Contextualização

Bem-vindos ao incrível mundo da energia renovável! Em particular, abordaremos os "Fundamentos da Energia Eólica". Vocês já pararam para pensar em como o vento pode gerar energia elétrica? Ou até mesmo a quantidade de energia que uma única turbina eólica pode produzir? Este projeto explora os princípios fundamentais da energia eólica e a importância de utilizar fontes de energia sustentáveis no nosso dia a dia.

A energia eólica é uma forma de energia renovável que usa a força do vento para gerar eletricidade. Tudo se baseia em um conceito muito simples: o vento gira as hélices de uma turbina, que então gira um gerador para criar eletricidade. Esse processo não produz emissões de gases de efeito estufa, o que torna a energia eólica uma opção atraente e ecológica para a geração de energia.

Agora, vamos nos aprofundar um pouco mais na ciência por trás disso. A energia eólica, na verdade, está aproveitando a energia cinética do vento. A energia cinética é a energia que um objeto possui devido ao seu movimento. Então, na energia eólica, essa energia cinética do movimento do vento é convertida em energia mecânica quando as pás da turbina giram e, finalmente, transformada em energia elétrica pelo gerador.

Importância da Energia Eólica

A utilização de energia eólica tem uma importância vital nos dias de hoje. Primeiro, temos a questão ambiental. Uma vez que a energia eólica não emite gases de efeito estufa ao gerar eletricidade, ela tem um impacto muito menor sobre o aquecimento global quando comparada às fontes de energia tradicionais, como o carvão ou o gás natural.

Porém, a importância da energia eólica não se limita apenas a questões ambientais. Economicamente falando, a energia eólica é muito competitiva. Após o custo inicial de instalação das turbinas eólicas, os custos operacionais são bastante baixos, uma vez que o vento é uma fonte de energia gratuita e infinita.

O desenvolvimento de fazendas eólicas também pode trazer benefícios econômicos para as comunidades locais, incluindo a criação de empregos e o aumento da receita.

Materiais Extras

Para ajudar a aprimorar ainda mais seu conhecimento sobre a energia eólica, sugiro que assistam ao vídeo "Como funciona a energia eólica?" [(link)] do canal de YouTube Crash Course. Também recomendamos que leiam o relatório "Renewable Power Generation Costs in 2019" [(link)] do International Renewable Energy Agency, ele oferece uma visão detalhada dos custos associados à geração de energia renovável, incluindo a energia eólica. Para uma visão mais aprofundada sobre esse tema, vocês podem consultar o livro "Wind Energy Explained: Theory, Design and Application" de Manwell et al.

Agora que vocês já estão por dentro da energia eólica, está na hora de começar o projeto. Com muita criatividade, trabalho em equipe e dedicação, vamos explorar ainda mais os fundamentos da energia eólica.

Atividade Prática

Construção de um Modelo de Turbina Eólica

Objetivo do Projeto

Ao longo deste projeto, os grupos deverão construir um modelo de turbina eólica simples, testá-lo e analisar seu funcionamento. Essa atividade permitirá que você compreenda os princípios fundamentais da energia eólica e como os ventos podem ser usados para gerar eletricidade. Além de aprender mais sobre as habilidades técnicas, você também praticará habilidades socioemocionais, como trabalho em equipe, gerenciamento de tempo e solução de problemas.

Materiais Necessários

1. Papel cartão
2. Tubo de papel higiênico
3. Palitos de churrasco
4. Fita adesiva
5. Rolamento (pode ser encontrado em lojas de artigos para bicicletas ou skate)
6. Ventilador (para simular o vento)
7. Multímetro (para medir a voltagem)
8. Pequeno motor elétrico DC (pode ser encontrado em lojas de eletrônicos ou retirado de brinquedos velhos)

Descrição detalhada do Projeto

Neste projeto, a tarefa de cada grupo é construir um modelo simples de turbina eólica utilizando os materiais sugeridos. A turbina será testada utilizando um ventilador para simular as condições de vento. O objetivo é fazer com que a turbina que vocês projetarem seja capaz de gerar a maior quantidade de voltagem possível, medida em milivolts (mV), usando um multímetro.

Passo a passo detalhado para a realização da atividade

1. Primeiro, cada membro do grupo deve pesquisar sobre o design e a estrutura das turbinas eólicas e trazer ideias para o grupo sobre como construir o modelo.
2. A seguir, o grupo deve discutir e decidir sobre o melhor design para a turbina. A escolha do design deve levar em consideração a eficiência na conversão da energia eólica em energia elétrica.
3. Usando papel cartão, construam as pás da turbina. As pás podem ser fixadas ao palito de churrasco que servirá de eixo.
4. A seguir, o eixo deve ser preso ao pequeno motor DC, usando fita adesiva. O eixo deve ser fixado de forma que, quando as pás giram devido ao vento, o eixo gire junto. Isso fará com que a energia mecânica seja convertida em energia elétrica pelo motor.
5. O próximo passo é montar a estrutura da turbina usando os tubos de papel. O eixo da turbina deve ser preso à estrutura de tal forma que permita a liberdade de movimento para girar.
6. Colocar o rolamento no tubo de papel higiênico para que o eixo da turbina possa girar livremente.
7. Finalmente, o multímetro deve ser conectado ao motor. Ao girar a turbina, o multímetro deve mostrar a voltagem gerada pelo motor.

Entregas do Projeto

O projeto deve resultar em duas entregas principais:

1. Modelo da Turbina Eólica: O modelo real da turbina eólica construído pelo grupo.

2. Relatório Escrito do Projeto: Após a conclusão da parte prática do projeto, vocês devem escrever um relatório descrevendo todo o processo. O relatório deve seguir o seguinte formato:

   • Introdução: Nessa seção, contextualizem o tema, discutam sua relevância no mundo real e expliquem o objetivo do projeto. Vocês também devem apresentar o design escolhido para a turbina e por que o escolheram.

   • Desenvolvimento: Aqui, explicitem a teoria por trás da energia eólica, as estratégias de projeto e construção da turbina eólica utilizadas, os métodos de teste do modelo e os dados coletados (quantidade de voltagem gerada). Idealmente, vocês devem incluir fotos ou ilustrações do modelo construído nesta seção.

   • Conclusão: Nesta parte, façam uma revisão do projeto e das principais descobertas feitas no decorrer do trabalho. Observem o que funcionou bem e quais aspectos poderiam ser melhorados em futuras iterações do projeto. Analisem se os objetivos do projeto foram alcançados.

   • Bibliografia: Listem todos os recursos que usaram para ajudar no projeto - livros, sites, vídeos, etc.