Você sabia que...

• seria necessária uma área equivalente a 4x a cidade de Lisboa de painéis fotovoltaicos para satisfazer o consumo elétrico em Portugal?

• em cada hora de consumo elétrico, cinco minutos são de produção eólica?

• Portugal tem cerca de 250km de costa, onde se poderiam instalar 5GW de parques de ondas?

• o balanço das emissões de CO2 resultante da queima de biomassa é nulo?

• Portugal aproveita menos de 50% do seu potencial hidroelétrico?

• este ano, a produção de energia elétrica a partir de recursos geotérmicos aumentou 1,6%?

Energia Geotérmica

Primeiramente, o que significa “Geotérmica”?
Geotérmica significa terra calor ou calor a partir da Terra. Este calor origina no núcleo da Terra, onde as temperaturas atingem 7000 graus centígrados, e são continuamente conduzidas para a parte de fora da superfície. O calor no núcleo da Terra é mantido através do constante decaimento de elementos radiativos no núcleo.
Há cinco fontes potenciais de energia geotérmica: hidrotermal reservatórios hidrotérmicos, energia da terra, salmoura geopressurizada, pedra quente e seca e magma. As duas primeiras fontes já estão em uso generalizado enquanto os três últimos só podem ser acessados por tecnologias avançadas e técnicas de engenharia. Estas tecnologias são apenas teóricas ou experimentais atualmente.

Reservatórios hidrotérmicos são grandes piscinas de vapor ou água quente, aprisionado em rochas porosas, que têm sido aquecidos pela energia a partir do núcleo da Terra. Eles só podem ser encontrados em algumas áreas do mundo, por exemplo, Japão, Nova Zelândia, e de outros países situados na região do ‘Anel de Fogo’ no Pacífico. Há também pontos quentes geotérmicos em lugares como Hawaii e Parque Nacional de Yellowstone, no EUA. Outros importantes reservatórios hidrotérmicos podem ser encontrados em países como a Islândia, Itália ou aquelas, ao longo do cinto geotérmico do Himalaia.
A energia da Terra pode ser encontrada praticamente em qualquer parte do mundo, e remete para a "massa térmica" superficial do solo. Isto significa que o solo e águas subterrâneas, a uma profundidade superficial, de cerca de 10 metros abaixo da superfície, mantém uma temperatura constante de cerca de 10 a 16 graus Celsius durante o ano todo. Nós somos capazes de usar essa a nossa vantagem no fornecimento barato de calor e de frio.

História

A data do uso direto de energia geotérmica é datada de milhares de anos atrás.
Por exemplo, existem evidencias de que os japoneses usavam fontes térmicas para tomar banho e cozinhar desde 11.000 aC. É também conhecido que os Índios Nativos Americanos acampavam perto de fontes térmicas na América do Norte por volta de 3.000 depois e utilizavam as fontes para se banhar e para propósitos medicinais.
Grandes ‘banhos romanos’ utilizando água quente natural foram construídos durante o império Romano a mais de 2000 anos atrás. A água era usada para aspectos medicinais, assim como para aquecimento.
A partir do século IX dC, as pessoas na Islândia plantavam suas culturas em terreno naturalmente aquecido. Isso teve o efeito de promoção de crescimento vegetal e trazendo uma colheita mais cedo. Um pouco mais tarde, em áreas de atividade geotérmica importante na Nova Zelândia, o povo Maori utilizava o solo aquecido para a cozedura a vapor.
Quase setecentos anos atrás, água quente, de até 85 graus Celsius a partir da bacia sedimentar Paris, em França, foi utilizada para aquecer edifícios. Spas minerais se tornaram extremamente popular em toda a Europa durante os últimos trezentos anos.
A energia geotérmica foi primeiramente utilizada para gerar energia elétrica em 1904 na Itália, utilizando aquilo que é conhecido como um "vapor seco". O campo geotérmico, em Lardarello na Toscana, ainda está em uso hoje.

Uso direto da energia geotérmica

Água quente vinda do subterrâneo, mas perto da superfície da Terra é canalizado diretamente nas instalações onde será usado. Usos comuns incluem spas, aquecimento de edifícios, estufas, piscicultura, estradas e vias. Outros usos incluem lavagem de lã, pasteurização de leite, desidratação de fruta, produção de papel e vários processos industriais.
Às vezes, uma extensa rede de canos pode ser utilizada para entregar água quente para todos os edifícios em um subúrbio ou cidade. Isso é chamado de um "regime de aquecimento urbano" e o melhor exemplo é a atual cidade de Reykjavik, capital da Islândia, onde praticamente todos os residentes recebem água quente canalizada.
A energia da Terra é utilizada diretamente pelas bombas de calor geotérmico (GHP's) para fornecer aquecimento ou esfriamento de baixo custo para um edifício. Tal como referido acima, no terreno logo abaixo da superfície da Terra mantém uma temperatura constante durante todo o ano, que pode ser usado para a nossa vantagem.
Existem essencialmente três componentes de uma GHP. Em primeiro lugar existe um permutador de calor, que é um sistema de tubos chamado um loop, enterrado no solo superficial perto do edifício que está a ser aquecido ou resfriado. Uma mistura de água e anticongelante é circulada pelo tubo e este líquido ou absorve calor ou libera calor no solo. O segundo componente de uma GHP é um sistema de dutos no interior do edifício, através da qual ar quente ou frio pode ser circulado. O terceiro componente é uma bomba de calor, que transfere calor entre o circuito e os dutos.
No inverno, porque o solo é mais quente que o ar, o calor da terra é transferido para o edifício, e este processo é invertido no verão. Como a eletricidade está sendo usada apenas para mover o calor em vez de gerar ele, a GHP é mais eficiente e rentável do que os métodos tradicionais de controle da temperatura.

Gerando eletricidade com a energia geotérmica

As centrais elétricas drenam vapor ou água muito quente de poços perfurados de reservatórios geotérmicos que estão pelo menos a uma milha abaixo da superfície. Atualmente existem três tipos diferentes de energia geotérmica em funcionamento comercial.

1. Plantas secas pelo vapor
O vapor é canalizado diretamente de um reservatório de energia geotérmica para ligar a turbina o gerador na superfície. Nota-se que o vapor seco é um recurso de alto grau mas relativamente raro. Por exemplo, nos EUA só existe uma área onde o vapor seco está disponível para uso comercial, sendo esta o campo de ‘Geysers’ no norte da Califórnia.

2. Plantas vaporizadas
Estes são os tipos mais comuns de energia geotérmica por plantas. Eles pegam água superaquecida, de pelo menos 182 graus C (360 graus F) de um reservatório bem fundo onde a água está sob alta pressão. A pressão previne a água de se tornar vapor, embora esteja mais quente do que o normal ponto de ebulição.
3. Ciclo de plantas binário
Neste ciclo a temperatura da água está na faixa de 107 e 182 graus C (ou 225 a 360 F). Isto não é suficientemente quente para a água se transformar em vapor mas o calor pode ser usado para ferver um fluido secundário. O fluido secundário tem um ponto de ebulição muito mais baixo do que o da água e normalmente é um composto orgânico como isopentano e isobutano. A água geotérmica é canalizada junto com o fluido secundário, em um permutador de calor, aquecendo o fluido secundário e tornando-se vapor, que é então utilizado para acionar as turbinas.
A água é injetada de volta ao solo para ser reaquecida enquanto o líquido secundário é recondensado em um líquido para ser re-utilizado. Não existem emissões causando poluição do ar desse tipo de energia.

Uso de energia geotérmica

Em 1999, a capacidade instalada total de eletricidade produzida a partir da energia geotérmica no mundo todo foi de pouco mais de 8000 megawatts (MW). Isso equivale a cerca de um quarto de um por cento do total da capacidade de geração de eletricidade instalada no mundo.
O EUA responde por pouco mais de um terço da capacidade mundial instalada geotérmica. A partir de 1998, o EUA tinha uma capacidade de cerca de 3000 MW. Dito de outra forma, aproximadamente 0,4% da eletricidade produzida na EUA anualmente provém de fontes geotérmicas. Tratar-se-ia ter queima 60 milhões de barris de petróleo para produzir a mesma quantidade de eletricidade.
As maiores centrais de energia geotérmica em todo o mundo estão localizadas na área dos Geysers, no norte da Califórnia, EUA. A produção começou aqui em 1960 e mesmo que a pressão do vapor e consequentemente da produção de eletricidade diminuíram desde 1989, os campos ainda tinham uma capacidade de cerca de 1100 megawatts em 1998.
Das tecnologias de energias renováveis, geotérmica é a terceira mais popular, depois de hidroeletricidade e da biomassa. Embora o potencial da energia geotérmica esteja praticamente ilimitado, ele irá exigir progressos significativos nos métodos de engenharia e tecnologia antes que seja possível ter acesso pleno a ele.
O uso direto de energia geotérmica para aquecimento e outros propósitos fornecem o equivalente a quase 10000 megawatts térmicos, em todo o mundo em 1998.

Aspectos Positivos e Negativos
Todas as formas de geração de energia elétrica apresentam algum tipo de impacto ambiental. Abaixo, são apresentadas os principais benefícios e as desvantagens das usinas geotérmicas.

Aspectos positivos:
-Umas das mais benignas fontes de energia.
-Mais barata que os combustíveis fósseis.
-A emissão de gases poluentes (CO2 e SO2) é praticamente nula.
-Produz energia independente de variações como chuvas, níveis de rios, etc.
-A área requerida para a instalação da usina é pequena.
-Estimula os negócios regionais.
-Pode abastecer comunidades isoladas.
-Baixo custo de operação, devido ao baixo custo do combustível. Geração de empregos (mão-de-obra barata e especializada).

Aspectos negativos:
-É uma energia muito cara e pouco rentável.
-Pode causar deterioração ao ambiente, ainda que a reinjeção de água seja feita.
-Pode levar o campo geotérmica ao esgotamento.
-A energia deve ser posta em uso no campo geotérmico ou próximo dele.
-O calor perdido aumenta a temperatura do ambiente.
-Emissão de H2S (ácido sulfídrico) com odor desagradável, corrosivo e nocivo à saúde. Altos custos para reconhecimento e pesquisa do local.

A fim de criar condições de aproveitamento da energia do interior da terra, cientistas dos Estados Unidos utilizaram o processo seguinte:

A uma determinada distância, algumas centenas de metros, dois furos foram abertos na crosta terrestre até uma profundidade de cinco mil metros, com um diâmetro aproximado de um metro cada furo, atingindo, na parte mais profunda dos furos, a temperatura de quinhentos graus centígrados e, sob pressão, forçava-se a passagem da água de um dos furos, através das fissuras da rocha, para o outro furo, havendo assim uma troca térmica, onde a água aquecida, subindo pelo segundo furo, será recebida, na superfície, em caldeiras ou captadores de vapor que irão acionar as turbinas geradoras de energia elétrica.
Esta metodologia fracassou pelo fato de ser praticamente impossível realizar perfurações até esta profundidade, utilizando-se brocas convencionais de vídia ou diamantes que rapidamente se desgastam e se danificam devido ao calor a tal profundidade, além da dificuldade na troca de hastes, brocas, barriletes e retirada do entulho proveniente da perfuração.
Este projeto foi inviabilizado devido ao custo e as dificuldades operacionais.
Na década de 80, foi proposto um método que veio, finalmente, criar condições de aproveitamento da energia térmica do interior da terra, método proposto por um cientista alemão.
Na prática, o método se parece muito com o dos americanos, variando apenas, o equipamento perfurante das rochas que consiste no seguinte:
Uma cabeça de broca, formada por uma liga de tungstênio, em forma de um projétil ou cone, com aproximadamente um metro de diâmetro por cinco de comprimento que funciona como maçarico, alimentado por uma chama de hidrogênio/oxigênio, sob pressão, capaz de produzir uma chama de três mil graus centígrados, temperatura capaz de fundir qualquer tipo de rocha.
O equipamento, o maçarico, é pressionado por um sistema hidráulico em direção à chama, contra a crosta da terra em inicio de fusão. Durante a operação, o equipamento é alimentado com hidrogênio e oxigênio a alta pressão que têm a função de combustível e comburente, respectivamente. A refrigeração do maçarico é feita por nitrogênio líquido que circula internamente no equipamento.
Apesar do calor de três mil graus centígrados, da fusão da rocha, da alta pressão dos gases de combustão, cerca de mil atmosferas, uma penetração contínua, sem falha de material, em profundidade de mais de dez mil metros, através da alta temperatura de fusão do raio focal do hidrogênio/oxigênio, a rocha será fundida com grande velocidade de perfuração, quase dez vezes a velocidade de perfuração pelos processos convencionais, quase duzentos metros por dia, caindo os gastos e custos na mesma proporção.
O produto da combustão do hidrogênio/oxigênio, vapor de água, produz no processo de fusão da rocha uma diminuição do ponto de fusão da rocha e causa, por isso, uma economia de energia porque o vapor de água será absorvido pela massa fundida ou deslocada durante o processo de perfuração.
O maçarico é refrigerado internamente com nitrogênio líquido, sob pressão, que além de aumentar a vida útil do equipamento, por ser um gás não combustível, protege-o contra possíveis vazamentos que poderiam causar acidentes com o combustível.
O sistema é capaz de agüentar o efeito corrosivo da massa fundida de rocha super aquecida. Assim, é possível realizar em qualquer subsolo uma perfuração contínua, mesmo com um diâmetro grande de furo, com alta velocidade de penetração, com qualquer seção ou forma de furo e, conforme a necessidade, vertical, horizontal ou inclinada, sempre apresentando, como produto final, um revestimento no furo, não corrosível ou desgastável pelo tempo ou pelo uso, perfeitamente impermeável, formado pela vitrificação da própria rocha fundida e cravada, sob pressão, nas fissuras e reentrâncias da própria rocha.

O futuro para a energia geotérmica

Existem recursos de rocha quente e seca em todos os lugares ao longo de todo o mundo a uma profundidade de 3 a 5 milhas. O futuro da energia geotérmica reside em ser capaz de chegar a esses recursos. Isso seria realizado pela perfuração de poços nas rochas em dois locais, injetando água fria em um poço antes de circulá-la pela rocha e retirando a água agora aquecida do segundo poço. Isto exigiria um processo de manter a rocha mais porosa, ou seja, quebrando ela. Uma usina experimental que utiliza rocha quente e seca existe hoje na Inglaterra.
Há também sugestões de um dia retirar energia diretamente da rocha fundida que existe embaixo da crosta da Terra. O aprofundamento de pesquisas e desenvolvimento é obviamente necessário antes que isto possa se tornar realidade, mas quando acontecer, iremos ter acesso à energia praticamente ilimitado.

O custo da produção de eletricidade a partir da energia geotérmica

Atualmente, o custo da geração de eletricidade varia de 5 a 8 centavos americanos por kilowatt/hora (kWh); este comprar a 1.5 centavos americanos por kWh de energia convencional. Centrais de energia geotérmica recentes são muitas vezes mais caras porque elas são obrigadas a utilizar reservatórios geotérmicos que são mais profundos e/ou mais frios que os recursos utilizados anteriormente por plantas anteriores. Mais e mais poços profundos têm que ser perfurados para produzir a quantidade equivalente de eletricidade das antigas centrais elétricas.

"A política energética deverá ser derivada da política ambiental no futuro."
Timothy Wirth

Energia da Marés

ENERGIA DAS MARÉS

O aproveitamento energético das marés é obtido de modo semelhante ao aproveitamento hidroelétrico, formando um reservatório junto ao mar, através da construção de uma barragem com casa de força (turbina + gerador). O aproveitamento é feito nos dois sentidos: na maré alta a água enche o reservatório, passando através da turbina, e produzindo energia elétrica, na maré baixa a água esvazia o reservatório, passando novamente através da turbina, agora em sentido contrário ao do enchimento, e produzindo energia elétrica.

A energia das marés pode ser aproveitada onde existem marés, com grande diferença de nível da maré baixa e maré alta e onde o litoral apresenta condições para construção econômica do reservatório. Porém o ciclo de marés de 12 horas e meia e o ciclo quinzenal de amplitudes máxima e mínima (maré de sizígia e maré de quadratura) apresentam problemas para que seja mantido um fornecimento regular de energia, tornando necessária a criação de sistemas mais complexos como, por exemplo, o que se vale de muitas barragens ou o que se utiliza de reservas bombeadas.

Este tipo de energia gera eletricidade em alguns países, tais como: França (onde se localiza a pioneira La Rance), Japão e Inglaterra. A energia das marés deverá se expandir bastante nas próximas décadas.

PRÓ: é uma fonte de energia renovável, que produz eletricidade de forma limpa, não poluente e barata.

CONTRA: dificuldade em manter um fornecimento regular de energia devido as variações climáticas e o ciclo de marés

ENERGIA DAS ONDAS

São surpreendentes as especulações sobre o aproveitamento energético do movimento das ondas: em teoria, se fosse possível equipar os litorais do planeta com conversores energéticos, as centrais elétricas existentes poderiam ser desativadas.

Basta pensar que uma onda de 3 metros de altura contém pelo menos 25 kW de energia por metro de frente.

O difícil, talvez impossível, é transformar eficientemente toda essa energia em eletricidade — os dispositivos desenhados até hoje são em geral de baixo rendimento. E não é por falta de idéias — desde 1890, somente na Inglaterra foram concedidas mais de 350 patentes a dispositivos para aquela finalidade.

A maioria usa o mesmo princípio: a onda pressiona um corpo oco, comprimindo o ar ou um líquido que move uma turbina ligada a um gerador.

Com esse processo, a central experimental de Kaimei, uma balsa de 80 por 12 metros, equipada com turbinas verticais, funciona desde 1979 em frente da costa japonesa, produzindo 2 MW de potência.

Na Noruega, cujo litoral é constantemente fustigado por poderosas ondas, foi construída em 1985 uma minicentral numa ilha perto da cidade de Bergen, na costa Oeste. Ao contrário do sistema japonês, o equipamento não flutua no mar, mas está encravado numa escarpa. Produz 0,5 MW, o suficiente para abastecer uma vila de cinqüenta casas.

TEORIA DAS BARRAGENS DE MARÉS

A teoria das barragens de marés é bastante simples, às vezes os problemas de engenharia é que são grandes demais, inviabilizando os projetos.

1. Maré Alta, reservatório cheio.

2. Com a maré baixa as comportas são abertas e a água começa a sair, movimentando as pás das turbinas e gerando eletricidade.

3. Maré baixa, reservatório vazio.

4. Com a maré alta as comportas são abertas e a água começa a entrar, movimentando as pás das turbinas e gerando eletricidade.

Neste vídeo, há um exemplo de energia ,em Portugal, apenas pelo movimento das ondas:

Energia de Biomassa

Em um processo chamado fotossíntese, as plantas capturam energia do sol e transformam em energia química. Esta energia pode ser convertida em eletricidade, combustível, calor por vários processos. As fontes orgânicas que são usadas para produzir energias usando estes processos são chamadas de BiomassaA utilização da energia da BIOMASSA é considerada estratégica para o futuro, pois Ao contrario de outras energias fósseis, a de biomassa é um recurso natural renovável, ela também é derivada da vida vegetal (carvão mineral) ou animal (petróleo e gás natural), com seus principais componentes de origem orgânica mas é resultado de várias transformações que requerem milhões de anos para acontecerem.

A biomassa é utilizada na produção de energia a partir de processos como a combustão de material orgânico produzida e acumulada em um ecossistema, porém nem toda a produção primária passa a incrementar a biomassa vegetal do ecossistema. Parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema para sua própria manutenção. Suas vantagens são o baixo custo, é renovável, permite o reaproveitamento de residuos e é menos poluente que outras formas de energias como aquela obtida a partir de combustíveis fósseis.

Materiais

*A lenha é muito utilizada para produção de energia por biomassa. No Brasil, já representou 40% da produção energética primária. A grande desvantagem é o desmatamento das florestas;
*Bagaço de cana-de-açúcar;
*Pó de serra;
*Papel já utilizado;
*Galhos e folhas decorrentes da poda de árvores em cidades ou casas;
*Embalagens de papelão descartadas após a aquisição de diversos eletrodomésticos ou outros produtos.
*Casca de arroz.
*Capim-elefante.

Produtos derivados da biomassa

Alguns exemplos de produtos derivados da biomassa são:
*Bio-óleo: líquido negro obtido por meio do processo de pirólise cujas destinações principais são aquecimento e geração de energia elétrica.
*Biogás: metano obtido juntamente com dióxido de carbono por meio da decomposição de materiais como resíduos, alimentos, esgoto e esterco em digestores de lubrificantes e combustíveis líquidos para utilização em motores do cicbiomassa.
*Biomass-to-Liquids: líquido obtido em duas etapas. Primeiro é realizado um processo de gasificação, cujo produto é submetido ao processo de Fischer-Tropsch. Pode ser empregado na composição de lo diesel.
*Etanol Celulósico: etanol obtido alternativamente por dois processos. Em um deles a biomassa, formada basicamente por moléculas de célulose, é submetida ao processo de hidrólise enzimática, utilizando várias enzimas, como a celulase, celobiase e β-glicosidase. O outro processo é composto pela execução sucessiva das três seguintes fases: gasificação, fermentação e destilação. *Bioetanol "comum": feito no Brasil à base do sumo extraído da cana de açúcar (caldo-de-cana). Há países que empregam milho (caso dos Estados Unidos) e beterraba (da França) para a sua produção. O sistema à base de cana-de-açúcar empregado no Brasil é mais viável do que o utilizado pelo americano e francês.
*Biodiesel é feito do dendê, da mamona e da soja.
*Óleo vegetal: Pode ser usado em Motores diesel usando a tecnologia Elsbett.

Os dados abaixo demonstram a situação de empreendimentos termelétricos no Brasil, classificando por fonte e situação.
*Bagaço de cana - potência: 391,15 MW
*Biomassa - potência: 82,75 MW
*Biomassa e bagaço de cana -potência: 4 MW
*Biomassa e óleo combustível - potência: 8,8 MW
*Lenha picada - potência: 5,31 MW
*Licor negro - potência: 310,18 MW
*Licor negro e biomassa - potência: 142,9 MW
*Lixo urbano - potência: 26,3 MW
*Lixo Urbano e gás natural - potência: 600 MW
*Óleo diesel e biomassa - potência: 70,2 MW
->Total - potência: 1633,59 MW

Fonte: Aneel

No Brasil

No Brasil a lenha ocupa a terceira posição em fonte de energia utilizada, sendo extraída das poucas reservas que restam no país. Dois bilhões de pessoas dependem da lenha como fonte de energia, e o consumo mundial é de 1,1 bilhão de metros cúbicos ( a maior parte nos países em desenvolvimento). A lenha é aproveitada de duas maneiras diferentes: a)- combustão é o processo mais antigo para produção de calor doméstico e industrial , sendo que 94% do seu valor calórico é perdido no uso doméstico, o uso ineficiente representa um encargo de 30% no balanço energético do país. b)- pirólise é o processo de queima da madeira a temperaturas l60 a 430 grau C, na ausência de ar.

Ciclo da Biomassa

Problemas Ambientais

Apesar da energia de biomassa ser considerada uma energia limpa e não causar tantos danos a natureza como as energias sujas, ocorre a formação de desertos pelo corte não planejado ou incontrolado de arvores; destruição do solo pela erosão; a poluição da própria queima da biomassa , como a emissão de gases tóxicos e desprendimento de consideráveis quantidades de calor. O Brasil ocupa o primeiro lugar em emissão de gases oriundos do desmatamento : Petróleo 58%; Lenha 16% ; Carvão Vegetal 10% Carvão Mineral 12% e Gás Natural 4%. O reflorestamento é uma saída para a diminuição de CO2, pois florestas plantadas fixam CO2 durante o período de crescimento.

Um dos maiores consumidores de biomassa é a Suiça.

Energia Solar

O que é?

Energia solar é a designação dada a qualquer tipo de captação (e, em certo sentido, da energia térmica) proveniente do Sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, seja diretamente para aquecimento de água ou ainda como energia elétrica ou mecânica.

No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m2 de energia, medição feita numa superfície normal (em ângulo reto) com o Sol. Disso, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é refletido pelas nuvens. Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz visível ou luz ultravioleta.

Energia solar é aquela proveniente do Sol (energia térmica e luminosa). Sendo depois utilizada pelo Homem como energia elétrica ou para o aquecimento de água.



Como é utilizada?

A energia solar é aproveitada através de painéis e coletores solares. Os painéis solares são dispositivos que convertem a energia da luz do sol em energia elétrica. Estes são compostos por células solares. Estas células criam uma diferença de potencial elétrico por ação da luz, ou seja, absorvem a energia do sol fazendo a corrente elétrica fluir entre duas camadas com cargas opostas.
Os coletores solares captam a radiação solar aquecendo uma placa coletora. A acumulação da radiação irá transferir energia sob a forma de calor para a serpentina de tubos com um fluido, aquecendo-o. Como o fluido a temperatura superior é menos denso, irá subir até ao reservatório com água da rede. Ao passar no seu interior, o fluido irá transferir energia sob a forma de calor para a água no depósito. Esta poderá ser então utilizada. Após esta transferência, o fluido terá arrefecido, ficando mais denso e descendo de volta ao coletor, onde reiniciará o seu ciclo.

Vantagens:

* A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é totalmente controlável utilizando as formas de controles existentes atualmente.
* As centrais necessitam de manutenção mínima.
* Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem decaindo.
* A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão.
* Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em praticamente todo o território, e, em locais longe dos centros de produção energética, sua utilização ajuda a diminuir a demanda energética nestes e consequentemente a perda de energia que ocorreria na transmissão.


Desvantagens:

* Os preços são muito elevados em relação aos outros meios de energia.
* Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação atmosférica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia.
* Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova Zelândia e Sul da Argentina e Chile) sofrem quedas brusca s de produção durante os meses de inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variações diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade.
* As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas por exemplo aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia hidroelétrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da laranja).

Tipos de Energia Solar

Método de captura direto significa que há apenas uma transformação para fazer da energia solar um tipo de energia utilizável pelo homem. Exemplos: A energia solar atinge uma célula fotovoltaica criando eletricidade. (A conversão a partir de células fotovoltaicas é classificada como direta, apesar de que a energia elétrica gerada precisará de nova conversão - em energia luminosa ou mecânica, por exemplo - para se fazer útil.) A energia solar atinge uma superfície escura e é transformada em calor, que aquecerá uma quantidade de água, por exemplo - esse princípio é muito utilizado em aquecedores solares.

Método de captura indireto significa que precisará haver mais de uma transformação para que surja energia utilizável. Exemplo: Sistemas que controlam automaticamente cortinas, de acordo com a disponibilidade de luz do Sol.

Sistemas passivos são geralmente diretos, apesar de envolverem (algumas vezes) fluxo em convecção, que é tecnicamente uma conversão de calor em energia mecânica.

Sistemas ativos são sistemas que apelam ao auxílio de dispositivos elétricos, mecânicos ou químicos para aumentar a efetividade da coleta. Sistemas indiretos são quase sempre também ativos.

Coletor solar

A radiação solar pode ser absorvida por coletores solares, principalmente para aquecimento de água, a temperaturas relativamente baixas (inferiores a 100ºC). O uso dessa tecnologia ocorre predominantemente no setor residencial(2), mas há demanda significativa e aplicações em outros setores, como edifícios públicos e comerciais, hospitais, restaurantes, hotéis e similares. Esse sistema de aproveitamento térmico da energia solar, também denominado aquecimento solar ativo, envolve o uso de um coletor solar discreto. O coletor é instalado normalmente no teto das residências e edificações. Devido à baixa densidade da energia solar que incide sobre a superfície terrestre, o atendimento de uma única residência pode requerer a instalação de vários metros quadrados de coletores. Para o suprimento de água quente de uma residência típica (três ou quatro moradores), são necessários cerca de 4 m2 de coletor. Um exemplo de coletor solar plano é este:

Abaixo imagem mostrando a Radição solar global diária - média anual típica (W h/m2. dia)

ENERGIA CINÉTICA

Energia Cinética, é uma das formas da energia mecânica ,é definida como energia de movimento, porque ela está associada ao estado de movimento de um corpo. Sua equação foi resultado do estudo do trabalho produzido por uma força mecânica, aplicada em um corpo em repouso ou já em movimento, alterando sua velocidade para um valor maior (acelerando-o) ou para um valor menor (retardando-o), produzindo no corpo uma nova quantidade de movimento. O conceito de energia cinética é aplicado na construção de Usinas Hidroéletricas.

O trabalho é definido como o produto escalar de uma força aplicada a um corpo pela distância percorrida pelo corpo durante a aplicação dessa força.

T = F . d . cos ø.

Onde ø é o ângulo entre a força e o deslocamento.

De onde ela veio?

Se o caminhão fosse mais leve, será que o estrago seria o mesmo?Será que se o caminhão estivesse a 40 km/h, e não a 80 km/h, o estrago teria sido tão grande? Muitos objetos podem realizar trabalho porque eles estão se movendo. Um martelo repousando sobre um prego não realiza trabalho algum, isto é, não tem energia suficiente para faze-lo penetrar numa tábua. Mas, movimentando-o com certa velocidade, ele adquire a energia necessária para isso.

Uma bola colocada sobre um pedaço de vidro plano não tem peso suficiente para quebrá-lo. Mas, se for lançada contra a vidraça, reduzirá o vidro a pedaços. Se o martelo for bastante pesado, basta movimentá-lo com pequena velocidade para pregar o prego; mas, se o martelo for leve, precisamos imprimir-lhe maior velocidade. Se a bola for pesada, quebrará a vidraça mesmo com pequena velocidade; uma bola leve só quebrará a vidraça o vidro se estiver com grande velocidade. A energia que um corpo adquire quando está em movimento chama-se energia cinética.

A energia cinética depende de dois fatores: da massa e da velocidade do corpo em movimento.

Energia de um corpo é sua capacidade de produzir trabalho. Energia, como o trabalho, pode ser medida em quilogrâmetros ou em grama-centímetros.

Energia cinética é a energia de movimento.

Energia potencial é energia de posição. Ep (gravitacional) = P x d. Quando um corpo ganha energia, outros corpos perdem igual quantidade. Energia nunca é criada ou destruída. Energia pode ser transformada de uma espécie em outra. NA quantidade de movimento de um corpo é dada por Ela é uma grandeza vetorial. Quantidade de movimento não pode ser criada nem destruída.

Energia potencial ou energia cinética? O atleta tem energia potencial, cinética, ou ambas?

Que rebatida! O jogador de "baseball" transfere energia cinética do bastão para a bola. Se o bastão duplica a velocidade da bola rebatida a quantidade de movimento dela também é duplicada; que é que acontece com a energia cinética da bola?

Energia Potencial

Energia potencial (simbolizado por U ou Ep) é a forma de energia que se encontra em um determinado sistema e que pode ser utilizada a qualquer momento para realizar trabalho. A energia potencial é o nome dado a forma de energia quando está “armazenada”, isto é, que pode a qualquer momento manifestar-se. Por exemplo, sob a forma de movimento. A energia hidráulica e a energia nuclear, são exemplos de energia potencial, dado que consistem em energias que estão "armazenadas".

Energia Potencial Gravitacional:

é a energia potencial mais familiar, porque é muito vista no dia-à-dia, aparecendo em muitos tipos de movimentos em que é convertida em energia cinética, como por exemplo: na queda de objetos, no sistema solar, no balançar do pêndulo, no arremesso de dardos, ao pular, e muitos outros exemplos em que envolve a gravidade.
O seu potencial tem como causa, como o nome sugere, a força da gravidade, que por definição, está relacionada com a massa dos corpos e sua distância.
Distâncias (h) pequenas, à superfície do corpo:
Ou para grandes distâncias (exemplos: satélites artificiais ou naturais, etc):
(Negativa, uma vez que o referencial é tomado como do centro da Terra para o universo.)
sendo R a distância entre os dois corpos.
FÓRMULA:
Ep = m.g .h
Sendo: Ep = energia potencial gravitacionalm = massag = gravidade = aceleração (para corpos localizados na Terra)h = altura

Energia Potencial Elástica:

é a energia potencial de uma corda ou mola que possui elasticidade.
Se considerarmos que uma mola apresenta comportamento ideal, ou seja, que toda energia que ela recebe para se deformar ela realmente armazena, podemos escrever que a energia potencial acumulada nessa mola vale:
Nessa equação, "x" representa a deformação (contração ou distensão) sofrida pela mola, e "K" chamada de constante elástica, de certa forma, mede a dificuldade para se conseguir deformá-la. Molas frágeis, que se esticam ou comprimem facilmente, possuem pequena constante elástica. Já molas bastante duras, como as usadas na suspensão de um automóvel, possuem essa constante com valor elevado. Pela equação de energia potencial elástica, podemos notar algo que nossa experiência diária confirma: quanto maior a deformação que se quer causar em umas mola e quanto maior a dificuldade para se deformá-la (K), maior a quantidade de energia que deve ser fornecida a ela (e conseqüentemente maior a quantidade de energia potencial elástica que essa mola armazenará).

Quando alguém puxa a corda de um arco e flecha, quando estica ou comprime uma mola ou quando salta em um Bungee jumping, em todos esses casos, energia está sendo utilizada para deformar um corpo. Para poder acertar o alvo, um arqueiro tem que usar energia de seus músculos para puxar a flecha para trás e o arco para frente. Dessa forma, a corda desse instrumento fica esticada e com certa quantidade de energia armazenada. Quando o arqueiro solta a corda, a flecha recebe parte dessa energia e, com isso, adquire movimento.
Assim como nos exemplos citados, sempre que um corpo é deformado e mantém a capacidade de diminuir essa deformação (voltando ao formato original ou não), dizemos que esse corpo armazenou uma modalidade de energia chamada de energia potencial elástica. Agora, o nome potencial é originado do fato de o corpo esticado ou comprimido pode adquirir movimento espontaneamente após ser liberado. A denominação elástica vem do fato de a capacidade de deformar e voltar ao normal ser chamada de elasticidade.
Nosso organismo, por exemplo, possui uma proteína chamada elastina - responsável por dar elasticidade à nossa pele. Quando pressionamos ou puxamos a pele de alguém, energia potencial elástica fica armazenada permitindo que a pele retorne ao formato natural. Se não fosse assim, caso apertássemos o braço de alguém, ele ficaria deformado para sempre.

Energia Potencial Elétrica:

é a energia que determinado objeto ou partícula eletrizado adquire quando colocado na presença de um campo elétrico. Ele pode ser calculado pelas seguintes expressões:
, em que K é a constante elétrica do meio, Q a carga geradora do potencial elétrico, q a carga que vai ser dotada de energia, e d a distância atual entre elas (cargas) e d0 é a distância de referência.
, onde V é o potencial elétrico.
A unidade de energia potencial elétrica no SI é o Joule.

ENERGIA EÓLICA

ENERGIA EÓLICA
Esta energia é gerada através do vento. Ela é usada desde a antiguidade como por exemplo nos barcos impulsionados à vela e também para fazer funcionar a engrenagem de moinhos. Atualmente obtemos energia eólica através de aerogeradores que são grandes turbinas colocadas sempre em locais de muito vento. É o movimento das turbinas, através de um gerador, que produz a energia. Para obter grande quantidade de energia, os aerogeradores devem ser agrupados em parques eólicos, mas podem também serem utilizadas em locais isolados para abastecer localidades distantes da rede de energia. Os custos com a construção de cada aerogerador podem alcançar milhões de reais, mas em compensação, os custos com manutenção são baixos e o custo com combustível é zero.
A energia eólica é considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia pelo motivo de ser renovável, que não se esgota. Em alguns países como a Dinamarca, a Alemanha, Portugal e Espanha, a energia elétrica através do vento tem uma parcela significativa. A energia eólica é renovável, limpa, amplamente distribuída globalmente, e, se utilizada para substituir fontes de combustíveis fósseis, auxilia na redução do efeito estufa. Se os governantes souberem administrar corretamente cada local e investir no que realmente faz bem para o Planeta Terra, poderemos em breve desfrutar da energia eólica e colaborar com um mundo melhor.

Vantagens da Energia Eólica
• É inesgotável;
• Não emite gases poluentes nem gera resíduos;
• Diminui a emissão de gases de efeito de estufa (GEE).

Vantagens para a comunidade
• Os parque eólicos são compatíveis com outros usos e utilizações do terreno como a agricultura e a criação de gado;
• Criação de emprego;
• Geração de investimento em zonas desfavorecidas;
• Benefícios financeiros (proprietários).

Vantagens para o estado
• Reduz a elevada dependência energética do exterior;
• Poupança devido à menor aquisição de direitos de emissão de CO2 por cumprir o protocolo de Quioto e diretivas comunitárias e menores penalizações por não cumprir;
• Possível contribuição de cota de GEE para outros sectores da atividade econômica;
• É uma das fontes mais baratas de energia podendo competir em termos de rentabilidade com as fontes de energia tradicionais.
Vantagens para os promotores
• Requer escassa manutenção (semestral);
• Boa rentabilidade do investimento.
Desvantagens da energia eólica
• A intermitência, ou seja, nem sempre o vento sopra quando a eletricidade é necessária, tornando difícil a integração da sua produção no programa de exploração;
• Pode ser ultrapassado com as pilhas de combustível (H2) ou com a técnica da bombagem hidroelétrica.

NO BRASIL

O Brasil é o melhor país para investimentos na área de energias renováveis no mundo, sendo o Rio Grande do Norte o Estado que oferece as melhores condições para implantação de usinas eólicas, apresentando ventos intensos e constantes, uma clara política de apoio ao setor e diversas empresas interessadas em investir em energia eólica, ocupando assim lugar de destaque no setor eólico do país.

O potencial energético do Estado aponta para 5% do seu território, com capacidade de abastecer toda a região Nordeste e perspectivas de ampliação da capacidade de produção de 51 megawatts para 4 mil megawatts, em quatro anos.

No total, os investimentos podem chegar a R$ 7 bilhões, correspondendo ao abastecimento de uma cidade com cinco milhões de habitantes.

Um estudo conduzido e publicado recentemente por pesquisadores do Instituto Nacional de pesquisas Espaciais (INPE), concluiu que os Estados nordestinos voltados para o Hemisfério Norte são os maiores promissores quanto à utilização da força dos ventos como fonte alternativa para a geração de energia elétrica.Ventos com velocidade adequada para a geração de energia – a mais de 7 metros por segundo – fazem do Rio Grande do Norte, mais especificamente, um gigantesco parque eólico em potencial.

O Rio Grande do Norte tem dois parques eólicos em funcionamento. Um deles, controlado pelo grupo espanhol Iberdrola, está localizado em Rio do Fogo, gerando atualmente 49,3 megawatts (MW) de energia e têm capacidade suficiente para abastecer uma cidade com 75 mil habitantes. O outro parque, situado em Diogo Lopes, foi a primeira usina de energia eólica implantada pela Petrobrás (2004) gerando 1,8 MW. Seu campo de produção dispõe de três aerogeradores com potência de 600 KW cada, capaz de alimentar uma cidade de 10 mil habitantes.

Uma das áreas de potencial eólico que ganhou especial atenção no Estado é a Serra de Santana, na região Seridó. Diferente dos projetos do Litoral Norte onda as áreas são grandes e congregam cerca de oito proprietários por projetos, no interior do Rio Grande do Norte um único projeto possui de 100 a 300 contratos de arrendamento.

Para tentar dirimir dúvidas e buscar soluções, o governo reuniu empresas, proprietários de terras e representantes das prefeituras locais, objetivando a formulação de um contrato padrão que passará por uma leitura pública de aprovação.

O Estado já apresenta um total de 700 proprietários com contratos de arrendamento para pesquisa e instalação de projetos.

INVESTIMENTOS

Vários investimentos têm sido realizados nessa área pelo governo do Rio Grande do Norte, atraindo potenciais investidores nacionais e/ou internacionais, empresas de grande porte – que vêem no Estado alto potencial em desenvolvimento econômico.

Estado fará ainda um acordo de cooperação com o governo da Espanha visando o desenvolvimento conjunto de políticas públicas de incentivo à geração energética a partir das fontes renováveis eólica, solar e biomassa.

A implementação de um arco coletor será outro grande investimento do Estado nesse setor, onde passarão as linhas de transmissão de energia, sugerindo ainda uma única linha de transmissão, um empreendimento coletivo para o escoamento de energia produzida nos parques. Depois do processo de licitação, esse arco coletor alternativo passará a integrar o sistema da Translitorânea, que é justamente a linha de transmissão estatal que vem do Ceará e corta todo o território potiguar.

PÓLO INDUSTRIAL EÓLICO

Os governos do Rio Grande do Norte e Ceará pretendem estimular a criação de um Pólo Industrial Bilateral Eólico para os dois Estados, pelo potencial eólico apresentado entre o litoral leste Cearense e a Costa Branca Potiguar (Tibau - Touros).

Os dois Estados iniciarão as discussões e, a partir de um pré-projeto, os dois governos irão finalizar um pacote de benefícios conjuntos e promover o empreendimento junto aos investidores, que deverão enxergar vantagens em executar nesta região, fatores como acesso por meio de estradas retas - importantes no transporte dos gigantescas peças de aerogeradores, tanto pás como torres - gás natural acessível (Gasfor), água e energia, área disponível, eqüidistância dos portos e aeroportos dos dois Estados e mão-de-obra qualificável. Mais do que um complexo industrial comum, o pólo industrial será um conceito de parceria bilateral inédito no Brasil, entre Estados vizinhos.

CADASTRO EÓLICO

Com o objetivo de organizar as informações sobre projetos e investidores do setor, foi lançado em dezembro de 2008 o Cadastro Estadual de Projetos Eólicos, apresentando uma estimativa total de potência instalada de 2000 megawatts (MW), mais que o dobro da necessidade de consumo do Estado, que é de aproximadamente 600 MW. Se consolidados esses projetos contribuirão decisivamente para que o Rio Grande do Norte saia da condição de importador para exportador de energia elétrica.

O cadastro eólico atua no mapeamento dos dados técnicos e econômicos, com objetivo de dar clareza ao campo eólico e melhorar os investimentos no setor, tendo recebido projetos de empresas com interesse em exploração da energia eólica no Rio Grande do Norte. Atualmente, o cadastro conta com 37 projetos inscritos com uma potência estimada em 1.500 megawatts cadastrados.

LEILÕES EÓLICO FEDERAL

O Governo do Estado formalizou o pedido de realização de um leilão para implantação de usinas eólicas no Rio Grande do Norte oficialmente ao Ministério das Minas e Energias (MME), sugerindo ainda a elaboração de um calendário anual de leilões, para dar maior segurança aos investidores e permitir a atração de indústrias de equipamentos como torres e turbinas para o Rio Grande do Norte.

O leilão objetiva garantir uma reserva de energia, complementando a matriz energética atual, e ao mesmo tempo assegurar a viabilidade financeira de projetos de energia eólica.

O primeiro leilão de energia eólica, que será feito no dia 25 de novembro, teve 441 empreendimentos inscritos, o equivalente a 13.341 MW de potência. Mais de 9.000 MW ou 72% do total inscrito é da região Nordeste.Só no Rio Grande do Norte são 134 projetos (4.745 MW) e no Ceará 118 (2.743 MW). O Rio Grande do Sul é o terceiro estado em número de projetos inscritos, com 86 empreendimentos (2.894 MW).

Nesse contexto, o Estado desponta no setor eólico do país, com potencial necessário à execução de quaisquer investimentos e alta atratividade a investidores que prometem alavancar a economia do Estado.



Curiosidades: