Gerador eólico de médio porte com transmissão continuamente variável (CVT)

Resumo

Grande parte dos geradores eólicos de grande porte em operação ainda trabalha com velocidade de rotação constante, viabilizando a utilização de geradores elétricos síncronos que são menos complicados de serem integrados à rede. Na maioria destes sistemas, o ajuste de passo das pás é utilizado para se conseguir a velocidade de rotação fixa e não para se obter a melhor eficiência do rotor. Desta forma, essa tecnologia é utilizada em locais onde temos ventos em abundância e com pouca variação de velocidade. Locais com grande variação de velocidade de vento exigem geradores eólicos com maior flexibilidade operacional para permitir um eficiente aproveitamento da energia eólica disponível. Assim, além de um controle de passo, também é importante se permitir uma variação da rotação do rotor para se obter uma boa eficiência. A General Eletric (GE) possui equipamentos de grande porte com a possibilidade de variação de passo e rotação, sendo utilizados sistemas eletro-eletrônicos para sincronização e conversão, onde apenas 25% da potência gerada precisa ser convertida. Provavelmente esta seja a mesma tecnologia utilizada pela Gamesa em seus geradores (Doubly Fed Machine ? DFM). Possivelmente sejam geradores elétricos duplamente alimentados que permitem variações de até 30% em torno da rotação síncrona. No Brasil, a WEG fez estudo de um gerador similar, designado por MATRADA (Máquina Assíncrona Trifásica com Rotor Bobinado de Anéis Duplamente Alimentados). De qualquer forma, é exigido um sistema eletro-eletrônico para sincronização com a rede e conversão de 25 ou 30% da potência gerada. Os sistemas eletro-eletrônicos de conversão e sincronização têm participação expressiva no custo total de um gerador eólico e permitem variações de apenas 30% em torno da rotação síncrona, tornando viáveis, por enquanto, apenas os geradores de grande porte em regiões com vento abundante. Caso consigamos uma opção de conversão mais barata e flexível, teríamos geradores viáveis para utilização em velocidades de vento moderadas, beneficiando vários outros locais atualmente não utilizados. Assim, desejamos estudar uma opção mecânica para conversão de potência e sincronização, ou seja, a tecnologia CVT (Transmissão Continuamente Variável). Utilizando e adaptando para geradores eólicos a tecnologia CVT disponível no mercado, poderíamos permitir uma ampla variação de rotação do rotor (maior que 30%), manter uma rotação constante para entrada em um gerador síncrono comum e regular retardos ou avanços para sincronização. Desta forma seriam dispensados os complexos sistemas eletro-eletrônicos de conversão e sincronização, sendo necessário apenas um sistema de controle. Teríamos assim um equipamento com custos menores e maior flexibilidade operacional, permitindo uma melhor captação de energia com custos menores por kWh, viabilizando o uso em vários locais (AU)