Energia eólica
Energia eólica é a transformação da energia do vento em energia útil, tal como na utilização de aerogeradores para produzir eletricidade, moinhos de vento para produzir energia mecânica ou velas para impulsionar veleiros. A energia eólica, enquanto alternativa aos combustíveis fósseis, é renovável, está permanentemente disponível, pode ser produzida em qualquer região, é limpa, não produz gases de efeito de estufa durante a produção e requer menos terreno. O impacto ambiental é geralmente menos problemático do que o de outras fontes de energia.
Energia mecânica
A energia eólica tem sido aproveitada desde a antiguidade para mover os barcos impulsionados por velas ou para fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover as suas pás. Nos moinhos de vento a energia eólica era transformada em energia mecânica, utilizada na moagem de grãos ou para bombear água. Os moinhos foram usados para fabricação de farinhas e ainda para drenagem de canais, sobretudo nos Países Baixos. Ao longo de milhares de anos, a força do vento tem sido aproveitada de inúmeras formas, desde o impulso de veleiros e barcos à vela, até à ventilação natural de edifícios. A utilização do vento para produzir energia mecânica surgiu relativamente tarde na Antiguidade. A roda de vento do engenheiro grego Herão de Alexandria, concebida durante o século I d.C., é o mais antigo registro do uso de uma ferramenta destinada a captar a força do vento para alimentar uma máquina.
Energia elétrica
Em julho de 1887, James Blyth, um engenheiro escocês, construiu uma turbina com pás de tecido no jardim e aproveitou a eletricidade produzida para carregar acumuladores que usava para iluminar a sua casa. A sua experiência daria origem em 1891 a uma patente. No inverno de 1888, o inventor norte-americano Charles Francis Brush produziu eletricidade através de um gerador alimentado a energia eólica, que fornecia eletricidade à sua residência e laboratório. Na década de 1890, o inventor dinamarquês Poul la Cour construiu geradores eólicos para produzir eletricidade, que usava para produzir hidrogénio e oxigénio através de eletrólise, guardando uma mistura dos dois gases para usar como combustível. La Cour foi o primeiro a descobrir que turbinas que girassem a uma velocidade maior e com menos pás eram as mais eficientes para produzir eletricidade. Em 1904 fundou a Sociedade dos Eletricistas Eólicos.
O vento é o movimento de ar ao longo da superfície da Terra, sendo afetado por áreas de altas e baixas pressões atmosféricas. O sol não aquece a superfície de forma regular, dependendo de factores como o ângulo de incidência dos raios solares, que difere consoante a latitude e a hora, e se o solo é coberto ou não por vegetação. As grandes massas de água, como os oceanos, aquecem e arrefecem mais lentamente do que em terra. A energia em forma de calor absorvida pela superfície da Terra é transferida para a atmosfera e, uma vez que o ar aquecido é menos denso que o ar frio, sobe acima do ar arrefecido para formar áreas de elevada pressão atmosférica criando diferenciais de pressão. A rotação da Terra arrasta a atmosfera envolvente, o que provoca turbulência. É a conjugação de todos estes fenómenos que provoca a alteração constante do padrão de ventos. A quantidade total de potência que é em termos económicos é viável explorar a partir do vento é consideravelmente maior que o atual consumo humano de energia a partir de todas as fontes. O Instituto Max Planck apresentou uma estimativa da quantidade total de energia eólica que existe, concluindo que possam ser extraídos entre 18 e 68 TW. Uma outra estimativa, desta vez baseada em medições reais da velocidade do vento, concluiu que possa haver 1 700 TW de energia eólica a uma altitude de 100 m acima do mar e da terra. Destes, 72 a 170 TW poderiam ser extraídos de forma prática e economicamente competitiva. Os mesmos autores mais tarde estimaram ser de 80 TW. No entanto, a investigação na Universidade de Harvard estima uma média de 1 Watt/m² e uma capacidade de 2–10 MW/km² para parques eólicos de grande dimensão, sugerindo que estas estimativas de recursos eólicos totais a nível global estejam sobrestimadas por um factor de 4.
Produção de energia elétrica
"Basicamente a energia eólica é relacionada com a velocidade dos ventos. Logo, é muito importante o conhecimento do valor da velocidade dos ventos. A potência é diretamente proporcional com a velocidade dos ventos." Na atualidade utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores - grandes turbinas colocadas em lugares com muito vento. Essas turbinas têm a forma de um catavento ou um moinho que produz com o movimento da hélice um campo magnético na turbina. Esse movimento, através de um gerador, produz energia elétrica. Precisam agrupar-se em parques eólicos, concentrações de aerogeradores, necessários para que a produção de energia se torne rentável, mas podem ser usados isoladamente, para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão. É possível ainda a utilização de aerogeradores de baixa tensão quando se trata de requisitos limitados de energia elétrica.
Por país
Em 2012 a capacidade mundial de geração de energia elétrica através da energia eólica foi de aproximadamente 282 gigawatts (GW), o suficiente para abastecer as necessidades básicas de dois países como o Brasil(o Brasil gastou em média 70 gigawatts em janeiro de 2010). Para se ter uma ideia da magnitude da expansão desse tipo de energia no mundo, em 2008 a capacidade mundial foi de cerca de 120 GW e, em 2007, 59 GW. A capacidade de geração de energia eólica no Brasil vem aumentando ano a ano. Em 2008 era de 341 MW, em 2009 passou 606 MW, e em 2010 atingiu o valor de 920 MW. O Brasil responde por cerca da metade da capacidade instalada na América Latina, mas representa apenas 0,38% do total mundial.
Brasil
O Brasil possui grande potencial em energia eólica. Segundo a Associação Brasileira de Energia Eólica (ABEEólica), o território brasileiro tem capacidade para gerar até 522 gigawatts na modalidade onshore (em terra), sem contar as usinas eólicas que podem ser instaladas no mar. A capacidade eólica instalada vem crescendo em média 2 GW ao ano desde 2013: somou 2,2 GW em 2013, 4,8 GW em 2014, 7,6 GW em 2015, 10,1 GW em 2016, 12,3 GW em 2017, 14,8 GW em 2018, 15,4 GW em 2019 e 17,2 GW em 2020, o que representa cerca de 3,5% do potencial. A maior fonte de eletricidade do Brasil são as usinas hidrelétricas. Um estudo indica que o país poderia substituir a energia térmica pela energia eólica. Isso porque as usinas termoelétricas só são acionadas durante os períodos de seca, quando os rios ficam mais baixos e as hidrelétricas são insuficientes para produzir toda a energia consumida. Porém, é justamente nesse período que o regime de ventos no Nordeste é mais intenso.
De acordo com a BusinessGreen, o custo da energia feita por turbinas eólicas atingiu grau de paridade (ou seja, atingiu equivalência) com o custo da energia de fontes tradicionais em algumas áreas da Europa no meio da década de 2000 e nos Estados Unidos em torno do mesmo período. Já em 2010, a queda de preços continua a motivar o nivelado custo baixo e isso vem sugerindo um grau de paridade generalizado pela Europa e, além disso, também assim será nos Estados Unidos em torno de 2016, graças a uma esperada redução no capital de custo de aproximadamente 12%. De acordo com a PolitiFact, é difícil prever se a energia eólica seria viável nos Estados Unidos sem subsídios. A energia eólica é de capital intensivo, mas não possui custos de combustível. O preço da energia eólica é, portanto, muito mais estável do que os preços voláteis dos combustíveis fósseis. O custo marginal da energia eólica, após a construção da estação, é usualmente menos que 1 cent (0,042 centavos de real) por kW/h.
O impacto ambiental da energia eólica quando comparado ao dos combustíveis fósseis é relativamente pequeno. De acordo com o Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), nas avaliações do potencial de aquecimento global do ciclo de vida das fontes de energia, as turbinas eólicas têm um valor médio entre 12 e 11 (gCO2eq/kWh) dependendo se estão sendo avaliadas as turbinas terrestres ou as marítimas. Quando comparadas com outras fontes de energias renováveis, as turbinas eólicas possuem um dos menores potencial de aquecimento global por unidade de energia elétrica gerada. Fazendas de turbinas terrestres causam um impacto visual significativo, além de um impacto na paisagem. Suas redes de turbinas, estradas de acesso, linhas de transmissão e sub-estações podem resultar em um "alastramento da energia". Nesse tipo de estações, tipicamente se tem a necessidade de cobrir mais terra e de se espalhar mais que em estações de outras energias. Para suprir a demanda energética de uma cidade somente com energia eólica, seria necessário construir fazendas eólicas maiores que a própria cidade. Na maioria das vezes, se precisa construí-las em áreas rurais, o que pode acarretar em uma "industrialização do campo" e perda de habitat. Um relatório do Conselho de Montanhismo Escocês concluiu que as fazendas eólicas trazem um impacto negativo no turismo de áreas conhecidas por sua paisagem natural e visões panorâmicas. Entretanto, as terras entre as turbinas e estradas podem ser utilizadas para agricultura.
