Energia renovável

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Energia renovável

  1. 1. SUMÁRIOINTRODUÇÃO ............................................................................................................ 41 FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA ................................................................... 5 1.1 ENERGIA SOLAR .............................................................................................. 6 1.2 ENERGIA GEOTÉRMICA .................................................................................. 7 1.3 BIOMASSA ........................................................................................................ 8 1.4 ENERGIA EÓLICA ............................................................................................. 9 1.5 ENERGIA HIDRÁULICA .................................................................................. 10 1.6 ENERGIA MAREMOTRIZ ................................................................................ 10 1.7 ENERGIA DO HIDROGÊNIO........................................................................... 112 VANTAGENS E DESVANTAGENS ....................................................................... 11 2.1 ENERGIAS ECOLÓGICAS .............................................................................. 11 2.2 NATUREZA DIFUSA........................................................................................ 12CONCLUSÃO ........................................................................................................... 13REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 14ANEXOS ................................................................................................................... 15
  2. 2. 4 INTRODUÇÃO A energia renovável é a energia que vem de recursos naturais comosol,vento,chuva,marés, ondas e calor geotérmico, que são renováveis porque sãonaturalmente reabastecidos em uma taxa constante. Cerca de 16% do consumomundial de energia final vem de fontes renováveis, com 10% provenientes datradicional biomassa , que é usada principalmente para aquecimento , e 3,4%dehidroeletricidade . As novas energias renováveis (pequenas centrais hidrelétricas,biomassa moderna, eólica, solar, geotérmica e combustível) representaram outros3% e estão crescendo muito rapidamente. A participação das energias renováveisnageração de eletricidade é de cerca de 19%, com 16% da eletricidade globalvindo% hidroeletricidade e 3 de novas energias renováveis.
  3. 3. 51 FONTES RENOVÁVEIS DE ENERGIA As fontes renováveis de energia são aquelas capazes de fornecer energiaatravés da utilização dos chamados “combustíveis renováveis”: que podem serutilizados infinitamente e jamais se esgotarão. Exemplos deste tipo de “combustívelrenovável” são a água (fonte renovável de energia = hidroelétrica), o hidrogênio(fonte renovável de energia = célula a combustível) e a radiação solar (fonterenovável de energia = células fotovoltaicas). Digo “combustíveis” entre aspas, porque os combustíveis renováveis não são,necessariamente, combustíveis (combustível = qualquer substância que produz areação denominada combustão), alguns produzem energia através de reaçõeseletroquímicas, ou de forma mecânica. Mesmo assim, eles são chamados decombustíveis por uma questão de praticidade. Usualmente, é atribuída ainda, outra característica às fontes renováveis deenergia, o fato de constituírem uma forma de energia limpa, ou seja, não gerampoluentes como produtos da geração de energia. Foi este ponto que fez com que asfontes renováveis se tornassem tão atraente, embora isso não seja verdade emtodos os casos. Por exemplo, a biomassa (fontes orgânicas usadas para produzirenergia, como restos de serralheria, cavacos, etc.) que, embora seja consideradauma fonte renovável de energia, produz alguns tipos de poluentes atmosféricoscomo o material particulado. Entretanto, as vantagens ambientais dos combustíveis renováveis é quemesmo que emitam certa quantidade de poluentes (como mostrado com relação abiomassa), a quantidade de poluentes gerada por quantidade de energia produzidaé bem menor e menos impactante. Sem contar que as fontes de energia renovável podem ser obtidas emqualquer lugar (como a energia solar e eólica, por exemplo), diferentemente dopetróleo, por exemplo, que é, em sua maior parte, concentrado na região do OrienteMédio. Outro ponto a favor das energias alternativas é que a maior parte delas podegerar energia de forma descentralizada diminuindo os custos de implantação,possibilitando o acesso a energia por comunidades em regiões isoladas eaumentando a eficiência e rapidez de implantação do sistema uma vez que podemser dispensadas as quilométricas linhas de transmissão (que por si só já produzemum enorme impacto ambiental).
  4. 4. 6 No Brasil, segundo a Aneel, em outubro de 2003 as formas alternativas deenergia correspondiam a 83% da energia elétrica gerada em território nacional,sendo que deste percentual, 79% eram de usinas hidrelétricas e apenas 4% deoutras fontes renováveis de energia como a biomassa, energia eólica e energiasolar.1.1 ENERGIA SOLAR De certa forma qualquer tipo de energia é proveniente do sol direta ouindiretamente e poderia ser chamada deenergia solar. A energia hidrelétrica, eólica,da biomassa, dos combustíveis fósseis, por exemplo, são todos, formas indiretas deenergia solar porque dependem de alguma forma do sol para existir. Entretanto, costuma-se chamar de energia solar àquela proveniente daobtenção direta de energia do sol, seja por aproveitamento do calor gerado pela suaradiação (energia térmica) usada em aquecimentos de fluidos ou ambientes nageração de potência mecânica ou elétrica, ou ainda, convertendo-a diretamente emenergia elétrica por meio de materiais chamados de termoelétricos e fotovoltaicos. A forma mais difundida de geração de energia através do sol é a geração deenergia térmica através de concentradores ou coletores solares para o aquecimentode água e posterior utilização em chuveiros, por exemplo. Os concentradores atingem temperaturas mais elevadas sendo usados parasecagem de grãos e produção de vapor que também pode ser utilizado para gerareletricidade através de turbinas a vapor. Ele capta a energia térmica solar em umaárea relativamente grande e depois a concentra em uma região muito menoraumentando consideravelmente a temperatura nesta região. Pela necessidade deconcentrar o calor em uma região pequena os concentradores têm o formato de umaantena parabólica feita de material refletor onde a parte a ser aquecida fica nocentro. No entanto este sistema exige a operação conjunta de um sistema deorientação (para que a “antena” fique sempre virada para o sol) o que aumentamuito seu custo. O coletor solar é um sistema composto por placas dispostas em conjuntosque irão absorver a radiação solar. Este sistema, por causa da baixa incidência solarsobre a superfície terrestre, possui uma eficiência baixa, sendo, muitas vezes,necessários vários metros de placa para produzir o calor desejado.
  5. 5. 7 O meio de obtenção direta de energia através da luz solar, conhecido comoefeito termoelétrico é conseguido através da junção de dois materiais que, quandoaquecidos, provocam uma diferença de potencial entre as extremidades, gerandocorrente elétrica. Entretanto o rendimento é baixo e o custo do material muitoelevado o que não possibilitou sua utilização comercial. E, o efeito fotovoltaico onde a excitação dos elétrons de alguns materiais napresença de luz solar produz corrente elétrica (exemplo, o Si). A energia obtida através dos processos descritos acima é totalmente limpa,ou seja, não produz qualquer tipo de poluente. A grande questão é ainda o fato deque todos estes sistemas têm um grau de eficiência que ainda é baixo secomparado a outros meios, exigindo grandes áreas de capitação de luz solar para aobtenção de energia de forma que viabilize o projeto.1.2 ENERGIA GEOTÉRMICA Diversas fontes de obtenção de energia vêm sendo utilizadas há muito tempo.São conhecidas como fontes convencionais de obtenção de energia, como, porexemplo, hidrelétricas, termelétricas, os combustíveis fósseis, entre outros. Essas,ou produzem efeitos desastrosos ao meio ambiente ou estão em vias deesgotamento, ou ambas as coisas. Isso significa que é necessário viabilizar novasfontes energéticas, já que o consumo de energia no mundo aumenta de formaalarmante. A produção de energia no século XXI dever priorizar os recursos renováveis edeve ser orientada no sentido de não prejudicar nosso meio ambiente. Dentre as fontes de energias renováveis está a energia Geotérmica. Essaenergia é gerada pelo calor proveniente do interior da Terra, que é transportado parauma usina e transformado em eletricidade. A temperatura da crosta terrestre aumenta em média 1º C a cada 30 metrosde profundidade. Em alguns lugares essa variação ocorre a cada 10 metros ou atémenos. A água dos lençóis freáticos, entrando em contato com rochas subterrâneas aaltas temperaturas, se aquecem, aflorando na superfície em temperaturas elevadas.Em algumas regiões do planeta a água aparece em temperaturas superiores a 60ºC, seja na forma de jato d’água (gêiseres) ou na forma de lagos.
  6. 6. 8 No parque nacional de Yellowstone, nos Estados Unidos, existem cerca de200 gêiseres, que jorram água fervente e vapor periodicamente. Esse período podeser de segundos ou semanas. A energia responsável por esse aquecimento tem origem vulcânica. Oaproveitamento dessa energia para o aquecimento domiciliar e obtenção de energiaelétrica vem sendo realizado há algum tempo no mundo. Através de tubos, o vapor proveniente dessas fontes é levado até uma usinaGeotérmica. Tal como em uma central elétrica convencional, termelétrica, porexemplo, o vapor sob alta pressão faz com que as lâminas das turbinas girem comouma ventoinha. Esse movimento gera energia mecânica que é transformada emenergia elétrica através de um gerador. A principal diferença de uma Usina Geotérmica e uma Termelétricaconvencional é que na geotérmica não é necessário à queima de combustíveis paraobtenção de eletricidade, o que reduz significativamente a quantidade de poluenteslançados na atmosfera.1.3 BIOMASSA A busca por alternativas eficazes de produção e distribuição de energia é umelemento essencial para o ser humano, principalmente na atual sociedade, onde osmodos de consumo se intensificam a cada dia. Diante dessa dependência derecursos energéticos, surge a necessidade de diversificar a utilização das fontesenergéticas. Atualmente, o petróleo é a principal substância empregada na geração deenergia, porém, a biomassa é uma fonte utilizada bem antes da descoberta do “ouronegro”. O homem utiliza a lenha como fonte energética desde o início da civilização.Portanto, a biomassa faz parte da história da humanidade como fonte de energia. A biomassa é um material constituído principalmente de substâncias deorigem orgânica, ou seja, de animais e vegetais. A energia é obtida através dacombustão da lenha, bagaço de cana-de-açúcar, resíduos florestais, resíduosagrícolas, casca de arroz, excrementos de animais, entre outras matérias orgânicas. Essa fonte energética é renovável, pois a sua decomposição libera CO2 naatmosfera, que, durante seu ciclo, é transformado em hidratos de carbono, atravésda fotossíntese realizada pelas plantas. Nesse sentido, a utilização da biomassa,
  7. 7. 9desde que controlada, não agride o meio ambiente, visto que a composição daatmosfera não é alterada de forma significativa. Entre as principais vantagens da biomassa estão: Baixo custo de operação; Facilidade de armazenamento e transporte; Proporciona o reaproveitamento dos resíduos; Alta eficiência energética; É uma fonte energética renovável e limpa; Emite menos gases poluentes. Porém, o seu uso sem o devido planejamento pode ocasionar a formação degrandes áreas desmatadas pelo corte incontrolado de árvores, perda dos nutrientesdo solo, erosões e emissão excessiva de gases. A utilização da energia da biomassa é de fundamental importância nodesenvolvimento de novas alternativas energéticas. Sua matéria-prima já éempregada na fabricação de vários biocombustíveis, como, por exemplo, o bio-óleo,BTL, biodiesel, biogás, etc.1.4 ENERGIA EÓLICA A energia eólica é uma forma indireta de obtenção de energia do sol, uma vezque os ventos são gerados pelo aquecimento desigual da superfície da Terra pelosraios solares. Em outros termos, a energia eólica é a energia do movimento(cinética) das correntes de ar que circulam na atmosfera. A geração de energia elétrica ou mecânica (em moinhos ou cata-ventos paraa realização de trabalhos mecânicos como o bombeamento da água) através dosventos se dá pela conversão da energia cinética de translação pela energia cinéticade rotação através do emprego de turbinas eólicas, quando o objetivo é gerareletricidade, ou moinho e cata-ventos, quando o objetivo é a realização de trabalhosmecânicos. A energia eólica é uma forma de obtenção de energia de fontes totalmenterenovável e limpa, não produz qualquer tipo de poluente. Sendo por isso, umas dasprincipais apostas no campo das fontes renováveis de energia. Sua exploração comercial teve início há mais ou menos na década de 70quando ocorreu a crise do petróleo e os países europeus começaram a investir em
  8. 8. 10outras formas de energia. No Brasil, o custo da geração de energia através dosventos é de cerca de US$70 a US$80 por MWh, o que a torna competitiva com aenergia nuclear e termoelétrica. Só no nordeste brasileiro potencial eólico existente éde 6.000 MW, sendo a região brasileira que apresenta o maior potencial. Até 2003 aAneel havia registrado cerca de 92 empreendimentos não iniciados para aoaproveitamento de energia eólica que agregariam 6.500 MW a produção nacional deenergia elétrica. O único ponto fraco das turbinas que geram energia através dos ventos é apoluição sonora e a poluição visual. Esta última é menos impactante, e dependemais do ponto de vista particular de cada um. Mas a poluição sonora gerada pelasturbinas, de acordo com a especificação do equipamento, pode inviabilizar aconstrução destes sistemas muito próximos de regiões habitadas por causardesconforto aos moradores. Entretanto, existem modelos aero geradores de hélicesde alta velocidade que produzem menor ruído e são até mais eficientes que osmodelos de turbinas de múltiplas pás, mais barulhentos.1.5 ENERGIA HIDRÁULICA A energia hidroelétrica é a energia que se produz em barragens construídasem cursos de água. Essa energia parte da precipitação que forma os rios que sãorepresados, a água desses rios faz girar turbinas que produzem energia elétrica. É encontrada sob a forma de energia cinética, sob diferenças de temperaturaou gradientes de salinidade e pode ser aproveitada e utilizada. Uma vez que a águaé aproximadamente 800 vezes mais densa que o ar, requer um lento fluxo ou ondasde mar moderadas, que podem produzir uma quantidade considerável de energia.1.6 ENERGIA MAREMOTRIZ A energia dos mares é a energia que se obtém a partir do movimento dasondas, a das marés ou da diferença de temperatura entre os níveis da água do mar.Ocorre devido à força gravitacional entre a Lua, a Terra e o Sol, que causam asmarés, ou seja, a diferença de altura média dos mares de acordo com a posiçãorelativa entre estes três astros. Esta diferença de altura pode ser explorada emlocais estratégicos como os golfos, baías e estuários que utilizam turbinas
  9. 9. 11hidráulicas na circulação natural da água, junto com os mecanismos de canalizaçãoe de depósito, para avançar sobre um eixo. Através da sua ligação a um alternador,o sistema pode ser usado para a geração de eletricidade, transformando, assim, aenergia das marés, em energia elétrica, uma energia mais útil e aproveitável. A energia das marés tem a qualidade de ser renovável, como fonte de energiaprimária não está esgotada pela sua exploração e, é limpa, uma vez que, natransformação de energia não produz poluentes derivados na fase operacional. Noentanto, a relação entre a quantidade de energia que pode ser obtida com os atuaismeios económicos e os custos e o impacto ambiental da instalação de dispositivospara o seu processo impediram uma notável proliferação deste tipo de energia. Outras formas de extrair energia a partir da energia das ondas oceânicas sãoa energia produzida pelo movimento das ondas do oceano e de energia devido aogradiente térmico, que faz uma diferença de temperatura entre as águas superficiaise profundas do oceano.1.7 ENERGIA DO HIDROGÊNIO A energia do hidrogênio é a energia que se obtém da combinação dohidrogênio com o oxigênio produzindo vapor de água e libertando energia que éconvertida em eletricidade. Existem alguns veículos que são movidos a hidrogênio. Embora não seja uma fonte primária de energia, o hidrogênio se constitui emuma forma conveniente e flexível de transporte e uso final de energia, pois pode serobtido de diversas fontes energéticas (petróleo, gás natural, eletricidade, energiasolar) e sua combustão não é poluente (é produto da combustão da água), além deser uma fonte de energia barata. O uso do hidrogênio como combustível está avançando, havendo váriosprotótipos de carros nos países desenvolvidos que são movidos a hidrogênio, quegera eletricidade, e descarregam água em seus escapamentos. Calcula-se que já napróxima década existirão modelos comerciais de automóveis elétricos cujocombustível será o hidrogênio líquido.2 VANTAGENS E DESVANTAGENS2.1 ENERGIAS ECOLÓGICAS
  10. 10. 12 A primeira vantagem de certa quantidade de recursos energéticos renováveisé que não produzem emissões de gases de efeito estufa nem outras emissões, aocontrário do que acontece com os combustíveis, sejam fósseis ou renováveis.Algumas fontes não emitem dióxido de carbono adicional, exceto aquelesnecessários para a construção e operação, e não apresenta quaisquer riscosadicionais, tais como a ameaça nuclear. No entanto, alguns sistemas de energias renováveis geram problemasecológicos particulares. Assim, as primeiras turbinas eólicas estavam perigosas paraas aves, como as suas lâminas giravam muito rapidamente, enquanto ashidroelétricas podem criar barreiras à migração de certos peixes, um problema graveem muitos rios do mundo (nos rios na região noroeste da América do Norte quedesembocam para o Oceano Pacífico, a população de salmão diminuiudrasticamente).2.2 NATUREZA DIFUSA Um problema inerente à energia renovável é o seu caráter difuso, comexceção da energia geotérmica, que, no entanto, só está disponível quando a crostaé fina, como as fontes quentes e gêiseres. Uma vez que algumas das fontes de energia renováveis proporcionam umaenergia de uma relativamente baixa intensidade, distribuídas em grandes áreas, sãonecessários novos tipos de "centrais" para transformá-los em fontes utilizáveis. Para1.000 kWh de eletricidade, consumo anual per capita nos países ocidentais, oproprietário de uma casa localizada em uma zona nublada da Europa tem de instalaroito metros quadrados de painéis fotovoltaicos (supondo um rendimento médio de12,5% da energia). No entanto, com quatro metros quadrados de coletores solares térmicos, umlar pode chegar muito da energia necessária para a água quente sanitária, porém,devido ao aproveitamento da simultaneidade, os prédios de apartamentos podemalcançar o mesmo retorno com menor superfície de coletores e, sobretudo, commuito menor investimento por agregado familiar.
  11. 11. 13 CONCLUSÃO Os combustíveis renováveis são combustíveis que usam como matéria-primaelementos renováveis para a natureza, como a cana-de-açúcar, utilizada para afabricação do etanol e também, vários outros vegetais como a mamona utilizadapara a fabricação do biodiesel ou outros óleos vegetais que podem ser usadosdiretamente em motores diesel com algumas adaptações. A Energia hidráulicaé a mais utilizada no Brasil em função da grandequantidade de rios em nosso país. A água possui um potencial energético e quandorepresada ele aumenta. Numa usina hidrelétrica existem turbinas que, na quedad’água, fazem funcionar um gerador elétrico, produzindo energia. Enquanto queaenergia solar, ainda pouco explorada no mundo, em função do custo elevado deimplantação, é uma fonte limpa, ou seja, não gera poluição nem impactosambientais. A radiação solar é captada e transformada para gerar calor oueletricidade.Já a energia de biomassa, é a energia gerada a partir da decomposição,em curto prazo, de materiais orgânicos (esterco, restos de alimentos, resíduosagrícolas). O gás metano produzido é usado para gerar energia. Em relação à energia eólica gerada a partir do vento. Grandes hélices sãoinstaladas em áreas abertas, sendo que, os movimentos delas geram energiaelétrica. É uma fonte limpa e inesgotável, porém, ainda pouco utilizada.
  12. 12. 14 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS INFOESCOLA, Fontes renováveis de energia. Disponível em: <http://www.infoescola.com/desenvolvimento-sustentavel/fontes-renovaveis-de-energia.html>. Acesso em 20 de nov. 2012. INFOESCOLA, Energia solar. Disponível em: <http://www.infoescola.com/tecnologia/energia-solar.html>. Acesso em 20 de nov. 2012. BRASILESCOLA, Energia geotérmica. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/fisica/energia-geotermica.html>. Acesso em 20 de nov. 2012. BRASILESCOLA, Biomassa. Disponível em: <http://www.brasilescola.com/geografia/biomassa.html>. Acesso em 20 de nov. 2012. INFOESCOLA, Energia eólica. Disponível em: <http://www.infoescola.com/tecnologia/energia-eolica.html>. Acesso em 20 de nov. 2012.
  13. 13. 15 ANEXOSUsina Geotérmica.Biomassa.

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