Por que as energias renováveis?

As energias renováveis recebe cada vez mais importância na investigação e desenvolvimento na maioria dos países ao redor do mundo, atualmente. Renováveis de energia é uma energia que pode ser adquirido a um não esgotar as fontes de energia não poluente e, geralmente, ao contrário dos combustíveis fósseis de fontes de energia.

Porque queremos que as energias renováveis?

A resposta é simples. Porque se trata de fontes renováveis de modo que ela não irá esgotar até mesmo para um longo período de tempo que estamos usando-a, ao contrário dos combustíveis fósseis, como petróleo, que em breve empobrecem uma vez que já consumiram o óleo em reservas de petróleo e de fontes de todo o mundo. Há uma projeção de que, em 2020, o mundo já consumiu cerca de metade do petróleo no mundo não assumindo novas descobertas de jazidas de petróleo tem progredido.

Energia - A integração do novo panorama (interligação por redes sociais, na internet) às energias renováveis é outro diferencial marcante do mundo moderno. Weinhold alerta que o Brasil está entre os países mais avançados e que, provavelmente, será a quarta economia do mundo. O avanço das novas fontes de energia renovável vai aumentar drasticamente nos próximos anos e quem já tem modelos desenvolvidos leva vantagem. O executivo cita entre as fontes mais importantes as energias solar, eólica e hidráulica. Ele chama a atenção para o que denomina de “mix energético” em que os países desenvolvem um conjunto de matrizes de energia. Ao final, Weinhold define que o esforço de pesquisa e desenvolvimento (P&D) deve se concentrar em três pontos importantes: estoque de energia, mix de fontes e transmissão.

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.

Energia hídrica

Nas usinas hidrelétricas, a energia elétrica tem como fonte principal a energia proveniente da queda de água represada a uma certa altura. A energia potencial que a água tem na parte alta da represa é transformada em energia cinética, que faz com que as pás da turbina girem, acionando o eixo do gerador, produzindo energia elétrica.

Utiliza-se a energia hídrica no Brasil em grande escala, devido aos grandes mananciais de água existentes.

Usina hidrelétrica de Itaipu, na fronteira do Brasil com o Paraguai

Energia térmica

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.

Vários cuidados precisam ser tomados tais como: os gases provenientes da queima do combustível devem ser filtrados, evitando a poluição da atmosfera local; a água aquecida precisa ser resfriada ao ser devolvida para os rios porque várias espécies aquáticas não resistem a altas temperaturas.

Energia nuclear

Este tipo de energia é obtido a partir da fissão do núcleo do átomo de urânio enriquecido, liberando uma grande quantidade de energia.

· Urânio enriquecido - o que é isto?

Sabemos que o átomo é constituído de um núcleo onde estão situados dois tipos de partículas: os prótons que possuem cargas positivas e os nêutrons que não possuem carga.

Em torno do núcleo, há uma região denominada eletrosfera, onde se encontram os elétrons que têm cargas negativas. Átomos do mesmo elemento químico, que possuem o mesmo número de prótons e diferentes números de nêutrons são chamados isótopos.

O urânio possui dois isótopos: 235U e 238U. O 235U é o único capaz de sofrer fissão. Na natureza só é possível encontrar 0,7 % deste tipo de isótropo. Para ser usado como combustível em uma usina é necessário enriquecer o urânio natural. Um dos métodos é “filtrar” o urânio através de membranas muito finas.

O 235U é mais leve e atravessa a membrana primeiro do que o 238U. Esta operação tem que ser repetida várias vezes e é um processo muito caro e complexo. Poucos países possuem esta tecnologia para escala industrial.

Diagrama do reator de uma Usina Nuclear

O urânio é colocado em cilindros metálicos no núcleo do reator que é constituído de um material moderador (geralmente grafite) para diminuir a velocidade dos nêutrons emitidos pelo urânio em desintegração, permitindo as reações em cadeia. O resfriamento do reator do núcleo é realizado através de líquido ou gás que circula através de tubos, pelo seu interior. Este calor retirado é transferido para uma segunda tubulação onde circula água. Por aquecimento esta água se transforma em vapor (a temperatura chega a 320°C) que vai movimentar as pás das turbinas que movimentarão o gerador, produzindo eletricidade (fig. 2).

Depois este vapor é liquefeito e reconduzido para a tubulação, onde é novamente aquecido e vaporizado.

No Brasil, está funcionado a Usina Nuclear Angra 2 sendo que a produção de energia elétrica é em pequena quantidade que não dá para abastecer toda a cidade do Rio de Janeiro.No âmbito governamental está em discussão a construção da Usina Nuclear Angra 3 por causa do déficit de energia no país.Os Estados Unidos da América lideram a produção de energia nuclear e nos países França, Suécia, Finlândia e Bélgica 50 % da energia elétrica consumida, provém de usinas nucleares.

Energia geotérmica

Energia geotérmica é a energia produzida de rochas derretidas no subsolo (magma) que aquecem a água no subsolo.

Na Islândia, que é um país localizado muito ao Norte, próximo do Círculo Polar Ártico, com vulcanismo intenso, onde a água quente e o vapor afloram à superfície ou se encontram em pequena profundidade, tem uma grande quantidade de energia geotérmica aproveitável e a energia elétrica é gerada a partir desta.

Gêiseres

As usinas elétricas aproveitam esta energia para produzir água quente e vapor. O vapor aciona as turbinas que geram quase 3 000 000 joules de energia elétrica por segundo e a água quente percorre tubulações até chegar às casas.

Energia eólica

Os moinhos de ventos são velhos conhecidos nossos, e usam a energia dos ventos, isto é, eólica, não para gerar eletricidade, mas para realizar trabalho, como bombear água e moer grãos. Na Pérsia, no século V, já eram utilizados moinhos de vento para bombear água para irrigação.

A energia eólica é produzida pela transformação da energia cinética dos ventos em energia elétrica. A conversão de energia é realizada através de um aerogerador que consiste num gerador elétrico acoplado a um eixo que gira através da incidência do vento nas pás da turbina.

A turbina eólica horizontal (a vertical não é mais usada) é formada essencialmente por um conjunto de duas ou três pás, com perfis aerodinâmicos eficientes, impulsionadas por forças predominantemente de sustentação, acionando geradores que operam a velocidade variável, para garantir uma alta eficiência de conversão.

A instalação de turbinas eólicas tem interesse em locais em que a velocidade média anual dos ventos seja superior a 3,6 m/s. Existem atualmente, mais de 20 000 turbinas eólicas de grande porte em operação no mundo (principalmente no Estados Unidos). Na Europa, espera-se gerar 10 % da energia elétrica a partir da eólica, até o ano de 2030.

Vista de campo com equipamentos modernos para aproveitamento da energia dos ventos (eólica)

O Brasil produz e exporta equipamentos para usinas eólicas, mas elas ainda são pouco usadas. Aqui se destacam as Usinas do Camelinho (1MW, em MG), de Mucuripe (1,2MW) e da Prainha (10MW) no Ceará, e a de Fernando de Noronha em Pernambuco.

Energia das marés

A energia das marés é obtida de modo semelhante ao da energia hidrelétrica.

Constrói-se uma barragem, formando-se um reservatório junto ao mar. Quando a maré é alta, a água enche o reservatório, passando através da turbina e produzindo energia elétrica, e na maré baixa o reservatório é esvaziado e água que sai do reservatório, passa novamente através da turbina, em sentido contrário, produzindo energia elétrica. Este tipo de fonte é também usado no Japão e Inglaterra.

No Brasil temos grande amplitude de marés, por exemplo, em São Luís, na Baia de São Marcos (6,8m), mas a topografia do litoral inviabiliza economicamente a construção de reservatórios.

Caixa de concreto por onde, no sobe e desce das marés, passa a água
do mar cuja energia é aproveitada na geração de eletricidade

Energia fotovoltaica ou Energia solar

Painel solar fotovoltaico que usa energia da luz solar
para sustentar telefone celular público em local isolado na Austrália.

A energia fotovoltaica é fornecida de painéis contendo células fotovoltaicas ou solares que sob a incidência do sol geram energia elétrica. A energia gerada pelos painéis é armazenada em bancos de bateria, para que seja usada em período de baixa radiação e durante a noite.

A conversão direta de energia solar em energia elétrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico, que consiste na geração de uma diferença de potencial elétrico através da radiação. O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons (energia que o sol carrega) incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de elétrons, gerando corrente elétrica. Este processo não depende da quantidade de calor, pelo contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua temperatura aumenta.

O uso de painéis fotovoltaicos para conversão de energia solar em elétrica é viável para pequenas instalações, em regiões remotas ou de difícil acesso. É muito utilizada para a alimentação de dispositivos eletrônicos existentes em foguetes, satélites e astronaves.

O sistema de co-geração fotovoltaica também é uma solução; uma fonte de energia fotovoltaica é conectada em paralelo com uma fonte local de eletricidade.

Este sistema de co-geração voltaica está sendo implantado na Holanda em um complexo residencial de 5000 casas, sendo de 1 MW a capacidade de geração de energia fotovoltaica. Os Estados Unidos, Japão e Alemanha têm indicativos em promover a utilização de energia fotovoltaica em centros urbanos. Na Cidade Universitária - USP - São Paulo, há um prédio que utiliza este tipo de fonte de energia elétrica.

No Brasil já é usado, em uma escala significativa, o coletor solar que utiliza a energia solar para aquecer a água e não para gerar energia elétrica.

Os Primeiros Comboios Movidos A Energia Solar Já Circulam Na Bélgica

Um projecto pioneiro na Europa utiliza a electricidade produzida por 16 000 painéis solares para mover comboios na Bélgica.

A Bélgica pôs em marcha os seus primeiros comboios movidos por energia solar. Desde segunda-feira, que os comboios que saem da estação central de Amberes rumo ao norte e à fronteira com a Holanda utilizam a electricidade produzida por 16 000 painéis solares durante uma pequena parte do seu percurso.

A bordo não existe nada que distinga estes comboios dos outros, no entanto, durante cerca de 10 quilómetros o motor é alimentado pela electricidade gerada por painéis fotovoltaicos. Estes foram recentemente instalados num túnel ferroviário da linha de alta velocidade que liga Amberes a Amesterdão. Esta infra-estrutura foi rebaptizada por “túnel do sol”. As características geográficas do norte de Amberes, uma área muito plana, juntamente com o traçado desta rede ferroviária, tornaram esta linha uma zona particularmente apropriada para a instalação dos painéis solares.

A linha ferroviária, onde percorrem os comboios de alta velocidade que vão de Paris a Amesterdão, passando por Bruxelas, atravessa uma área natural protegida. Com o objectivo de diminuir o impacto ambiental, cobriu-se com painéis solares um túnel com 3,6 quilómetros de comprimento. Estes painéis cobrem uma superfície de 50 000 metros quadrados e produzem 3 300 MWh, uma quantidade suficiente para abastecer o consumo médio de electricidade de cerca de 1000 famílias num ano.

A electricidade é utilizada tanto para mover os motores como para alimentar as infra-estruturas ferroviárias (iluminação, painéis de sinalização, etc), explicou Frédéric Sacré, porta-voz da Infrabel, a empresa que gere o sistema ferroviário belga. “Utilizando a electricidade gerada no mesmo lugar, evitamos as perdas de energia e poupamos nos custos de transporte”, salienta Steven de Tollenaere, responsável pela empresa Enfinity, que idealizou este projecto.

Neste momento, a quantidade de energia produzida é muito pequena. Num ano, o “túnel do sol” produzirá apenas a electricidade necessária para que todos os comboios belgas (cerca de 4000) circulem durante só um dia. O objectivo será implantar painéis solares em muitos mais sítios da rede ferroviária, incluindo as estações de comboios para aumentar a produção.

SAMSUNG NETBOOK NC215S COM PAINEL

SOLAR

Usar o computador ao sol pode não ser uma boa idéia, a não ser que o equipamento seja um Samsung NC215S. O net book que conta com um painel solar na tampa do dispositivo, prometendo uma maior longevidade da bateria.

Enquanto, ainda não existem os painéis solares a preços mais convidativos a Samsung acaba de anunciar o lançamento do seu novo net book modelo NC215S alimentado através da energia solar. O net book possui um tela 10.1 polegadas com 1024 x 600 de resolução e tela fosca, 1 GB de RAM e um processador Intel Atom N570 1.66GHz processador dual - core.

A Samsung afirma que o sistema carrega uma hora de bateria a cada duas horas de exposição ao sol, chegando a uma autonomia de até 14 horas. Provavelmente, a duração da bateria seja menor no uso diário, porém, já é uma grande vantagem para quem precisa de usar o net book fora de casa.

BOSCH LANÇA APLICAÇÃO PARA

IPHONE E IPAD PARA CÁLCULO DA

ENERGIA SOLAR

A Bosch Solar anunciou o lançamento de um aplicativo para o iPhone. Assim, usando um iPhone irá permitir a qualquer um avaliar o rendimento energético solar em qualquer ponto do planeta. O aplicativo permite ter uma idéia do potencial de geração de eletricidade a partir de energia solar a partir de áreas de superfície aberta, como em telhados. Com base na área de superfície, tipo de módulo solar, e sua orientação, o aplicativo irá calcular o rendimento energético ótimo.

Adicionalmente, especificando o tamanho do telhado e o tempo de operação do sistema, você também irá receber informações sobre o número ideal de módulos e o lucro total para um determinado país, assim como, a quantidade de CO2 salvos pelo seu sistema fotovoltaico.

Deste modo, este é um programa essencial para quem quer ter uma idéia do potencial de geração de electricidade a partir de energia solar em áreas de superfície aberta como telhados, estacionamentos e áreas de terra aberta.

Energia renovável provoca polêmica

Nos EUA, cresce oposição a biomassa

Energia gerada pela queima de madeira, plantas e outros materiais orgânicos respondem por 50% de toda energia renovável produzida nos Estados Unidos, mas sua produção tem enfrentado uma crescente oposição. Os críticos afirmam que ela não é verde como se pensava, e que a poluição que causa no curto prazo pode anular seus benefícios de longo prazo.

A oposição à biomassa ameaça sua viabilidade como energia renovável, num momento que que o país procura diversificar suas fontes de energia, como o presidente Obama enfatizou à nação na semana passada. Ela também sublinha as dificuldades e as escolhas complexas que governos estaduais e municipais têm pela frente na busca de energia limpa.

Os proponentes da biomassa dizem que ela é um tecnologia renovável simples e provada, baseada em ciclos naturais. Admitem que queimar madeira e outros matérias orgânicas libera CO2 na atmosfera da mesma forma que o carvão, mas argumentam que árvores e plantas absorvem o gás.

Não é bem assim, dizem os oponentes. Segundo eles, chegar a tal estado de equilíbrio é quase impossível, e florestas que absorvem carbono acabarão sendo destruídas por uma indústria voraz de biomassa inapropriadamente financiada por subsídios públicos. Argumentam também que, como qualquer operação de incineração, as plantas de biomassa geram outros tipos de poluição, como matéria particulada. Agora, legisladores estaduais e federais se deparam com um quebra-cabeças, diz o New York Times.