Ensaio de aterramento de aerogeradores: sistema de proteção contra descarga atmosféricas em parques eólicos.
O uso do vento como fonte de energia é antigo. A tecnologia amadureceu e hoje não fornece mais energia mecânica, mas gera eletricidade.

O vento dirige lâminas gigantes de até 90m de comprimento para girar um eixo conectado a uma turbina que pode gerar megawatts de energia. Eles devem ficar a uma distância de outro objeto alto para poder pegar o máximo de vento possível.

Sua altura e localização preferida os tornam para-raios gigantes.
Existem duas opções para o projeto de uma turbina eólica: o tipo mais comum com eixo horizontal e lâminas verticais que proporcionam maior eficiência, e o tipo com eixo vertical, que fornece maior confiabilidade e manutenção mais fácil com acesso a peças vitais ao nível do solo.

Este último é mais comumente usado para operações de pequena escala ou privadas, o que mantém menor e menos propenso a raios.

O design com eixo horizontal coloca os componentes principais, o rotor com lâminas e o gerador no ar. Uma matriz de sensores gira as lâminas em direção ao vento.

É comum usar uma caixa de velocidades, uma transmissão continuamente variável ou um acionamento de velocidade ajustável, para mudar a rotação lenta das lâminas para velocidades mais altas mais adequadas para dirigir um gerador do que usar um gerador adequado para velocidades mais lentas.

As variantes comerciais geralmente têm um rotor com três lâminas, o que oferece ondulação de baixo torque e boa confiabilidade.

Os projetos de eixos verticais são mais adequados para empreendimentos menores ou privados. O rotor não precisa apontar para o vento para ser eficaz e o eixo pode ser levado ao solo antes de entrar no gerador, facilitando a manutenção.

No entanto, menor rendimento de energia ao longo do tempo é uma grande desvantagem, juntamente com algumas considerações mecânicas. Isso é até certo ponto aliviado se a turbina for colocada em um telhado, onde pode redirecionar o vento do telhado e até dobrar a velocidade de rotação.
 

Medições

As turbinas em escala industrial são protegidas com vários sistemas. A proteção básica é feita por uma malha de aterramento. O primeiro ensaios neste tipo de avaliação é a medição da resistência de aterramento.

O método mais simples é conectar eletrodos auxiliares em forma de um triângulo equilátero. Sendo a distância “D” 5 vezes maior que a diagonal da malha “E”.

Isto garante uma medição fora das áreas de influência. Porém para este método o aerogerador deve estar com o terra desconectado do sistema, ou seja, o cabo guarda ou “mensageiro” das LD’s deve ser desconectado.

Porém este método nos permite analisar o sistema de aterramento no domínio da frequência. Estudando seu comportamento em 60Hz (perante uma falta) e a 15Hz (frequência característica de uma descarga atmosférica).

Caso não seja possível a desconexão dos cabo guarda das LD’s, o método de 25KHz pode ser levando em consideração, desde que atendido os critérios citados em nosso outro blog.

Às vezes, a construção metálica da torre é usada como parte do sistema condutor. Para uma proteção mais completa, também é necessário um sistema bem coordenado de protetores contra surtos. Normalmente, há pelo menos dois em paralelo.

Qualquer um pode ser multiplicado se considerado necessário. As instruções de coordenação e instalação são preparadas pelo fabricante. Depende das curvas de I/U e das respostas de tempo de todos os protetores usados.

A Cezário engenharia possui equipamento para teste de protetores de surtos.

A continuidade do condutores e estrutura também é testada usando microohmímetros. A Cezário possui cabos longos disponíveis como acessório para alcançar as extremidades das pás. Espera-se alguma queda de corrente devido à resistência dos cabos de medição.

Os instrumentos devem gerenciar o teste em conexão de 4 fios e gerar alguns Ampères de corrente de teste ao usar cabos originais de 100m de comprimento – o valor final da corrente também depende da resistência medida. O método de medição Kelvin (4 fios) elimina automaticamente a resistência dos fios de teste do resultado.

Estes ensaios não se encerram por aí, outros ensaios são aplicados como métodos de medição sobre equalização potencial, resistência à terra e tensões de passo/contato. Todos este importantes para avaliação de risco quanto a segurança contra raios.