desempenho entre elas.

Tome como exemplo um gerador eólico de 5 kW. A uma velocidade do vento de 2 m/s, o turbina eólica de eixo horizontal nem sequer gira, mas a turbina eólica de eixo vertical já começou a girar. No entanto, essa rotação não gera saída ativa; ela apenas parece estar funcionando. A uma velocidade do vento de 5,5 m/s, a geração de energia da turbina eólica de eixo horizontal é de 2 kW, enquanto a eficiência de geração de energia da turbina eólica de eixo vertical é de apenas 800 W. Isso demonstra claramente que o gerador eólico de eixo vertical é mais adequado para partida em microventos, ao passo que a turbina eólica de eixo horizontal apresenta eficiência significativamente maior na geração de energia ao atingir a velocidade mínima de operação (cut-in) de 3 m/s, aproximadamente 2,5 vezes maior que a do gerador eólico de eixo vertical.

Turbinas eólicas de eixo vertical possuem vantagens em áreas com direções de vento caóticas. Podem captar energia eólica de todas as direções, de forma contínua em 360 graus, convertendo-a em energia mecânica. No entanto, as turbinas eólicas de eixo horizontal exigem um sistema de controle de orientação (yaw), o que resulta em atraso e perda de parte da energia eólica.

A escolha do tipo de geradores eólicos a serem utilizados depende das condições locais de energia eólica, como a direção do vento e a velocidade média do vento. Se você tiver interesse em energia renovável, entre em contato conosco a qualquer momento para personalizar sua solução exclusiva de sistema de energia eólica.