Fontes de energia
As fontes de energia podem classificar-se em:
Fontes de energia primárias – quando ocorrem livremente na Natureza. Ex.: Sol, água, vento, gás natural, petróleo bruto
As fontes de energia primárias podem ser:
Fontes de energia renováveis são aquelas que se renovam continuamente na Natureza, sendo, por isso inesgotáveis.
Fontes de energia não renováveis são aquelas cujas reservas se esgotam, pois o seu processo de formação é muito lento comparado com o ritmo de consumo que o ser humano faz delas.
Fontes de energia secundárias – quando são obtidas a partir de outras.
Ex.: eletricidade, gasolina, petróleo.
Energia Hídrica
A energia hídrica é a energia proveniente do movimento das águas doces. Quando chove nas colinas e montanhas a água concentra-se em rios, ribeiras e correntes que se deslocam para o mar. A energia é produzida por meio do aproveitamento do potencial hidráulico existente nos rios, utilizando desníveis naturais, como quedas de água, ou artificiais como as barragens.A produção deste tipo de energia é principalmente efectuada através de centrais hidroeléctricas de maior ou menor dimensão, que consistem na construção de pequenos açudes ou barragens, que desviam uma parte do caudal do rio, para lho devolver num local desnivelado, onde são instaladas as turbinas, produzindo assim electricidade, que é depois distribuída pela rede eléctrica.
Os Estados Unidos continuam sendo o maior produtor mundial, com uma produção de mais de 300 TWh, seguidos pelo Canadá (mais de 250 TWh) (Esses dois países possuem algumas das mais importantes usinas hidrelétricas, com capacidades de produção muito variadas (condicionadas pelo débito e pela altura da queda), atingindo de algumas centenas a vários bilhões de KWh.
PRÓ: é uma fonte de energia renovável, que produz eletricidade de forma limpa, não poluente e barata.
CONTRA: exigem grande investimento inicial na construção de barragens. Podem ter a operação prejudicadas pela falta de chuvas.
No Brasil a maior quantidade de energia elétrica produzida provém de usinas hidrelétricas (cerca de 95%). Em regiões rurais e mais distantes das hidrelétricas centrais, têm-se utilizado energia produzida em usinas termoelétricas e em pequena escala, a energia elétrica gerada da energia eólica.
vídeo instrutivo : http://www.youtube.com/watch?v=wVvM2l90W0Y
Energia Termica
Energia térmica é calor! é o tipo de energia associada às variações de temperatura dos materiais.
Nas usinas termoelétricas a energia elétrica é obtida pela queima de combustíveis, como carvão, óleo, derivados do petróleo e, atualmente, também a cana de açúcar (biomassa).
A produção de energia elétrica é realizada através da queima do combustível que aquece a água, transformando-a em vapor. Este vapor é conduzido a alta pressão por uma tubulação e faz girar as pás da turbina, cujo eixo está acoplado ao gerador.
Em seguida o vapor é resfriado retornando ao estado líquido e a água é reaproveitada, para novamente ser vaporizada.
As vantagens das usinas são: o pequeno espaço que elas ocupam; custo baixo na construção; podem ser construídas onde mais são necessitadas, assim economizando no transporte da energia; não alaga regiões vizinhas (diferente das hidrelétricas).
As desvantagens das usinas são: alto preço do combustível; geram muitos resíduos; poluem muito o ar; utilizam recursos não renováveis.
"a termoelétrica é barata de se construir, mas cara de se manter"
No Brasil este é o segundo tipo de fonte de energia elétrica que está sendo utilizado, e agora, com a crise que estamos vivendo, é a que mais tende a se expandir.
Energia Nuclear
Energia Nuclear
Energia nuclear é a energia liberada durante a fissão ou fusão dos núcleos atômicos. As quantidades de energia que podem ser obtidas mediante processos nucleares superam em muitas as que se pode obter mediante processos químicos, que só utilizam as regiões externas do átomo.
A energia nuclear é uma das mais eficientes, mas o seu custo é elevado por causa dos sistemas de emergência, de contenção de resíduos radioactivos e de armazenamento da energia. O processo de produção baseia-se no urânio. Depois de extraída, a matéria-prima é enriquecida (a sua concentração natural é de 0,7% e eleva-se para 2% a 5%). A produção de energia resulta do processo de fissão: quando o núcleo atinge o átomo, este divide-se e liberta energia em forma de calor.
Este processo passa-se dentro do reactor nuclear blindado em aço e com a passagem de água e a libertação de calor produz-se vapor. O vapor faz com que a turbina e o alternador funcionem. Depois de passar na turbina, o vapor arrefece e vai para um condensador, transforma-se de novo em água, que é enviada para um gerador de vapor.
Países europeus são os que mais utilizam energia nuclear. Levando-se em consideração a produção total de energia elétrica no mundo, a participação da energia nuclear saltou de 0,1% para 17% em 30 anos, fazendo-a aproximar-se da porcentagem produzida pelas hidrelétricas. De acordo com a Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) no final de 1998 havia 434 usinas nucleares em 32 países e 36 unidades sendo construídas em 15 países. A decisão de construir usinas depende em grande parte dos custos de produção da energia nuclear.
A fissão nuclear é a principal aplicação civil da energia nuclear. É usada em centenas de centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coréia do Norte, Paquistão Índia, entre outros.
A energia nuclear tem sido a energia que mais controvérsia tem gerado, muitas vezes por estar associada para o cidadão comum a dispositivos bélicos e tantas outras vezes por desconhecimento de todas as potencialidades que possui este tipo de energia. Em 1942, Enrico Fermi consegui pôr em marcha o primeiro reactor nuclear. Desde então a energia nuclear tem sido olhada das mais diversas formas.No inicio parecia tratar-se de uma energia limpa e sem riscos. No entanto, o tempo mostrou-nos o contrário ao reveler-nos desastres como Windscale(1957), Three Mile Island(1979)e Chernobyl (1986), e problemas tão graves como os resíduos e as armas nucleares.
A procura da tecnologia nuclear no Brasil começou na década de 50, com Almirante Álvaro Alberto, que entre outros feitos criou o Conselho Nacional de Pesquisa, em 1951, e que importou duas ultra-centrifugadoras da Alemanha para o enriquecimento do urânio, em 1953.
A decisão da implementação de uma usina nuclear no Brasil aconteceu em 1969. E que em nenhum momento se pensou numa fonte para substituir a energia hidráulica, da mesma maneira que também após alguns anos, ficou bem claro que os objetivos não eram simplesmente o domínio de uma nova tecnologia.
Vídeo instrutivo: http://www.youtube.com/watch?v=e3V8pvX5PzQ&feature=related
Curiosidade:
- O primeiro fenômeno nuclear ocorreu em 1896. O pesquisador H Becquerel descobriu a emissão de radioatividade pelo urânio.
Energia Geotermica
Energia geotérmica apresenta um espectro de pesquisa e métodos de usos em diferentes fases de desenvolvimento na engenharia e na economia. Amplamente, os recursos acontecem naturalmente nas formas de vapor, água quente (aquifers) e pedras quentes e a fase de desenvolvimento é ditada pela disponibilidade natural e o custo de extração. A temperatura da água quente pode ser maior que 200 C.
A primeira tentativa de gerar eletricidade de fontes geotérmicas se deu em 1904 em Larderello na região da Toscana, na Itália. Contudo, esforços para produzir uma máquina para aproveitar tais fontes foram mal sucedidos pois as máquinas utilizadas sofreram destruição devido a presença de substâncias químicas contidas no vapor. Já em 1913, uma estação de 250 kW foi produzida com sucesso e por volta da Segunda Guerra Mundial 100 MW estavam sendo produzidos, mas a usina foi destruída na Guerra.
Energia geotermica, como qualquer outra fonte de energia, tem suas vantagens e desvantagens. Uma das principais vantagens da energia geotérmica é de que ela é uma fonte de energia inesgotável, sendo um dos principais investimentos de muitos países. A energia geotérmica é uma fonte de energia renovável porque o interior da Terra está em constante estado de produção de calor, o que significa que a energia geotérmica não pode ser esgotada de forma alguma, como o que acontece com os combustíveis fósseis.
Um ponto desfavorável em termos de geração de energia geotérmica é que a sua produção é economicamente viável somente em áreas onde há quantidade adequada de pedras quentes, que dá a condição adequada de profundidade de perfuração. A perfuração também precisa ser efetuada com muito cuidado porque os gases nocivos podem escapar do solo, causando danos ambientais significativos no processo.
Os mesmos efeitos anbientais seriam provocados pela desenvolvimento de fábricas de HDR tais como nos aquifers exceto pelo uso de ciclo fechado que evita a emissão de gases tóxicos. Os mesmos problemas da rejeição de calor discutido para os aquifers são aplicados aqui.
No Brasil ainda não temos nenhuma usina de geração de eletricidade geotérmica, mas já existem usinas em funcionamento em alguns Países como a Nova Zelândia, Estados Unidos, México, Japão, Filipinas, Kenia e Islândia.
Um importante acervo de dados e informações técnicas sobre o potencial e a possibilidade do uso da energia geotérmica no Brasil encontram-se disponíveis nos Anais do Simpósio Brasileiro sobre Técnicas Exploratórias Aplicadas à Geologia, promovido pela Sociedade Brasileira de Geologia em Salvador - Bahia, no ano de 1984. Nesse Simpósio, foram discutidos vários aspectos relacionados aos sistemas de baixa, média e alta entalpia, e a necessidade de se desenvolver um programa de pesquisa de âmbito nacional, visando obter uma idéia mais precisa sobre os recursos e sobre a potencialidade do território brasileiro em energia geotérmica.
Energia Eólica
Energia eólica é aquela gerada pelo vento. Desde a antiguidade este tipo de energia é utilizado pelo homem, principalmente nas embarcações e moinhos. Atualmente, a energia eólica, embora pouco utilizada, é considerada uma importante fonte de energia por se tratar de uma fonte limpa (não gera poluição e não agride o meio ambiente).
Grandes turbinas (aerogeradores), em formato de cata-vento, são colocadas em locais abertos e com boa quantidade de vento. Através de um gerador, o movimento destas turbinas gera energia elétrica.
Atualmente, apenas 1% da energia gerada no mundo provém deste tipo de fonte. Porém, o potencial para exploração é grande.
As diferenças de pressão atmosférica causadas pelo aquecimento diferencial terrestre provocam deslocação de massas de ar (vento), a deslocação destas massas de ar são influenciadas pelas condições atmosféricas (intensidade e direcção) por obstáculos e condições do solo. O aproveitamento da energia cinética do vento é efectuada através de turbinas eólicas acopladas a geradores. A este conjunto turbina-gerador é habitualmente chamado Aerogerador. Existem vários tipos de turbinas eólicas cujas as diferenças incidem essencialmente na direcção do eixo de rotação (vertical e horizontal), forma e número de pás que constituemo rotor.
Quando exposto a vento suficiente, um aerogerador produz corrente alternada (CA). Depois de rectificada (CC) esta corrente é usada para carregar de baterias e posteriormente convertida em corrente alterna. Todos os aerogeradores vêm com o seu próprio sistema de controle de carga (A, B).
Tal como a energia solar a energia eólica é uma energia limpa, a sua inclusão em áreas ventosas em ambientes domésticos pode rapidamente trazer o retorno do investimento efectuado. Pode funcionar em simultâneo com módulos energéticos solares. O seu funcionamento não difere substâncialmente, a energia captada por um aerogerador carrega um conjunto de baterias.
Atualmente, a energia eólica é utilizada em larga escala no mundo. Na última década, sua evolução demonstra sua aceitação como fonte geradora, com tendências de crescimento expressivo relativamente às matrizes energéticas dos paises que a utilizam. Hoje, existem mais de 30.000MW de capacidade instalada no mundo. A maioria dos projetos está localizada na Alemanha, Dinamarca, Espanha e Estados Unidos. Com a sua popularização (em 2005 obteve um crescimento de 18%) surgiram os “grupos anti-energia eólica”, que dizem que as hélices causam poluição visual e sonora a quem mora perto e, algo ainda não provado, acabam com as aves da região.
A energia eólica é uma abundante fonte de energia, renovável e limpa, além de tida como uma das grandes soluções para o aquecimento global. O custo dos geradores eólicos é elevado, porém o vento é uma fonte inesgotável de energia. E as plantas eólicas têm um retorno financeiro a um curto prazo.
O Brasil tem um dos maiores potenciais eólicos do planeta e, embora hoje o vento seja responsável por míseros 29 megawatts (MW) dos cerca de 92 mil MW instalados no país, há planos ambiciosos para exploração dessa fonte de energia. Apoiado no Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia (Proinfa), lançado pelo Ministério de Minas e Energia, o Brasil pretende atingir, em 2008, cerca de 1.500 MW gerados pelo vento - um terço disso será instalado no Ceará e deve suprir mais da metade da demanda do estado.O que impede a instalação de mais centrais eólicas ainda éo preço. A energia gerada por uma central eólica custa entre 60% e 70% a mais que a mesma quantidade gerada por uma usina hidrelétrica. Por outro lado, a energia do vento tem a grande vantagem de ser inesgotável e causar pouquíssimo impacto ao ambiente.
A energia produzida pelo vento é um recurso energético natural que pode ser aproveitado com um investimento reduzido, é especialmente rentável em locais com muito vento. Um gerador eólica caseiro é algo possível de fazer sem custos muito elevados.
Vídeo instrutivo: http://www.youtube.com/watch?v=VadI_HA3duE&feature=fvst
Energia das Marés
| Os oceanos podem ser uma fonte de energia para iluminar as nossas casas e empresas. Neste momento, o aproveitamento da energia dos mar é apenas experimental e raro. Mas como é que se obtém energia a partir dos mares? Existem três maneiras de produzir energia usando o mar: as ondas, as marés ou deslocamento das águas e as diferenças de temperatura dos oceanos. |  |
A energias das ondas;
A energia cinética do movimento ondular pode ser usada para pôr uma turbina a funcionar.A energia das marés
A energia da deslocação das águas do mar é outra fonte de energia. Para a transformar são construídos diques que envolvem uma praia. Quando a maré enche a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem.
Para que este sistema funcione bem são necessárias marés e correntes fortes. Tem que haver um aumento do nível da água de pelo menos 5,5 metros da maré baixa para a maré alta. Existem poucos sítios no mundo onde se verifique tamanha mudança nas marés.
A energia térmica dos oceanos
O último tipo de energia oceânica usa as diferenças de temperatura do mar. Se alguma vez mergulhares no oceano notarás que a água se torna mais fria quanto mais profundo for o mergulho. A água do mar é mais quente á superfície porque está exposta aos raios solares; é por isso que os mergulhadores vestem fatos próprios para mergulhar em zonas profundas. Os fatos colam-se ao corpo mantendo-o quente.Pode-se usar as diferenças de temperatura para produzir energia, no entanto, são necessárias diferenças de 38º Fahrenheit entre a superfície e o fundo do oceano. Esta fonte de energia está a ser usada no Japão e no Hawai, mas apenas como demonstração e experiência.
Principais vantagens e desvantagens:
As principais vantagens deste tipo de energia é o facto de ser uma energia renovavel (não se esgota), não ser poluente e causar pouco impacte ambiental.
A desvantagem de utilizar a energia das marés na obtenção de energia é que o fornecimento não ser continuo apresentado assim baixo rendimento.
Como já foi referido, em Portugal existe aproveitamento de energia a partir da energia das marés. Moinhos de maré foram sendo construidos em Portugal a partir do seculo XIII, estando situados por quase todo o país, do Minho ao Algarve, na desembucadura dos rios, estuários e em rias.O Brasil: A energia das marés não é utilizada no Brasil. A maior usina movida a maré já construída foi concluída em 1967 na França, na região da Bretanha, no estuário do rio Rance e gera eletricidade tanto ao esvaziar quanto ao encher a represa.
Vídeo instutivo: http://www.youtube.com/watch?v=qRUl1mJQHmc&feature=player_embedded
Energia Solar
Energia solar é aquela proveniente do Sol (energia térmica e luminosa). Esta energia é captada por painéis solares, formados por células fotovoltáicas, e transformada em energia elétrica ou mecânica. A energia solar também é utilizada, principalmente em residências, para o aquecimento da água.
A energia solar é considerada uma fonte de energia limpa e renovável, pois não polui o meio ambiente e não acaba.
A energia solar ainda é pouco utilizada no mundo, pois o custo de fabricação e instalação dos painéis solares ainda é muito elevado. Outro problema é a dificuldade de armazenamento da energia solar.
Os países que mais produzem energia solar são: Japão, Estados Unidos e Alemanha.
A recolha directa de energia solar requer dispositivos artificiais chamados coletores solares concebidos para recolher energia, muitas vezes após a concentração dos raios do sol da energia, uma vez recolhida, é utilizado em processos térmicos ou fotoeléctrica ou fotovoltaica. Nos processos térmicos, a energia solar é usada para aquecer um gás ou um líquido que é, então, armazenados ou distribuídos. No processo fotovoltaica, energia solar é convertida em eletricidade, sem qualquer intermediário dispositivo mecânico. Os coletores solares podem ser de dois tipos principais: o plano de placa e concentrada.
AS VANTAGENS:
A energia solar é totalmente limpa;
Tem produção descentralizada, ou seja, cada residência pode ser um mini usina e gerar sua própria eletrecidade;
A manutenção dos equipamentos é muito baixa e a vida útil é de até 30 anos, em média;
É uma ótima alternativa para lugares remotos onde é muito difícil o acesso à rede elétrica tradicional;
A principal matéria prima para fabricação das células é o silício, elemento que o Brasil tem de sobra.
AS DESVANTAGENS:
Ainda é muito cara;
Sua produtividade varia de acordo com as condições atmosféricas do local;
Não há produção de energia durante a noite e as tecnologias de armazenamento de energia ainda são incipientes;
Nas latitudes médias a produção é substancialmente menor nos meses de inverno.
No Brasil já existe um projeto para usar a energia solar para abastecer de energia elétrica os sistemas de irrigação no interior de Minas Gerais. Pesquisadores da UFMG estão desenvolvendo um sistema de irrigação pioneiro, que aproveita a energia elétrica gerada por placas fotovoltaicas de silício para alimentar os motores e acionar as bombas d´água. Os pequenos agricultores da região gastam cerca de R$ 600,00 em energia por hectare, o que representa 30% do custo da produção. Se em países da Europa como Espanha e Alemanha já existem grandes centrais de captação de energia solar, o aproveitamento dessa tecnologia no Brasil poderia ser muito maior. O lugar menos ensolarado do Brasil (Florianópolis) recebe 40% a mais de energia solar que o lugar mais ensolarado da Alemanha; só em 2007 os alemães instalaram painéis solares em seus telhados que produzem o equivalente em energia elétrica á produção da usina nuclear de Angra 2 (1.200 megawatts). A Alemanha conta com subsídios federais para a produção de energia elétrica a partir da energia solar, e é o pioneiro no incentivo ao uso da energia solar. (fonte: artigo de Herton Escobar)
O problema ainda é o custo da energia elétrica solar, cerca de dez vezes mais que a energia elétrica convencional. Outro problema é a escala, ou seja, a quantidade de energia necessária para abastecer as necessidades nacionais. Uma tecnologia cara como essa precisaria de subsídios e apoio do governo para que pudesse decolar, a exemplo da indústria nacional de álcool combustível, que teve subsídios no início, mas hoje caminha “com as próprias pernas”. Apesar de ser rico em silício, o Brasil não produz painéis fotovoltaicos, que ainda precisam ser importados. Outros países já utilizam tecnologias alternativas à fotovoltaica, que utilizam espelhos para concentrar a radiação solar sobre linhas de fluidos condutores de calor. Vídeo instrutivo: http://www.youtube.com/watch?v=EVaoMBZ_9-s
