Anemometers and Windvanes in action!
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Anem̂ometros para Testes de Turbinas Éolicas e para Avalia̧c̃ao de Parques Éolicos    
(anemometer)  Vector Instruments tem mais de 35 anos de experîencia na fabrica̧ãco e desenvolvimento de sensores de vento e tem um hist́orico comprovado de precis̃co e confiabilidade de seus instrumentos; algo que ́e vital para a previs̃ao de retorno do investimento para a ind́́ustria de gera̧c̃ao de energia éolica.

Para a avalia̧c̃ao de potenciais e posśiveis parques éolicos (ou usinas éolicas), ou mesmo durante a realiza̧c̃ao de testes de turbinas éolicas, ́e necesśario o uso de anem̂ometros de copos que j́a passaram por ińumeros ensaios e testes de desempenho. Com isto, ́e posśivel obter os melhores resultados em situa̧c̃oes cliḿaticas reais, as quais consideram as condi̧c̃oes mais varíaveis do vento, como turbul̂encias.

Anem̂ometros de copos desenvolvidos para aplica̧c̃oes meteoroĺogicas, em geral, ñao s̃ao suficientemente precisos, mesmo quando eles s̃ao categorizados como 1% de precis̃ao. Essa precis̃ao śo se aplica ̀as condi̧c̃oes "ideais" em tuneis de vento, e assim sendo, os anem̂ometros ñao atingem esse ńivel de desempenho em condi̧c̃oes reais de turbul̂encia.

A ind́ustria tem mostrado que anem̂ometros ŝonicos s̃ao dif́iceis de serem calibrados e, desta forma, podem ñao fornecer uma medida precisa da velocidade ḿedia do vento. Semelhantemente, a resposta diñamica dos anem̂ometros de h́elice nas condi̧c̃oes existentes de turbul̂encia em muitos locais potenciais para parques éolicos (ou usinas éolicas) tamb́em ñao oferece medi̧c̃oes suficientemente acuradas da velocidade ḿedia do vento.

Em contrapartida, os anem̂ometros de copos da Śerie A100 s̃ao precisos o suficiente para as aplica̧c̃oes mais exigentes.

Geralmente, a constru̧c̃ao e manuteņc̃ao de parques éolicos demandam grandes investimentos financeiros; desta forma para o estudo de viabilidade destes parques, ́e essencial analisar e prever, de forma precisa, a prov́avel capacidade de gera̧c̃ao de energia éolica deles. A energia dispońivel a partir do vento ́e proporcional ao CUBO da velocidade ḿedia do vento. Sendo assim, todo e qualquer erro na medi̧c̃ao das condi̧c̃oes ḿedias de vento ser̃ao ampliados, o que acarretaŕa tamb́em em valores errados em quaisquer estimativas/previs̃oes do potencial de gera̧c̃ao de energia éolica do parque éolico.

Todos os fabricantes de turbinas éolicas testam seus produtos para fornecer "as curvas de pot̂encia versus a velocidade do vento" (i.e., "curvas de desempenho"). Ao longo dos anos, eles descobriram que os seus resultados podem variar muito, a menos que se usem anem̂ometros de copos que t̂em caracteŕisticas espećificas de desempenho bem definidas. V́arios projetos de pesquisa com financiamento ṕublico t̂em sido realizados (e.g., CLASSCUP, ACCUWIND etc.); e seus resultados acabaram fomentando o desenvolvimento e aperfei̧coamento da norma internacional IEC 61400-12-1 que especifica essas caracteŕisticas e crit́erios de desempenho dos anem̂ometros de copos, bem como os detalhes do projeto do mastro/torre e requisitos para montagem dos anem̂ometros. Portanto, ́e correto afirmar que os mesmos requisitos de desempenho para a alta precis̃ao dos anem̂ometros, bem como sua qualidade e montagem aplicam-se a coleta de informa̧c̃oes de vento para locais propostos para as turbinas, pois estas medidas (e erros) ser̃ao combinadas com as mencionadas "curvas de desempenho" para poder prever o prov́avel potencial de gera̧c̃ao de energia éolica pelo parque éolico.

IEC 61400-12-1, CLASSCUP e ACCUWIND trazem "figuras de classifica̧c̃ao" para o desempenho dos anem̂ometros. Essas figuras servem como uma refer̂encia para se estimar a probabilidade global da precis̃ao das medi̧c̃oes das condi̧c̃oes ḿedias de vento obtidas quando se usa um tipo espećifico de anem̂ometro. Segundo essas figuras de classifica̧c̃ao, os anem̂ometros com valores pequenos apresentam os melhores resultados. Um anem̂ometro de copos "perfeito", por exemplo, teria uma classifica̧c̃ao de 0,0. Contudo, atualmente os melhores anem̂ometros de copos dispońiveis t̂em valores que variam entre 0,5 e 5,0, dependendo, ́e claro, de uma śeria de par̃ametros, tais como: localiza̧c̃ao do terreno; condi̧c̃oes ambientais; turbul̂encia e temperatura. Determinar o valor de classifica̧c̃ao para um anem̂ometro ́e uma tarefa dif́icil, porque envolve medi̧c̃oes demoradas de suas propriedades tanto no campo como em t́uneis de vento; aĺem de v́arios outros ćalculos feitos depois dessas medi̧c̃oes.

Para a comum "Defini̧c̃ao horizontal" da velocidade do vento, uma boa "resposta cosseno" para fora eixo dos ventos que ́e essencial para a obteņc̃ao de uma boa figura de classifica̧c̃ao. Os anem̂ometros de copos da Śerie A100 da Vector Instruments ́e um dos poucos anem̂ometros que se enquadram nesta classifica̧c̃ao. Em alguns dos locais montanhosos onde muitos parques éolicos podem se situar, muitas vezes as turbinas s̃ao instaladas no topo (ou pŕoximas) de uma colina/cume, portanto ficando significantemente fora do eixo dos ventos/turbul̂encia. A maioria dos anem̂ometros de copos de outros fabricantes tem uma resposta plana para fora do eixo dos ventos ou uma muito alta em casos de grandes oscila̧c̃oes dos ventos, resultando assim num ńumero de classifica̧c̃ao deficiente. Como conseqûencia, esses anem̂ometros ṽao produzir medi̧c̃oes inferiores nestas situa̧c̃oes em compara̧c̃ao com o os anem̂ometros de copos da Śerie A100.

Muitos parques éolicos potenciais possivelmente s̃ao classifićaveis como de "condi̧c̃oes Classe B" onde h́a probabilidade de ter turbul̂encia significativa

(e.g., páis montanhoso, ou ́areas com ́arvores/arbustos/edif́icios etc. que podem interferir no fluxo de ar). Apenas os anem̂ometros bem desenvolvidos (nenhum dos anem̂ometros de copos de baixo padr̃ao) podem ter bom desempenho nessas condi̧c̃oes e alcaņcar ńumeros B aceitavelmente baixos de classe. O recente relat́orio ACCUWIND independente inclui uma avalia̧c̃ao de cinco anem̂ometros de copos. Os resultados desse relat́orio mostram que os anem̂ometros da Śerie A100 est̃ao entre um grupo de tr̂es que realizam de forma semelhante, e significativamente melhor do que os outros nas mais ́arduas condi̧c̃oes de "Classe B" suscept́iveis de serem encontradas em muitos potenciais parques éolicos. Dentre este "grupo de tr̂es anem̂ometros", o anem̂ometro de copos da śerie A100 se consolidou como um anem̂ometro de alta precis̃ao e qualidade em virtude de seu ́otimo desempenho na avalia̧c̃ao de ventos; e ́e o ́unico tipo de anem̂ometro que tem sido utilizado em larga escala por todo o mundo ao longo desses anos.

Os anem̂ometros da Śerie A100 s̃ao tamb́em conhecidos como "Anem̂ometros Porton". O anem̂ometro Porton foi desenvolvido pela primeira vez para estudos de difus̃ao atmosf́erica na d́ecada de 1960; mais especificamente para a medi̧c̃ao exata de ar turbulento perto do solo. A geometria b́asica permanece inalterada, enquanto a evolu̧c̃ao ao longo dos anos resultou em uma faixa confíavel e verśatil de instrumentos. O anem̂ometro de copos da śerie A100 alcaņca "Classe 1.0" de desempenho sob certas condi̧c̃oes especiais (e.g., condi̧c̃oes de "Classe S"; consulte o documento de certifica̧c̃ao independente que est́a dispońivel detalhando isso), no entanto, a śerie A100 tamb́em funciona bem no padr̃ao de condi̧c̃oes "Classe A" e "Classe B". ACCUWIND indica que a śerie A100 pode ser classificada como 1,8 para condi̧c̃oes "Classe A" e 4,5 para condi̧c̃oes "Classe B" e est́a entre os melhores (ou seja, "Classe 1.8A" e "Classe 4.5B").

Confiabilidade e consist̂encia das calibra̧c̃oes da śerie A100 s̃ao garantidas atrav́es de:

Cada śerie A100 de anem̂ometro (copos rotores) ́e testada como uma pŕatica padr̃ao em nosso t́unel de vento pŕoprio, com verifica̧c̃oes regulares da consist̂encia, tendo como base calibra̧c̃oes precisas realizadas em outros t́uneis de vento respeit́aveis;

Os anem̂ometros da śerie A100 (e seus copos rotores) foram mostrados por pesquisas independentes para manter a sua calibra̧c̃ao e produzir medidas consistentes por peŕiodos prolongados;

Calibra̧c̃oes MEASNET individuais s̃ao rotineiramente realizadas em v́arios t́uneis de vento no grupo MEASNET grupo, conforme indicado no IEC61400-12-1.

A obteņc̃ao de uma calibra̧c̃ao MEASNET individual para um anem̂ometro de copos ́e agora considerado na ind́ustria como sendo essencial, se o anem̂ometro for ser usado para as medi̧c̃oes locais de parques éolicos (ou para o teste de desempenho da turbina de energia). Por v́arios anos, o grupo MEASNET de t́uneis de vento independentes desenvolveram um procedimento de teste e procedimento "round-robin" de verifica̧c̃ao para garantir que as calibra̧c̃oes dos Anem̂ometros de copos possam ser feitas com precis̃ao, produzindo resultados consistentes em todos os t́uneis de vento dentro do grupo MEASNET. As calibra̧c̃oes MEASNET s̃ao diretamente rastréaveis a padr̃oes internacionais b́asicos, ao inv́es de serem apenas "rastréaveis" a outro t́unel de vento ou anem̂ometro padr̃ao. O procedimento MEASNET est́a em linha com os requisitos de calibra̧c̃ao de padr̃ao internacional IEC61400-12-1 mencionado anteriormente, e IEC 17025.

Inicialmente, o uso de anem̂ometros de copos de alta qualidade e desempenho pode parecer caro, contudo, de fato, ñao acrescenta muito para o custo total de instala̧c̃ao de uma esta̧c̃ao meteoroĺogica completa (Met Mast) ou de medi̧c̃oes simples do vento, quando comparado com o uso de anem̂ometros inferiores. O uso de anem̂ometros de copos de alto desempenho aumenta significativamente a confiaņca nos dados referentes ̀as condi̧c̃oes ḿedias do vento. Tais informa̧c̃oes s̃ao de suma import̃ancia para parques éolicos no que tange quaisquer estimativas de suas capacidades de gera̧c̃ao de energia. O custo dos sensores de vento de alto desempenho (i.e., alta precis̃ao e qualidade), em si, geralmente representa uma percentagem relativamente pequena em rela̧c̃ao ao custo total de um projeto de avalia̧c̃ao de vento, quando os custos de mastros, dataloggers, instala̧c̃ao, manuteņc̃ao e ańalise de dados s̃ao levadas em conta. Por isso acreditamos que a śerie A100 de anem̂ometros de copos ́e a melhor escolha para estas aplica̧c̃oes.

Para estas aplica̧c̃oes, recomenda-se que o circuito PC3 Anti-Surge seja especificado para os anem̂ometros da Śeries A100L2 e A100LK/A100LM. Apesar de ele ñao poder proteger contra um raio direto, ele reduz a incid̂encia de falha devido ̀a queda de raios pŕoximos ou surtos de fontes como descarga est́atica ou tens̃oes induzidas a partir de cabos de energia.

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