Fontes Renováveis

Fontes Renováveis

(Parte 1 de 2)

UNESP – UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA

“JÚLIO DE MESQUITA FILHO”

CAMPUS EXPERIMENTAL DE ITAPEVA

ELETROTÉCNICA E MÁQUINAS ELÉTRICAS

ENERGIA RENOVÁVEL

VINÍCIUS MASSAMI RIBEIRO NONOSE

VINICIUS ROSOLEM

DANILO SOARES GALDINO

EBERTON

ITAPEVA

JUNHO/2009

Resumo

O trabalho teve como objetivo, determinar quais são os tipos de energia renováveis que existem. Onde as principais são estudadas mais aprofundamente. Sendo as mais utilizadas: energia eólica e a energia solar. Dos tipos principais podem ser encontrados ainda na fase de estudos: a energia gravitacional, energia geotermal e a energia dos oceanos. São poucas as empresas que estão investindo nesse tipo de energia, uma delas é a SEBRAE, que promove uma premiação e um incentivo a sua utilização. Do grande benefício que a energia renovável proporciona existem algumas vantagens e desvantagens que devem ser levadas em consideração.

Palavras-chave: energia renovável, energia solar e energia eólica.

SUMÁRIO

1. Introdução 4

2. O que é fonte de energia? 4

3. Energia renovável 5

4. Energia eólica 9

4.1 Energia eólica no Brasil e no mundo 10

5. Energia solar 11

5.1 Energia Solar Fototérmica 12

5.2 Energia Solar Fotovoltaica 12

6. Incentivo a energia renovável 13

7. Outros tipos de energia alternativa 13

8. Vantagens e desvantagens da energia renovável 14

9. Conclusão 16

10. Referências da internet 17

1. Introdução

Desde o início do século XX, o mundo tem sofrido com a exploração de seus recursos naturais, com a poluição da atmosfera e com a degradação do solo. O petróleo, por exemplo, considerado uma fonte tradicional de energia, foi tão continuamente extraído que seus poços já começam a se esgotar, pouco menos de 100 anos após o início de sua utilização efetiva. O carvão, um recurso ainda mais antigo, também é considerado esgotável. A energia nuclear, da mesma forma, nos alerta para o perigo dos resíduos radioativos. O uso das fontes tradicionais traça sua trajetória ao declínio, não só pela sua característica efêmera, mas porquê é uma ameaça ao meio ambiente.

Na esteira da questão ecológica, as chamadas “fontes alternativas de energia” ganham um espaço cada vez maior. Essas fontes alternativas, além de não prejudicar a natureza, são renováveis, e por isso perene. Exemplos de fontes renováveis incluem a energia solar (painel solar, célula fotovoltaica), a energia eólica (turbina eólica, cata-vento), a energia hídrica (roda d’água, turbina aquática) e a biomassa (matéria de origem vegetal).

2. O que é fonte de energia?

Fonte de energia é uma fonte de onde se pode explorar as condições para a produção de energia elétrica. Um exemplo de fonte de energia é a água, represando-a a energia potencia da água pode ser convertida em energia mecânica que posteriormente pode ser convertida em energia elétrica.

No Brasil atualmente são usadas como fonte de energia, a tabela abaixo ilustra bem as fontes de energia usada no Brasil.

Tabela 1: Tipos de fontes de energia usadas no Brasil

Fonte

Porcentagem de uso

Hidráulicas (Produzidas em Usinas Hidrelétricas)

37%

Derivados do Petróleo: Gás Engarrafado (GLP), Gasolina, Querosene, Óleo Diesel, Óleo ombustível

32%

Carvão Vegetal e Lenha

9%

Bagaço de Cana

7%

Álcool

4%

Carvão Mineral

3%

Gás Natural

2%

Outras Fontes

6%

Fonte: http://www.ebanataw.com.br/roberto/energia/ener6.htm

As fontes de energia podem ser divididas em: convencionais ou alternativas. Energia convencional é caracterizada pelo baixo custo, grande impacto ambiental e tecnologia difundida. Já a energia alternativa é aquela originada como solução para diminuir o impacto ambiental. Com essas duas fontes de energia, surgem também duas distinções: renováveis e não-renováveis. Dessa divisão surge também duas distinções: fonte de energia renovável e fonte de energia não-renovável.

Energia renovável: é a energia que é extraída de fontes naturais capaz de se regenerar, consequentemente inesgotável. Ex: energia solar, energia eólica, etc.

Não-renovável: é a energia que se encontra na natureza em quantidades limitadas, que com sua utilização se extingue. Ex: petróleo, carvão mineral, etc.

3. Energia renovável

Dos tipos de energia renovável que existem, as principais são:

    1. Energia Solar

Praticamente inesgotável, a energia solar pode ser usada para a produção de eletricidade através de painéis solares e células fotovoltaicas. No Brasil, a quantidade de sol abundante durante quase todo o ano estimula o uso deste recurso.

Existem duas formas de utilizar a energia solar: ativa e passiva. O método ativo se baseia em transformar os raios solares em outras formas de energia (térmica ou elétrica) enquanto o passivo é utilizado para o aquecimento de edifícios ou prédios, através de concepções e estratégias construtivas. Esta aplicação é mais comum na Europa, onde o frio demanda opções para a calefação.

Os painéis fotovoltaicos são uma das mais promissoras fontes de energia renovável. A principal vantagem é a quase total ausência de poluição. No entanto, a grande limitação dos dispositivos fotovoltaicos é seu baixo rendimento. Outro inconveniente são os custos de produção dos painéis, elevados devido à pouca disponibilidade de materiais semicondutores.

A figura abaixo mostra um painel solar:

Figura 1 – Painel solar

    1. Energia Eólica

A energia eólica é a energia gerada pelo vento. Utilizada há anos sob a forma de moinhos de vento, pode ser canalizada pelas modernas turbinas eólicas (figura 2)

Figura 2 – Turbina Eólica

ou pelo tradicional cata-vento (figura 3).

Figura 3 – Cata-vento

Os especialistas explicam que no Brasil há ventos favoráveis para a ampliação dos instrumentos eólicos.

A energia cinética, resultante do deslocamento das massas de ar, pode ser transformada em energia mecânica ou elétrica. Para a produção de energia elétrica em grande escala, só são interessantes regiões que tenham ventos com velocidade média de 6 m/seg ou superior.  

Uma outra restrição presente no aproveitamento da energia eólica é a questão do espaço físico, uma vez que tanto as turbinas quanto os cata-ventos são instalações mecânicas grandes e ocupam áreas extensas. Todavia, seu impacto ambiental é mínimo, tanto em termos de ruído quanto no ecossistema.

    1. Energia Hidrelétrica

A energia hídrica é aquela que utiliza a força cinética das águas de um rio e a converte em energia elétrica, com a rotação de uma turbina hidráulica. A figura 4 abaixo, mostra um modelo de aproveitamento de energia:

Figura 4 – Usina Hidrelétrica de pequeno porte

À exceção das grandes indústrias hidrelétricas, que atendem ao vasto mercado, há também a aplicação da energia hídrica no campo através de pequenas centrais hidrelétricas (PCHI), baseadas em rios de pequeno porte. A região Centro-sul do país é especialmente propícia ao uso desse tipo de recurso.

As pequenas centrais são capazes de suprir uma propriedade e alimentar seus geradores. Na Europa, muitos sítios e chácaras se utilizam dessas instalações como fonte alternativa.

    1. Biomassa

Há três classes de biomassa: a biomassa sólida, líquida e gasosa.

A biomassa sólida tem como fonte os produtos e resíduos da agricultura (incluindo substâncias vegetais e animais), os resíduos das florestas e a fração biodegradável dos resíduos industriais e urbanos.

A biomassa líquida existe em uma série de biocombustíveis líquidos com potencial de utilização, todos com origem nas chamadas "culturas energéticas". São exemplos o biodiesel, obtido a partir de óleos de colza ou girassol; o etanol, produzido com a fermentação de hidratos de carbono (açúcar, amido, celulose); e o metanol, gerado pela síntese do gás natural.

Já a biomassa gasosa é encontrada nos efluentes agropecuários provenientes da agroindústria e do meio urbano. É achada também nos aterros de RSU (resíduos sólidos urbanos). Estes resíduos são resultado da degradação biológica anaeróbia da matéria orgânica, e são constituídos por uma mistura de metano e gás carbônico. Esses materiais são submetidos à combustão para a geração de energia.

4. Energia eólica

Se todo potencial eólico do Brasil fosse convertido, seria possível gerar cerca de 272 terawatts/hora (TWh) por ano de energia elétrica, ou seja, metade do consumo brasileiro, que no ano de 2006 estava em torno de 424 TWh. É o que afirma um estudo realizado pelo físico Fernando Barros Martins e publicado na “Revista Brasileira de Ensino de Física”.

Atualmente o Brasil usa menos de 1% dessa tecnologia. Segundo o responsável pelo Laboratório de Instrumentação Meteorológica do Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC), o físico Celso Thomaz, há dois fatores que justificam o pouco aproveitamento deste potencial eólico: o cultural e o econômico. Thomaz afirma que o preço do aerogerador ainda é muito alto, por isso não compensa trocar de tecnologia dentro do sistema brasileiro. Ainda segundo o físico, outra limitação ao uso desse tipo de energia é que o Brasil não tem a cultura de buscar fontes alternativas de energia, embora haja observação da sociedade em relação ao aquecimento global.

Entretanto, para o chefe do Grupo de Energia e Meio Ambiente, Ênio Bueno Pereira, o maior problema não é o financiamento, mas sim a mão-de-obra. Pereira explica que não há reposição de pessoal para manter o conhecimento, embora o Brasil tenha excelentes institutos de pesquisa.

De acordo com Pereira o incentivo que o governo oferece para a área de energia renovável ainda é pouco. O governo deve dar subsídios, como fez com o Pró – álcool, que se tornou referência no mundo todo. “Temos que apostar nessas energias renováveis para substituir as fósseis”, ele completa.

A energia eólica só decolou um pouco no País graças ao Programa de Incentivo de Fontes Alternativas da Eletrobrás (Proinfa). A Alemanha é uma das maiores economias do mundo que incentiva a energia renovável. Cerca de 23% da energia que o país usa é eólica. Além desse, em outros países da Europa qualquer pessoa que tenha condições financeiras pode instalar um gerador ou vários geradores na sua fazenda, por exemplo.

4.1 Energia eólica no Brasil e no mundo

A primeira turbina eólica comercial ligada à rede elétrica publica foi instalada em 1976, na Dinamarca. Depois disso, houve uma grande expansão, principalmente nos países desenvolvidos. Entre os países usuários da energia eólica estão Estados Unidos, Alemanha, Espanha, Dinamarca, Índia, Japão, China, França, Argentina e Tunísia.

A empresa alemã Wobben Windpower Enercom é uma das que aproveita as pesquisas sobre motores de aviões que foram aproveitados para a construção de parques eólicos. A companhia se instalou por todo o mundo, inclusive no Brasil, onde abriu uma fábrica no estado do Ceará.

Em 1999 foi construído o primeiro parque eólico do mundo sobre dunas de areia, na praia da Taíba, no município de São Gonçalo do Amarante, Ceará. Com 10 aerogeradores, tem capacidade toal instalada de 5 Megawatts (MW). Anualmente o parque produz cerca de 17 milhões de kilowatts/ hora (KWh), quantidade suficiente para suprir de forma limpa e renovável as necessidades domiciliares de uma população de 50 mil pessoas.

Nesse mesmo ano foi instalado um dos maiores parques eólicos da América Latina no município de Aquiraz, também no Ceará. Possui 20 aerogeradores e tem capacidade total instalada de 10 MW e sua produção anual chega aos 35 milhões de KWh. A energia eólica também está presente nos estados do Paraná, Rio Grande do Sul, Santa Catarina, Minas Gerais e Rio Grande do Norte. Graças ao Programa de Incentivo de Fontes Alternativas da Eletrobrás (Proinfa), vários projetos estão em execução e novos parques serão inaugurados.

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