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Trabalho energia solar   carlos a. hermann fernandes e tatiane de mattos amadio
 

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    Trabalho energia solar   carlos a. hermann fernandes e tatiane de mattos amadio Trabalho energia solar carlos a. hermann fernandes e tatiane de mattos amadio Presentation Transcript

    • Prof. Orestes Alarcon Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Engenharia mecânica e Materiais Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
      • Energia Solar
      • Carlos Alberto Hermann Fernandes
      • Tatiane de Mattos Amadio
      • ENERGIA SOLAR
      • INTRODUÇÃO / CONTEXTUALIZAÇÃO
      •   MATRIZ ENERGÉTICA NO MUNDO E NO BRASIL
      •   MAPAS SOLARES: MUNDO E BRASIL
      •   ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA:
      •   TECNOLOGIA: Modo de funcionamento, a estrutura das placas, dos filmes e células orgânicas, custo de geração, eficiência, vantagens, desvantagens, desafios e perspectivas.
      • 1 a GERAÇÃO: Silício cristalino e poli cristalino,
      • 2 a GERAÇÃO: Filmes finos fotovoltaicos, concentradores solares, conversores termo solares
      • 3 a GERAÇÃO: Células orgânicas, amorfos, células multijunção, nanoestruturas
      • ENERGIA SOLAR TÉRMICA:
      •   Geradores de Energia Solar Concentradas:
      • _ Parabólico,
            • Torre de energia solar com fluido
            • Torre de energia solar termo eólica
      •   AQUECEDORES SOLARES HIDRÁULICOS
      •   Funcionamento, tipos
      •   IMPACTOS AMBIENTAIS - LEGISLAÇÃO
    • Introdução:
      • O crescimento populacional, associado ao aumento da expectativa de vida, bem como o desenvolvimento das atividades econômicas e o crescimento da renda da população, gera uma necessidade de aumento de produção de energia.
      • A substituição de fontes de energia fosseis não renováveis por energia renovável limpa, é importante como forma de diminuir a emissão de CO2, contribuindo para a redução do efeito estufa e suas consequências devastadoras.
      • Uma forma de energia sustentável que poderia suprir essa demanda, é a energia solar, cuja viabilidade aumenta a cada dia e além de ser uma fonte de energia renovável ainda não causa danos ao meio ambiente.
      • Distribuição diária média da energia solar recebida pela Terra ao redor do Mundo. Os
      • pontos em preto representam a área necessária para suprir toda a demanda de energia global.
      • Estima-se que a energia solar incidente sobre a superfície terrestre seja da ordem de 10 mil
      • vezes o consumo energético mundial (CRESESB, 2000). )
    •  
    • Fonte: BEM – 2010 -EPE OFERTA DE ENERGIA RENOVÁVEL - BRASIL Tep = Tonelada Equivalente de Petróleo
    • Com o surgimento de fontes de energia renovável , mesmo com o aumento populacional e de tecnologia, o Brasil tem diminuído cada vez mais a emissão de CO2. Emissões de CO2 no Brasil
    • Histórico:
      • 212. aC – Arquimedes direciona raios solares refletidos em placas metálicas polidas e côncavas para queimar as velas de navios romanos durante o cerco de Siracusa.
      • - Os chineses acendiam fogo com o uso de placas metálicas que refletiam os raios de sol direcionados a lenhas.
      • 1839 – O físico francês Alexandre-Edmond Becquerel (1820 – 1891) descobre o fenômeno físico que permite a conversão de luz em eletricidade.
      • 1873 – Willoughby Smith (1828 – 1891) documentou o efeito fotovoltaico em sólidos como o selênio. A primeira célula fotovoltaica com esse metal foi lançada 4 anos depois.
      • 1918 – Jan Czochralski (1885 – 1953) cria um método para a produção de silício monocristalino.
      • 1921 – Albert Eisntein (1979 – 1955) ganha seu primeiro Prêmio Nóbel graças aos estudos sobre o efeito fotovoltaico junto à Teoria da Relatividade.
      • 1941 – Fabricação da primeira célula de cádmio-selênio.
      • 1951 – Produção em laboratório das primeiras células de germânio
      • 1954 – Cientistas testam com sucesso módulos fotovoltaicos com silício nos Laboratórios Bell, Estados Unidos. Baseados em pesquisas de Jöns Jakob Berzelius (1779 – 1848).
      • 1955 – Utilização de células fotovoltaicas em satélites: Vanguard I, Explorer III, Vanguard II
      • Década de 1970 – bombeamento de águas com sistemas fotovoltaicos
      • 1980 – Israel é o primeiro país a criar uma política pública de energia solar.
      • 1983 – A produção de energia fotovoltaica atinge 20MW de produção.
      • 1984 – Em Huvudsta na Suécia pela primeira vez um prédio insere módulos fotovoltaicos na cobertura.
      • 2004 – A capacidade instalada mundial atinge 2,6 GW, cerca de 15% da capacidade instalada de Itaipu na época.
      • 2007 – Inaugurada em Brinches, Portugal a Central Solar Fotovoltaica de Serpa. Produz 11MW.
    • ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
      • Um sistema de produção fotovoltaica é uma fonte de energia que, através da utilização de células fotovoltaicas, converte diretamente a energia luminosa em eletricidade.
    • Vantagens fundamentais:
      • Fonte inesgotável
      • Não produz poluição nem contaminação ambiental (não há emissão de CO2)
      • É silencioso
      • Tem uma vida útil superior a 20 anos
      • É resistente a condições climáticas extremas (granizo, vento, temperatura e umidade)
      • Não tem peças móveis e, portanto, exige pouca manutenção (só a limpeza do painel)
      • O custo de operação é reduzido - a manutenção é quase inexistente: não necessita combustível, transporte, nem trabalhadores altamente qualificados.
      • Permite aumentar a potência instalada por meio da incorporação de módulos adicionais
      • Redução de linhas de transmissão e distribuição
      • Criação de emprego
    • Desvantagens:
      • O fabrico dos módulos fotovoltaicos necessita tecnologia muito sofisticada necessitando de um custo de investimento elevado.
      • O rendimento real de conversão dum modulo é reduzido (o limite teórico máximo numa célula de silício cristalino é de 28%), face ao custo do investimento.
      • Os geradores fotovoltaicos raramente são competitivos do ponto de vista econômico, face a outros tipos de geradores (e.g. geradores a gasóleo). A exceção restringe-se a casos onde existam reduzidas necessidades de energia em locais isolados e/ou em situações de grande preocupação ambiental.
      • Quando é necessário proceder ao armazenamento de energia sob a forma química (baterias), o custo do sistema fotovoltaico torna-se ainda mais elevado.
      • Não produz energia a noite.
    • Principais aplicações:
      • Geralmente é utilizado em zonas afastadas da rede de distribuição elétrica, podendo trabalhar de forma independente ou combinada com sistemas de produção elétrica convencional. Suas principais aplicações são:
      • Eletrificação rural: luz, TV, rádio, comunicações, bombeamento de água
      • Eletrificação de cercas
      • Iluminação exterior
      • Sinalização
      • Proteção catódica
      • Náutica
      • Satélites
      • Bens de consumo
    • Componentes do sistema:
      • 1) Corrente contínua 12V:
      • Painéis ou módulos de células fotovoltaicas
      • Suportes para os Painéis
      • Controlador de carga de baterias
      • Banco de baterias
      • 2) Corrente alternada 110/220V:
      • Além dos elementos anteriores, entre as baterias e o consumidor será necessário instalar um inversor de corrente com potência adequada. O inversor converte a corrente contínua (DC) das baterias em corrente alternada (AC). A maioria dos eletrodomésticos utiliza a corrente alternada
    •  
    • Efeito fotovoltaico
      • Os módulos são compostos de células solares de silício. Elas são semicondutoras de eletricidade porque o silício é um material com características intermédias entre um condutor e um isolante.
    • Tipos de Sistemas Fotovoltaicos        Conectados à rede – Normalmente os painéis fotovoltaicos são colocados sobre o telhado de casas e escritórios. É necessário a presença de um inversor, para transformar a corrente contínua em corrente alternada. A energia gerada pelos painéis é entregue a rede elétrica convencional.        Isolados – Instalado em áreas de difícil acesso a rede elétrica, como zonas rurais, ilhas, etc., necessita armazenamento em baterias.  Podem gerar energia para apenas uma residência ou pode ser instalado em mini-redes para atender uma pequena comunidade.       Híbridos – A geração fotovoltaica funciona em conjunto com outros, como geradores eólicos ou diesel. Considerados mais complexos, tais sistemas exigem um controle capaz de integrar as diferentes formas de geração de energia. Estes sistemas podem estar conectados a rede, isolados ou ter o apoio da rede.       Usinas solares – Estes sistemas, também conectados à rede, produzem uma grande quantidade de eletricidade em um único ponto. O tamanho da usina varia de centenas de quilowatts a megawatts.       Aplicado em bens de consumo – As células fotovoltaicas podem ser aplicada em diversos equipamentos elétricos, como relógios, calculadoras, brinquedos, carregadores de bateria ou telhados solares para carregar carros elétricos.  Outras aplicações incluem sistemas de irrigação, sinalização em rodovias, postes públicos ou telefones públicos.
    • Tipos de células
      • Silício monocristalino:
      • Estas células obtêm-se a partir de barras cilíndricas de silício monocristalino produzidas em fornos especiais. As células são obtidas por corte das barras em forma de pastilhas finas (0,4-0,5 mm de espessura).
      • A sua eficiência na conversão de luz solar em eletricidade é superior a 12%. Este material constitui um dos principais custos associados ao fabrico de painéis fotovoltaicos, representando cerca de 40% do preço final do produto.
      • Silício policristalino:
      • Estas células são produzidas a partir de blocos de silício obtidos por fusão de silício puro em moldes especiais. Uma vez nos moldes, o silício arrefece lentamente e solidifica-se. Neste processo, os átomos não se organizam num único cristal. Forma-se uma estrutura policristalina com superfícies de separação entre os cristais.
      • Sua eficiência na conversão de luz solar em eletricidade é ligeiramente menor do que nas de silício monocristalino, (apresentam um rendimento elétrico inferior (entre 11% e 13%, obtendo-se até 18% em laboratório)). Esta redução de rendimento é causada pela imperfeição do cristal, devido ao sistema de fabrico.
      • O polisilício pode ser até 99,999% puro. Este silício ultra-puro é aplicado na indústria de semicondutores, sendo fabricado sob a forma de varões com 1,5 a 2,5 m de comprimento. É utilizado em aplicações de escala tanto macro como microscópica.
      Fronteira de grão do silício policristalino
      • Filme Fino ou Silício amorfo:
      • Estas células são obtidas por meio da deposição de camadas muito finas de silício ou outros materiais semicondutores sobre superfícies de vidro ou metal.
      • Sua eficiência na conversão de luz solar em eletricidade varia entre 5% e 7%. São as que apresentam o custo mais reduzido.
      • Rendimento elétrico dos vários tipos de células fotovoltaicas (Fonte: BP Solar)
      • A conversão direta da radiação solar em eletricidade consegue-se em materiais semicondutores, com campos elétricos internos capazes de acelerar os pares elétron-lacuna criados por incidência dos fótons solares de forma a gerar uma corrente elétrica que alimenta um circuito elétrico exterior.
      • Telureto de cádmio (CdTe):
      • Tecnologia de filmes finos, este material já vem sendo usado há mais de uma década para aplicação em calculadoras. 
      • Nos últimos anos começaram a ser comercializados módulos para grandes áreas externas, normalmente sobre placas de vidros.
      • Enquanto as células de silício são normalmente azuis ou quase pretas, as células CdTe são de um tom marrom ou azul escuro.
      • Os baixos custos de produção em grande escala, quando comparado as células de silício, são um atrativo, assim como a maior eficiência na conversão da energia solar em elétrica em comparação com os filmes finos de silício amorfo (a-Si).
      • A disponibilidade deste composto químico usado como matéria-prima é bem inferior a do silício.
      • Outro problema desta tecnologia é a toxidade do cádmio que, como o mercúrio, pode se acumular na cadeia de alimentos.  Por isso algumas empresas e instituições de pesquisa já trabalham em investigações para produzir filmes finos sem o cádmio.
      • Disseleneto de cobre (gálio) e índio:
      • Similares a do Telureto de cádmio.
      • Não são fáceis de serem fabricadas em escala industrial, razão pelo qual as empresas ativas nesta área levaram alguns anos para desenvolverem uma boa capacidade de produção.
      • Devido a boa aparência, são atrativos para aplicações integradas a edifícios, além de terem uma boa eficiência (chegam a 12%, bem superior as de silício amorfo – a-Si).
      • Porém, assim como as células de CdTe, também envolvem problemas ligados a toxidade dos elementos e a pouca abundância
    • Células solares CIGS impressas por jato de tinta Esquema tradicional de uma célula solar CIGS - com a impressão por jato de tinta. [Imagem: Sunshine PV] As impressoras jato de tinta, uma tecnologia de baixo custo que está presente em virtualmente todas as casas e escritórios, poderá em breve oferecer seus benefícios para o futuro da energia solar. Jato de tinta solar Engenheiros descobriram uma maneira de fabricar um tipo especial de célula solar, conhecida como CIGS, usando a tecnologia da impressão por jato de tinta - bastando substituir a tinta pelas soluções semicondutoras adequadas. A técnica reduz o desperdício de matéria-prima em 90 por cento em relação ao processo tradicional, o que poderá reduzir significativamente o custo de produção dessas células solares flexíveis. Um "painel" de célula solar CIGS mais se parece com uma folha plástica, totalmente flexível, em comparação com os rígidos painéis solares feitos com células solares de silício. O termo CIGS vem das iniciais dos elementos químicos que compõem o material fotossensível: cobre, índio, gálio e selênio. O material geralmente é produzido a partir do mineral calcopirita, um sulfeto de cobre com pequenas quantidades de metais como índio e gálio, além de enxofre e selênio. O composto CIGS tem eficiência fotoelétrica excepcional - uma camada de calcopirita com um ou dois micrômetros de espessura pode capturar a energia dos fótons de forma tão eficiente quanto uma camada de 50 micrômetros de espessura de silício. As células solares CIGS são compostas de várias camadas, normalmente depositadas sobre vidro ou sobre um plástico flexível - daí a possibilidade de uso da impressão por jato de tinta. Em vez de depositar compostos químicos sobre o substrato com a técnica tradicional de deposição de vapor químico, que desperdiça a maioria do material no processo, a tecnologia jato de tinta pode ser usada para criar padrões precisos, depositando apenas o material necessário. Alguns materiais utilizados para fabricar células solares mais avançadas, como o índio, são relativamente caros e o uso do jato de tinta quase elimina o desperdício. Fonte: http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=celulas-solares-impressas-jato-tinta&id=010115110701
      • Módulos coloridos:
      • Os painéis solares com células de silício cristalino são normalmente azuis porque está é a cor com a qual a célula apresenta a melhor eficiência na conversão de energia solar para elétrica.
      • Já existem fabricantes que produzem painéis coloridos, como vermelhos ou verdes, com o objetivo de atrair clientes que desejam criar projetos arquitetônicos que primam pela estética.
      • Isto, contudo, eleva o valor dos módulos, pois o custo é maior devido a menor eficiência com relação aos tradicionais azuis.
      • Módulos high power:
      • Seu diferencial é que as linhas de contato que normalmente ficam na frente da célula solar foram colocadas na parte de baixo, aumentando a área de superfície exposta ao sol e, consequentemente, alcançando maior eficiência (chega a 19%).
      • Alguns fabricantes já desenvolveram tecnologias para reduzir a superfície de contato, mas poucos conseguiram produzi-lo em massa.
      • Segundo a revista Photon, a norte-americana SunPower Corp.  foi a que alcançou o maior sucesso, usando silício monocristalino e um processo de produção tecnologicamente ambicioso, no qual contatos negativo e positivo microscópicos são posicionado de forma alternada na parte debaixo da célula.
    •  
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    • No primeiro semestre de 2010, a instalação de sistema fotovoltaico na Alemanha estava em torno de 2,9 mil euros o quilowatt de potência (kWp). No Brasil, se considerados todas as tarifas, este custo estaria em torno de 3,5 mil euros por kWp. Nos últimos três anos, a queda no custo foi de 42,7%. Segundo o Renewable 2010 Global Status Report, do REN21, o preço da maioria dos módulos cristalinos caiu de 50% a 60% em 2009, passando de valores altos como US$ 3,5 por watt em 2008 para US$ 2 por watt em dezembro de 2009. CUSTOS
    • PRODUÇÃO MUNDIAL DE ENERGIA FOTOVOLTAICA MW - GW
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    • Mesmo com uma participação ainda reduzida no suprimento da demanda energética mundial, a energia Fotovoltaica é a FRE que apresenta a maior taxa anual de crescimento.
      • Geração Fotovoltaica x Hidrelétrica
      • Usina hidrelétrica de ITAIPU:
      • 1350 km2 (Lago de Itaipu) = 14 GW = 80 a 90 TWh / ano
      • < 25% da energia elétrica consumida no Brasil
      • • Cobrindo o Lago de Itaipu com gerador solar fotovoltaico
      • (com 8% de eficiência global e assumindo a radiação solar da região
      • do lago)
      • 1350 km2 de módulos fotovoltaicos= 108 GWp = 183 TWh / ano
      • > 50% da energia elétrica consumida no Brasil
      Fonte: RÜTHER (2010) Área da Ilha de Florianópolis = 424,4 km2
    • *Incluí as energias solar, eólica e geotérmica Fonte: IEA, 2009 (6)
    • (b) Matriz de energia elétrica (a) Matriz energética brasileira Fonte: Atlas Brasileiro de Energia Solar (2006)
    •  
    • Fonte: Ricardo Rüther (5) Análise comparativa entre Brasil e Alemanha
    • Mapa de radiação por região - Brasil
    • Sistema interligado de distribuição de eletricidade no Brasil [2]
    • Potencial disponível para a geração diária fotovoltaica, em kWh/kWp, na região da Amazônia [38]
      • No Brasil:
      • Aproximadamente 30 MW em sistemas isolados
      • > 18.000 sistemas instalados
      Fonte: Roberto Zilles UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - INSTITUTO DE ELETROTÉCNICA E ENERGIA - LABORATÓRIO DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
    • Silicio amorfo
    •  
    • Silício policristalino
    • Filme fino
    •  
      • A geração solar conta com os seguintes benefícios e vantagens legais: (4)
      • Autorização não onerosa, para potência acima de 5.000 kW, ou simples comunicação ao
      • poder concedente, quando tiver potência até 5.000 kW (Lei nº 9.074/95 e Resolução
      • ANEEL nº 112/99. Aplicam-se, por analogia, os mesmos critérios relativos à UTE);
      • Isenção da aplicação anual de no mínimo 1% de sua receita operacional líquida em
      • pesquisa e desenvolvimento do setor (Lei nº 9.991/00, alterada pela Lei nº 10.438/2002).
      • Quando conectada ao SIN:
      • Com potência até 30.000 kW, goza de redução não inferior a 50% nas tarifas de uso dos
      • sistemas elétricos de transmissão e de distribuição (Lei nº 9.427/1996);
      • Com potência até 30.000 kW, pode comercializar energia elétrica diretamente com
      • consumidor cuja carga seja maior ou igual a 500 kW (Lei nº 9.427/1996);
      • Como geração distribuída, pode comercializar direto com distribuidoras, por meio de leilões
      • anuais de ajuste destas, com contratação por até dois anos e possibilidade de repasse
      • integral de preços às tarifas, limitados ao valor do último leilão de energia (VR) (Decreto
      • nº 5.163/2004);
      • Como fonte alternativa, pode comercializar no ACR, nos leilões específicos de compra de
      • energia proveniente de fontes alternativas, com contratação de 10 até 30 anos e
      • possibilidade de repasse integral de preços às tarifas (Decreto nº 5.163/2004).
      • PROJETO DE LEI N.º 1.563, DE 2007: Dispõe sobre fontes renováveis de energia, com o objetivo de promover a
      • universalização, a geração distribuída e a racionalização energética, e altera a Lei nº 10.438, de 26 de abril de 2002,
      • para modificar o Proinfa e aumentar a participação de fontes alternativas na matriz energética nacional. Altera o art.
      • 1º da Lei n.º 8.001, de 13 de março de 1990, constitui fundo especial para financiar pesquisas e fomentar a
      • produção de energia elétrica e térmica a partir da energia solar e da energia eólica, e dá outras providências;
      • PROJETO DE LEI N.º 2.023, DE 2007: Institui incentivos fiscais para a aquisição de bens e prestação de serviços
      • necessários para a utilização de energia solar, eólica ou outras formas de energia alternativa;
      • PROJETO DE LEI N.º 2.505, DE 2007: Cria o Certificado de Empreendedor de Energia Renovável (CEER), a ser
      • concedido a pessoas físicas ou jurídicas que produzirem energia elétrica a partir de fontes alternativas e renováveis;
      • PROJETO DE LEI N.º 2.867, DE 2008: Autoriza a emissão de Certificados de Energia Alternativa;
      • PROJETO DE LEI N.º 3.259, DE 2004: Cria o Programa de Incentivo às Energias Renováveis, e dá outras
      • providências;
      • PROJETO DE LEI N.º 2.737, DE 2008: Estabelece incentivos à geração de energia a partir de fonte solar;
      • PROJETO DE LEI N.º 3.831, DE 2004: Dispõe sobre incentivos à geração de energias alternativas e dá outras
      • providências;
      • PROJETO DE LEI N.º 523, DE 2007: Institui a Política Nacional de Energias Alternativas e dá outras providências;
      • PROJETO DE LEI N.º 7.692, DE 2006: Institui o Programa Brasileiro de Geração Descentralizada de Energia
      • Elétrica e dá outras providências.
    • USINAS SOLARES – ÁSIA
    • USINAS SOLARES – PORTUGAL FONTE:
    • USINAS SOLARES – ESPANHA
    • USINAS SOLARES – EUA
    • Capacidade de geração de 1 MW A primeira usina solar comercial da América Latina, a MPX Tauá, foi inaugurada dia 04 /08/2011. Construção do grupo EBX (Elke Batista) Instalada em área de 12 mil metros quadrados, do perímetro irrigado Várzea do Boi, no município de Tauá, no Sertão dos Inhamuns cearense. É composta de 4.680 módulos fotovoltaicos da Kyocera. Capacidade inicial de 1 MW, suficientes para abastecer  mil e quinhentas famílias. Plano de expansão para 50 MW A energia gerada é injetada  no Sistema Interligado Nacional através de uma subestação da Coelce, a Companhia Energética do Ceará. Investimento: dez milhões de Reais Além de gerar nove mil empregos diretos, a MPX Tauá tem parceria com a Universidade Estadual do Ceará, e os alunos recebem os dados meteorológicos coletados na usina, para análise e monitoramento.
    • PROJETO MEGAWATT SOLAR ELETROSUL
    •  
    • O sistema possui 200 mil células fotovoltaicas, ocupando uma área equivalente a dois campos de futebol e que irão gerar até 840 000 quilowatts-hora de eletricidade por ano. Com isto, o estádio deixará de emitir 450 toneladas de CO 2 por ano. Esta energia é suficiente para abastecer 250 residências por um ano. O projeto foi desenvolvido em parceira com a concessionária local, a empresa EWE, que comercializa a energia gerada.
    •  
    • 8.844 painéis – geração de 1,4 gWh/ano - pode alimentar 80% da vizinhança - Custo : US$ 15 milhões
    • Copa do Mundo 2014 – Projetos fotovoltaicos
    • Relação de estádios cujos SFCR foram analisados, com valores de potência total e custo total Fonte: Relatório Estádios Solares Opção Sustentável para a Copa 2014 no Brasil Elaborado por: UFSC/IDEAL Alexandre de Albuquerque Montenegro Clarissa Debiazi Zomer Ísis Portolan dos Santos Lucas Nascimento Priscila Braun-Grabolle Ricardo Rüther (coordenador)
    •  
    •  
    • A Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC) desenvolveu um projeto de modernização do Aeroporto Internacional Hercilio Luz, em Florianópolis, projetando a instalação de módulos fotovoltaicos. Segundo o estudo, bastaria a cobrança de apenas 25 centavos por passageiro que passasse pelo aeroporto durante um ano para cobrir os custos do investimento da usina solar. A estimativa é que o novo complexo aeroportuário de Florianópolis custe R$ 276 milhões e as instalações solares para uma capacidade energética de 1,2 MWp, R$ 15 milhões (5% do custo total da obra).
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
    •  
    • O MS TÛRANOR PlanetSolar completou metade do seu desafio de dar à volta ao mundo usando apenas energia solar. Construído na Alemanha, o barco possui quatro motores movidos a energia solar, captada por 825 módulos fotovoltaicos localizados na superfície da embarcação. Esses módulos ocupam 537 m2 da parte superior do barco, que possui quinze metros de largura e trinta e um de comprimento. Apesar das dimensões e do número de motores, o navio é silencioso e possui uma autonomia de três dias sem captação de luz solar.
    • Sistemas isolados Sinalização de Estradas de Ferro Bóias marítimas Torres de comunicação
    •  
    • Bombas d’água
    • Brinquedos
    •  
    • Preços de agosto 2011
    •  
    • Telefonia móvel Bolsas Biquines Curiosidades:
    • ENERGIA SOLAR TÉRMICA
      • Geradores de Energia Solar Concentrada (CSP):
      • A tecnologia utiliza espelhos para concentrar (ou focalizar) energia da luz do sol e convertê-la em calor para produzir vapor que aciona turbinas que geram energia elétrica.
      • CSP Sistemas: Calha, Parabólica/Motor e Heliostat-Torre
      • As usinas CSP consistem em duas partes: a) uma que coleta a energia solar e converte em calor, b) e a outra que converte a energia do calor em eletricidade.
      CSP Sistemas: Calha, Parabólica/Motor e Heliostat-Torre
    • Sistema de Motor Stirling Sistema de Torre Solar Sistema de Coletor de Cilindro – Calha Parabólica
    • Sistema de Torre Solar Torres de Energia Solar Concentrada  geram energia elétrica concentrando os raios solares no topo de uma torre. Esta torre tem um receptor-trocador de calor que aquece um liquido condutor (uma mistura de sais em estado liquido) que circula no sistema. O calor contido no liquido condutor vaporizado passa por turbinas e move geradores convencionais para produzir eletricidade. Do mesmo modo que a água de uma represa passa (move) nas turbinas de uma hidroelétrica. Nas usinas CSPT o vapor produzido pelo aquecimento solar do liquido condutor, movem as turbinas dos geradores de eletricidade.
    • Usina CSPT no Deserto
    • As Torres de Energia Solar Concentrada - CSPT - são mais adequadas para aplicações de larga escala entre 30-800 MW. A pioneira usina hidroelétrica de Paulo Afonso I, em Paulo Afonso no Rio São Francisco tem uma capacidade de 180 MW(quando tem agua suficiente no rio São Francisco para movimentar todas suas turbinas). Nos períodos de grandes secas esta capacidade chegar a baixar para 20% ou menos. CSPs usam como elemento de absorção e retenção de calor um liquido condutor.  Este liquido  é uma mistura de dois sais composto de: 60% de nitrato de sódio e 40 % do nitrato de potássio. A mistura liquidifica-se a 220 º C  (428 º F) e é mantido em estado liquido a  (290 º C/554 º F) no “tanque de armazenamento esfriado”.
    • Usina de CSPT de Geracao de Eletricidade - Heliostasts e Torre Para que a CSPT continue produzindo eletricidade continuadamente, o liquido condutor é termicamente  armazenado (os tanques são revestidos de isolantes térmicos) durante períodos nublados ou à noite. Isto permite a usina CSPT operar 24 horas por dia. O dimensionamento dos tanques de estocagem e retenção de calor é um fator super importante no dimensionamento das usinas CSPTs. Os tanques de alta temperatura se bem isolados podem estocar o liquido condutor por até 13 horas ou um pouco mais.
    • Atualmente existem várias CSPTs sistemas funcionando no mundo inteiro. Nos USA, plantas CSPT vêm operando comercialmente de forma contínua e confiável por mais de 15 anos produzindo eletricidade em estados como California e Nevada. A empresa privada, Arizona Power Company, esta construindo uma  CSPT no deserto de Mojave para uma capacidade de 280 MW ou para abastecer 70.000 casas. O maior CSPT ate agora construída esta na cidade de Sevilla na Espanha. A usina CSPT no Sul de Espanha, conhecida como Andasol 1, começou a operar em novembro passado e agora produz  50 MW de potência, energia suficiente para abastecer 50.000 a 60.000 casas. Usina Solar de Geração de Eletricidade CPST em Sevilla - Espanha
    • Estudos recentes estimam que em 2050,  15% da total demanda de energia mundial poderá ser suprida por CSP sistemas. Recentemente uma empresa do Arizona assinou um contrato com a China para produzir 2.000 MW de energia solar no interior do deserto da Mongólia . O projeto prevê o fornecimento de energia suficiente para abastecer 3 milhões de casas. A China planeja produzir 20 GW de energia solar até 2020.
    • Refletores Solares
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    • http:// mybelojardim.com/usinas-de-energia-solar-concentrada-uso-de-sal-derretido-para-estocar-calor-operar-noite-dia/
    • Solar 2 power tower in Barstow, California. The plant uses a combination of 60% sodium nitrate and 40% potassium nitrate as a working luid and heat storage medium.
    • Usina de energia solar na Espanha.
      • A capacidade atual
      • do Solar Tower é 11MW.
      • Quando concluída em
      • 2013, irá produzir cerca
      • de 300MW, energia
      • suficiente para 180.000
      • domicílios, equivalente
      • às necessidades da
      • cidade de Sevilha.
      • PS10 usa 624 heliostatos (espelhos) em cerca de 185 hectares
      • Não emissão anual de
      • 600.000 toneladas de
      • dióxido de carbono.
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    • O Google fez um acordo para investir U$ 168 milhões em uma usina de energia solar, no deserto de Mojave - Califórnia – EUA. O investimento vai para a empresa Bright Source Energy, empresa que desenvolve e opera grandes usinas de energia solar. O projeto se chama Ivanpah,. O Ivanpah Solar Energy Generating System irá produzir quase o dobro da quantidade de energia solar produzida comercialmente hoje em dia nos Estados Unidos. Quando a usina ficar pronta e funcionando 13,5 milhões de toneladas de dióxido de carbono deixarão de ser produzidas.
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    • http://mybelojardim.com/inaugurada-usina-solar-sterling-de-geracao-de-eletricidade/ Usina Solar de Motor Stirling
    • Usina Solar Stirling de Geração de Eletricidade Arizona-USA A primeira usina comercial do mundo que usa tecnologia Stirling de concentração de energia solar em discos parabólicos gigantes para gerar eletricidade a partir do sol. Instalados 60 coletores-parabólicos solares, chamados de  SunCatcher. Cada unidade parabólica produz 25 kW Capacidade total de 1,5 MW de geração de eletricidade. Suficiente para suprir as necessidades energéticas de cerca de 200 casas A tecnologia de discos Stirling capta o calor usando um disco parabólico espelhado que se move constantemente para acompanhar o movimento do sol. O calor é dirigido a um pistão  contendo gás hidrogênio o qual move um motor Stirling para produzir eletricidade.
    • 1 - o motor Stirling. 2 - um gerador de corrente. 3 - ventilador de refrigeração do motor Stirling. 4 - O sistema de atribuição de calor não utilizado de uma caldeira para o fornecimento de energia térmica a um motor Stirling - usado para aquecimento doméstico e na produção de água quente. 5 - resfriamento do radiador. 6 - A câmara de conversão de vapor de água na mistura de hidrogênio e oxigênio. 7 - sistema de arrefecimento do vapor de água de mistura de hidrogênio e oxigênio para o ponto de condensação do vapor de água. 8 - caldeira para fornecimento de calor para o motor Stirling. 9 - cerâmica, isolamento térmico da parede. 10 - fornecimento de Distribuição sites de oxigênio e hidrogênio. 11 - painel de isolamento térmico que separa a estação de energia na atmosfera. 12 - o calor. 13 - Espelho com sistemas de orientação automática. 14 - O fluxo solar concentrada. 15 - eletrolisador. 16 - reservatório com água purificada. 17 - os tanques de hidrogênio e oxigênio. 18 - sistema de alimentação.
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    • Usina solar concentrada usando calha parabólica Toda a radiação pode ser concentrada com refletores solares. Uma Calha Parabólica concentra a luz em uma linha ou um Prato Parabólico concentra a luz em um ponto. Ambos os refletores solares tem resultados excelentes na geração de energia elétrica. Através do Projeto Solar com Calha Parabólica,se obtém vapor superaquecido a 400 graus centígrados para ser usado em caldeira industrial ou gerar energia elétrica.
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    • Uso em coberturas de industria ou prédios comerciais Aquecimento de água Geração de energia elétrica Ar condicionado Dessalinizador
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    • Fonte – Siemens (7)
    • Um consórcio de empresas de multinacionais – que reúne gigantes como Siemens, RWE, E.On e Deutsche Bank, entre outros – assinou carta de intenções para criar o maior projeto de energia solar do planeta: a Iniciativa Industrial Desertec. O projeto prevê a construção de uma rede de usinas de produção de energia totalmente limpa no Deserto do Saara, no norte da África, e de redes transmissão de energia, capaz de fornecer pelo menos 15% da eletricidade consumida na Europa, além de dois terços da necessidade do norte africano e do Oriente Médio. O Desertec foi orçado em US$ 577 bilhões e prevê a instalação de uma tecnologia solar de última geração, que utiliza espelhos para concentrar a luz do sol sobre torres de energia que produzem vapor, que por sua vez movimentam turbinas que produzem eletricidade. Iniciativa Industrial Desertec
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    • O FUTURO: TORRE SOLAR TERMO EÓLICA
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    • Solar Tower Prototype in Manzanares, Spain via www.climate-changer.com
      • Planta piloto em Manzanares
      • Altura da chaminé = 195m
      • Coletor = 248m de diâmetro
      • Potência nominal = 50kW foi testado na Espanha 1985-1989 (construção iniciada em 1981).
      • Operou por 32 meses no modo totalmente automático.
      • A chaminé solar representa uma tecnologia mais confiável.
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    • Coletor
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    • O Brasil tem, hoje, 6 milhões de metros quadrados de área acumulada de aquecedores solares instalados, o equivalente a 750 campos de futebol, gerando 4.000 MWth de energia térmica. Ou, ainda, equivalente ao dobro da capacidade das Usinas Nucleares Angra I e II somadas. Em 2015, o país deverá chegar aos 15 milhões de metros quadrados de coletores, caso se mantenham os atuais índices de crescimento do setor. A China detém 50% do parque de aquecedores solar instalado no mundo, enquanto que, apesar do crescimento, o Brasil não passa de 7%. O crescimento da produção de sistemas de aquecimento solar de água na última década foi de, em média, 15%. Saltou para 18,9% em 2009 e para 21,1% em 2010, com 1 milhão de metros quadrados produzidos, empregando 30 mil funcionários. (5) Aquecedores Solares Hidráulicos
    • (a) Energia total necessária para aquecimento (b) tempo de retorno do Investimento (PB). Tempo de retorno de investimento: O sistema adotado para o cenário apresenta uma área útil de 1,6m2 com volume diário de 120 litros e preço total de US$500 (2006). A curva de eficiência atende o padrão classificado como Tipo A pelo INMETRO (Instituto Brasileiro de Metrologia). O ciclo de vida considerado na análise tem a duração de 20 anos. Considerou-se o custo da eletricidade em 0,12US$/kWh, a inflação do combustível em 5%aa e uma taxa de juros de 10%aa.
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    • Aquecedores solar de baixo custo
    • Aquecedores Solares Heliotek na CDHU de Piraju F 299 casas populares com o kit de aquecimento solar de água Heliotek, sendo 149 de 43 m² de área construída e 2 dormitórios, e 150 de 3 dormitórios e área de 60 m². O kit de aquecimento solar de água é constituído por um reservatório de 200 litros e um coletor solar Quality Line, dimensionado para uma família de quatro a cinco pessoas, tamanho médio de uma família da CDHU, fazendo com que a conta de luz reduza de 30% a 40% no final do mês.
    • Aquecedores solares de piscina
      • Apoio eletro eletrônico para aquecer a
      • água do boiler.
      • Apoio eletro eletrônico para aquecer a
      • água no ponto de saída do boiler.
      Os reservatórios térmicos (Boiler) são cilindros de cobre, inox ou polipropileno, isolados termicamente com poliuretano expandido sem CFC, que não agride a camada de ozônio.
    • Aquecedor solar a vácuo
    • Aquecedor solar a vácuo
      • Vantagem do aquecedor solar a vácuo:
      • Maior capacidade de Absorção da Energia Solar
      • Maior eficiência energética – A partir de 75% contra 55% de placas planas.
      • Temperatura média da água - 85ºC podendo atingir 100ºC
      • Os tubos Coletores do sistema de aquecimento solar a vácuo são
      • confeccionados com vidro borossilicato temperado de alta resistência,
      • desenvolvidos para resistir a geadas na Europa, estes tubos resistem a
      • chuvas de granizo de até uma polegada e possuem alta de carga. A dureza
      • deste vidro é muito superior a do vidro temperado ou laminado, o ponto de
      • maleabilidade do vidro borossilicato é de 800ºC enquanto a do vidro
      • temperado é de 500ºC.
    • Jose Alcino Alano Aquecedor solar construído com garrafas pet Aquecedor solar de baixo custo
      • Feito de garrafas pet
      • Caixas de leite
      • pintadas de preto
      • Tubos de PVC
    • Creche Joana de Angelis – Tubarão - SC Creche Chico Mendes – Florianópolis - SC
    • Sistema de iluminação natural tubular
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    • Sistema de Iluminação com Fibra Ótica e Coletor Solar
      • O Sollektor é um dispositivo para coletar a luz solar e transportá-la através de fibra ótica para o interior dos edifícios.
      • Vantagens:
      • • Economiza energia
      • • Luz sem calor (sem radiação infravermelha)
      • • Não gera CO2
      • • Ilumina ambientes com luz natural
      • Não aquece
      • Não transporta os raios nocivos ao ser humano (UV)
      • • Recuperação de custos após 2 - 4 anos
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    • Sistema Híbrido de Iluminação Solar
    • Tipos de coletores solar
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    • Sistema de iluminação solar Himaware - Japão
    • Combustão reversa: pesquisa quer transformar CO2 em combustível líquido Com informações da Agência Fapesp - 30/05/2011 Densidade do combustível A tecnologia de baterias poderá passar por uma revolução no futuro, mas, enquanto isso não acontecer, os combustíveis líquidos permanecerão como a forma de energia mais concentrada e eficiente disponível para suprir as necessidades da humanidade. Utilizar a energia do Sol para transformar os resíduos da combustão em insumos para a fabricação de novos combustíveis líquidos é o objetivo das pesquisas de um grupo de cientistas dos Estados Unidos, com coordenação de Nancy Jackson , presidente da Sociedade Norte-Americana de Química (ACS, na sigla em inglês). Jackson está no Brasil nesta semana, participando da Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química (SBQ), em Florianópolis. A pesquisadora apresentou uma conferência intitulada Da luz do Sol para o petróleo: conversão termal solar de dióxido de carbono em combustíveis líquidos . A equipe de seu laboratório já está trabalhando na engenharia do reator capaz de utilizar a energia solar para transformar o dióxido de carbono - produto da queima de combustíveis como gasolina e etanol - em monóxido de carbono, que pode ser utilizado na produção de combustíveis. Desafios e Perspectivas Para o Futuro:
    • Combustão reversa É isto o que está tentando fazer o professor Rich Diver, dos Laboratórios Sandia, nos Estados Unidos. Utilizando um gigantesco concentrador de energia solar, ele está utilizando a combustão reversa para reenergizar o CO 2 e transformá-lo em monóxido de carbono. O CO poderá ser utilizado para a produção de hidrogênio ou servir como um dos elementos no processo de fabricação de combustíveis líquidos, como o metanol ou até mesmo a gasolina ou o óleo diesel. Forno solar O enorme forno solar quebra as ligações carbono-oxigênio no dióxido de carbono e gera monóxido de carbono e oxigênio puro. A idéia original do reator era quebrar a água em hidrogênio e oxigênio, para utilização do hidrogênio como combustível. Logo, porém, os pesquisadores viram que seu invento era mais versátil do que eles pensaram inicialmente. Reciclagem do CO 2 A idéia é poder reciclar o dióxido de carbono várias e várias vezes, produzindo combustíveis a partir do resíduo dos combustíveis. Os pesquisadores acham que podem utilizar o dióxido de carbono que sai das chaminés de termoelétrica ou da fermentação da cana de açúcar na produção do etanol , transformando-o em combustíveis líquidos. Para cada molécula de etanol, é produzida também uma molécula de dióxido de carbono. Há outros grupos de pesquisa que estão aprendendo como separar o dióxido de carbono a partir do ar. É o que as plantas fazem: usam o dióxido de carbono do ar para crescer. Então há diferentes maneiras para conseguir o dióxido de carbono. Essas tecnologias já existem. Quanto tempo essa tecnologia levará ainda para ser implementada?   Estamos falando em algo como sete ou oito anos. O conceito já está desenvolvido e o que falta é a engenharia e o escalonamento?   Nancy Jackson - Sim. Há ainda muitos desafios , porque a temperatura de que precisamos para mudar o dióxido de carbono, que é tão estável, é tão alta que isso torna difícil a tarefa de definir materiais . Muitos deles não aguentam altas temperaturas e, se esquentamos e esfriamos sucessivamente, a maior parte dos materiais tende a não resistir . Há muitos desafios. O primeiro passo é o mais difícil. E é isso que estamos fazendo agora. fonte: www.inovacaotecnologica.com.br   vez.
    • Principais centros de pesquisa em energia fotovoltaica no Brasil: Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal de Santa Catarina (Labsolar/UFSC) – http://www.labsolar.ufsc.br Laboratório de Sistemas Fotovoltaicos da Universidade de São Paulo (USP) – http://www.energia.usp.br/lsf/ Laboratório de Energia Solar da Universidade Federal do Rio Grande do Sul – http://www.solar.ufrgs.br/ Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito (Cresesb) – http://www.cresesb.cepel.br Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas da Universidade Federal do Pará (GEDAE/UFPA) – http://www.ufpa.br/gedae Eletrobras/Cepel – http://www.cepel.br/
      • Referência:
      • Pereira, Enio Bueno – Martins, Fernando Ramos – Abreu, Samuel Luna de – Rüther, Ricardo - Atlas Brasileiro de
      • Energia Solar – São José dos Campos, 2006
      • 2. Agência Nacional de Energia Elétrica, Ministério de Minas e Energia. Balanço Energético
      • Nacional - BEN 2004, 2004. [online] http://www.mme.gov.br/, 2005.
      • 3 – Salamoni, Isabel Tourinho - Um programa residencial de telhados solares para o Brasil: diretrizes de políticas
      • públicas para a inserção da geração fotovoltaica conectada à rede elétrica – Tese – Orientador: Ricardo Rüther
      • UFSC – Florianópolis – SC -2009
      • 5. Associação Brasileira de Refrigeração, Ar Condicionado, Ventilação e Aquecimento. [online]:
      • www.abrava.com.br. /www.aecweb.com.br/aec-news/materia/4229/
      • 6. http://catedradogas.iee.usp.br/gasnatural/historicomundo.htm - (2) International Energy Agency - IEA. Key World
      • Energy Statistics, 2009
    • 7 - Siemens, Pictures of the Future | Fall 2009 - www.siemens.com/pof. 8 – http:// liverpool.academia.edu/MohammedMayhoub/Papers/380124/ Um estudo de viabilidade dos sistemas de luminacao hibridos 9 – Weigmann, Paulo Roberto - Energia Fotovoltaica – ECOenergia - IFSC – Slides de aula. 10 – Palz, Wolfgang – Energia solar e fontes alternativas – Editora Hemus – Curitiba – PR – 2002 11 – MRS Bulletin, Volume 33, abril de 2008. www.mrs.org/bulletin 11 – www. Americadosol.org 12 – www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=fusao-nuclear&id=010815110823