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domingo, 6 de junho de 2010

Projeto Integrador - Energia eólica a partir do eletromagnetismo.

O Projeto a seguir faz parte da avaliação da disciplina de Sociedade e Tecnologia, tendo como professora Juliana Moura, sobre um projeto desenvolvido pelos alunos do terceiro semestre da Universidade Jorge Amado de Engenharia Sanitária e Ambiental. Espero que gostem, apesar de ser bem extenso. E para quem achar muito grande eu garanto que a próxima postagem não será sobre o projeto, mas eu tinha que postar aqui para ser avaliado. Att.



Centro Universitário Jorge Amado

Engenharia Sanitária e Ambiental

3º semestre


Alunos: Antonio Vieira         
Camilla Trigo           
Fernanda Canário    
Greiciele Santana     
Josi Carla                
Luiz Guilherme        
Rebecca Bahia        
Rodrigo Santos        

 Projeto :


Transformação de energia eólica em elétrica por eletromagnetismo


Tópicos a serem abordados:


-O que é eletromagnetismo
-Curiosidade
-Energia eólica
-Energia eólica no mundo
-Justificativa da elaboração do trabalho
-Recursos materiais e financeiros
-Etapas
-Funcionamento
-Cálculos
-Conclusão
-Referências


Sobre o Eletromagnetismo:



     Eletromagnetismo é o nome da teoria unificada desenvolvida por James Maxwell para explicar a relação entre a eletricidade e o magnetismo. Esta teoria baseia-se no conceito de campo eletromagnético.
     Onde o Campo magnético resultado do movimento de cargas elétricas fenômeno conhecido por indução eletromagnética, mecanismo utilizado em geradores elétricos, motores e transformadores de tensão). A luz,por exemplo, é uma propagação de uma perturbação eletromagnética .



Curiosidade:


“O vocábulo magnetismo é devido a uma região chamada Magnésia, localizada na Turquia, local em que essas pedras foram encontradas. Quando suspensas por seus centros de massa, tais pedras orientavam-se sempre no sentido norte-sul. Eram construídas de óxido de ferro e denominadas magnéticas. Atualmente, recebem o nome genérico de ímã natural. Só mais tarde descobriu-se a possibilidade de fabricar ímãs artificiais. “ Fonte: Colégio Web.


Energia Eólica:





- O termo eólico vem do latim aeolicus, pertencente ou relativo a Éolo, Deus dos ventos na mitologia grega e, portanto, pertencente ou relativo ao vento.
- Usada desde a antiguidade para mover os barcos impulsionados por velas ou para fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover as suas pás.
- Na atualidade, energia eólica para mover aerogeradores.
- Um aerogerador é um dispositivo que aproveita a energia eólica e a converte em energia elétrica.


A Energia Eólica no Mundo:


- Os EUA lideram o ranking dos países que mais produzem energia através de fonte eólica.
- Na Dinamarca esta representa 23% da produção, 6% na Alemanha e cerca de 8% em Portugal e na Espanha (2007)
- A capacidade de geração de energia eólica no Brasil em 2009 aumentou de 77,7% em relação ao ano anterior.
- O custo da geração de energia eólica tem caído rapidamente nos últimos anos.
- A energia eólica pode ser considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia, principalmente porque é renovável, ou seja, não se esgota, limpa, amplamente distribuída globalmente e, se utilizada para substituir fontes de combustíveis fósseis.


Justificativa da elaboração do trabalho:


A escolha do projeto integrador ser de um gerador de energia através da força eólica se deu pelo fato de unir o nosso projeto ao curso de nossa escolha, Engenharia Ambiental e Sanitária, combinando as vantagens da energia eólica produzida pela força do vento, baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando além de ser uma energia ecologicamente correta. Com a conscientização de uma produção de energia a qual é renovável e sustentável. Elaboramos o projeto com construção simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptação às cargas elétricas das mais diversas formas e melhores rendimentos.


Recursos Materiais e Financeiros:

Nossos recursos foram na maior parte objetos que tinhamos em casa ou na própria faculdade, fazendo assim um trabalho mais sustentável, pois reutilizou materiais. E na perte financeira também nós permitiu mais, já que não saiu caro como poderia ter saído.


- Uma bateria recarregável - 13,00
- Maderite (69x100cm) * - sem custo
- Papelão* – sem custo
- Tintas – 22,00 reais
- Areia colorida* – sem custo
- Banner – 40,00 reais
- Cola* - sem custo
- Hélice* - sem custo
- Dínamo* sem custo
- Suportes* - sem custos
- Carrinhos - 1,20 reais

Num total de R$ 76,20


*materiais reutilizados ou encontrados em casa.


Etapas de elaboração do projeto:


1º Passo: Reunimos equipamentos e materiais necessários na utilização do processo de construção do gerador de energia elétrica pela força dos ventos e maquete descrito passo-a-passo abaixo:


Protótipo:


-1º passo: Seleção de materiais para montagem do circuito: Leds, fios, hélice, bateria,dínamo
-2º passo: Escolha do dimano para fonte geradora de energia
-3° passo: Modificação do dispositivo de ar condicionado reprojetando-o para ele trabalhar com funcionamento de um dínamo
-4º passo : Acoplar a hélice ao dínamo reprojetado.
-5° passo: Medição de tensão do dínamo (testes do prototipo)
-6° passo: instalação dos leds aos fios interligados aos postes
-7° passo: Uso do aspirador de pó como força eólica para teste final da geração de energia


Maquete:


-1º passo: Escolha do maderite (100X69 cm) para fazer a base.
-2º passo : Demarcar espaços para desenho e introdução dos objetos:
-3° passo : Pintura da pista
-4° passo: Corte e pintura de papelão para construção das casas e guarita de vigilância.
-5° passo: Construção das árvores com frasco de desodorante roll-on e pantufa.
-6° passo: Colagem das casas, guarita e árvore no local já demarcado.
-7° passo: Colagem de areia colorida (verde e azul) para grama e lago.
-8° passo: Colagem do pó de serra.
-9° passo: Colagem de pedrinhas verdes.


PASSO FINAL: União do protótipo com a maquete .




Funcionamento :


     Quando o dínamo está em contato com a hélice, o seu movimento de rotação é transferido para o eixo do dínamo pelo contato com a força do vento. Como o ímã é fixado ao eixo, ele fica girando tendo as bobinas ao seu redor. O fato da lâmpada dos leds acender está associado a esse movimento.
     No dínamo não há contato físico entre o ímã e as bobinas, entretanto, elas se influenciam mutuamente. Neste caso é o campo magnético, no qual as bobinas estão imersas, deste modo, por meio do campo magnético as partes fixa e móvel do dínamo podem se relacionar. Mas isso não é tudo, porque apenas a presença do ímã no interior do dínamo não é suficiente para acender a lâmpada. Isso pode ser compreendido usando-se o princípio da conservação da energia. Quando a lâmpada está acesa, ela irradia continuamente energia luminosa e térmica para o meio, no entanto o acendimento da lâmpada não pode ser causado apenas pela presença do ímã em repouso, isso significa que a energia estaria sendo gerada do interior desse ímã, o que sugere que ele deveria ter um certo desgaste com o passar do tempo, entretanto, ímãs não se "gastam", ao contrário das baterias.
     E é ai que entra a força do vento, que tem que fazer girar o eixo do dínamo para acender os leds contidos no projeto. De acordo com o princípio da conservação de energia, o fluxo contínuo de energia luminosa e térmica para fora do sistema não pode ser causado por algo que não muda ao longo do tempo. Em outras palavras, não há como o ímã parado possa gerar energia, continuamente, para a lâmpada, é preciso que essa energia mecânica gerada na hélice pelo vento seja transformada em energia elétrica através do dínamo.
     O campo magnético de um ímã parado varia de ponto para ponto do espaço, mas em cada um desses pontos ele permanece constante no tempo. Quando o ímã gira, como acontece com a parte móvel do dínamo o campo magnético varia no espaço ao redor dele. Essa variação gera um campo elétrico produzindo uma corrente elétrica que é percebida com o acendimento do led.
      O funcionamento do dínamo ilustra um caso particular de uma das quatro leis gerais do Eletromagnetismo: a lei de Faraday, segundo a qual uma corrente elétrica é gerada num circuito fechado sempre que houver uma variação de um campo magnético nessa região.




Valores do projeto calculados:

 
Corrente*


I= V/R
I= 0,8 A


*Medida com amperímetro

Tensão*


V= R.I

V=42,5. 0,8
V=34v


*Medido com voltímetro

Potência



P= I².V
P= (0,8)².34
P=21,76W


Lei de OHM


R=U/ I
R= 42,5 OHM

Obs: Sendo V: tensão    R: resistência   I: corrente



Conclusão:


Desta maneira o projeto- tendo como assunto central a abordagem do eletromagnetismo - que o nosso grupo fez, foi preocupado em mostrar algo diferente e diversificado , elaborando desta maneira um protótipo de geração eólica, abordando o seu funcionamento e acima de tudo a sua importância como forma de geração de energia nos dias atuais, já que o mundo vem passando por grandes questões energéticas, principalmente pela demanda de poucas formas sustentáveis da mesma. O projeto também foi muito importante para nós, alunos, aumentarmos o nosso conhecimento na área da física, e nas questões abordadas, nos tornando profissionais e estudantes mais capacitados.

Mais fotos do trabalho em execução:







Referências :

http://fisica.cdcc.sc.usp.br/olimpiadas/01/artigo1/fontes_eletrica.html
http://www.infoescola.com/energia/armazenamento-da-energia-eletrica-energia-eolica/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_e%C3%B3lica
http://www.al.rs.gov.br/download/Subenergia_Eolica/RF_energia_eolica.pdf
http://www.dee.feis.unesp.br/usinaecoeletrica/eolica/aspectos.htm



Obrigado Pela Atenção !