Um aerogerador moderno é uma maravilha da engenharia, concebido para aproveitar o poder do vento com precisão e eficiência. Mas tão importante quanto capturar energia é a capacidade de a controlar e, quando necessário, trazer a estrutura massiva a uma paragem segura e completa. Este controlo é obtido através de uma interação sofisticada de três sistemas distintos: yaw, pitch e travagem do rotor.

Embora todos envolvam “travagem” de algum modo, cumprem funções muito diferentes—tal como a direção, travões de serviço e o travão de mão de emergência num carro. Compreender o papel de cada um é fundamental para apreciar a segurança e a estratégia operacional de uma turbina eólica.

1. O Sistema de Yaw: Direcionar a Turbina

Propósito: O trabalho do sistema de yaw não é parar as lâminas, mas orientar toda a nacela (a casa principal) de modo que o rotor esteja sempre virado diretamente para o vento. Isso maximiza a captura de energia e minimiza cargas prejudiciais fora do eixo na estrutura.

Como Funciona: A nacela assenta num grande rolamento de anel no topo da torre. Uma série de motores elétricos ou hidráulicos, os “eixos de yaw”, dão a volta à nacela. Os Travas de Yaw são um conjunto de travões de pinça hidráulicos, fortemente aplicados por mola e libertados por pressão hidráulica, que se prendem a um grande disco ou anel de yaw.

  • Durante a Operação: As travagens de leme são usadas para manter a nacela firmemente no lugar assim que está alinhada com o vento. São frequentemente aplicadas e libertadas num modo de “frenagem deslizante” para permitir pequenos ajustamentos controlados e para amortecer vibrações estruturais.
  • Função: Pense nele como o “freio de mão” para a direção da turbina.

A Tecnologia: Os travões de yaw devem fornecer um torque de contenção extremamente alto e ser incrivelmente fiáveis. É por isso que travões de mola-aplicada, em pinça hidráulica como os nossos SH Series Fail-Safe Brakes são o padrão da indústria. Oferecem o enorme torque estático necessário para resistir à força de viragem do vento e a segurança de falha ao serem acionados por defeito.

2. Controlo de Pitch: O Método Primário de Controlo de Velocidade & Travagem

Propósito: O sistema de controlo de pitch é o método principal e mais elegante da turbina para controlar a velocidade do rotor e a potência de saída. É também a primeira linha de defesa num paragem de emergência.

Como Funciona: Cada Pá está ligada ao cubo através de um rolamento que lhe permite girar ao longo do seu eixo longo. Esta rotação é chamada de “pitch”. Um sistema de controlo de pitch hidráulico ou eléctrico pode alterar instantaneamente o ângulo de ataque de todas as três pás de forma simultânea.

  • Durante a Operação: O sistema faz microajustes ao ângulo de pitch das pás para manter uma velocidade constante do rotor e uma potência de saída estável assim que a velocidade do vento excede o limite nominal da turbina.
  • Durante o Desligamento: Para parar a turbina, as pás são “afastadas” — posicionadas 90 graus afastadas do vento. Isto elimina imediatamente a sustentação aerodinâmica, fazendo com que o rotor reduza a sua velocidade de forma dramática e segura. Este é o método principal de travagem tanto para desligamentos normais como de emergência.

Função: Este é o equivalente aos travões de serviço principais de um carro, usando aerodinâmica em vez de atrito.

3. O Travão do Rotor: O Fim de Segurança Definitivo

Propósito: Se o controlo de pitch é o travão de serviço, o Travão do Rotor é o travão de improviso definitivo de emergência e o travão de estacionamento. As suas funções primárias são trazer o rotor a uma paragem completa após ter sido desacelerado pelo sistema de pitching e bloqueá-lo de forma segura para manutenção.

Como Funciona: O travão do rotor é um enorme travão de disco, muito semelhante por princípio ao travão de yaw. Normalmente está localizado no eixo de alta velocidade da caixa de velocidades (entre a caixa de velocidades e o gerador).

  • Durante a Paragem de Emergência: Depois de as pás estarem afagadas, o travão do rotor entra em ação para trazer o rotor de lenta rotação a uma paragem completa (0 RPM). Não é concebido para parar o rotor por si só a partir da velocidade máxima, pois a energia envolvida seria imensa e poderia danificar o conjunto de acionamento.
  • Durante a Manutenção: O travão do rotor é acionado como uma fechadura mecânica para impedir o rotor de se mover enquanto os técnicos trabalham dentro do cubo ou nas pás. Esta é uma função de segurança crítica.

A Tecnologia: Como o travão de yaw, o travão do rotor tem de ser absolutamente fiável. É sempre um design de mola-aplicada, à prova de falhas. Travões de pinça hidráulicos de alto binário, tais como os nossos SDBH_I Series Hydraulic Brakes, são usados para fornecer o torque de retenção extremo e a segurança certificada necessária para esta aplicação crítica.

Uma Sinfonia de Segurança

Os sistemas de yaw, pitch e rotor trabalham em conjunto para garantir que uma turbina eólica opere de forma eficiente e, acima de tudo, com segurança.

  1. O Sistema de Yaw orienta e mantém a direção.
  2. O Sistema de Pitch controla a velocidade e executa a travagem aerodinâmica primária.
  3. O Travão do Rotor fornece a última e segura trava mecânica para estacionamento e emergências.

Compreender esta relação torna claro por que uma travagem robusta, fiável e à prova de falhas não é apenas um acessório, mas uma pedra angular da energia eólica moderna.