Energia da Biomassa

A busca por alternativas eficazes de produção e distribuição de energia é um elemento essencial para o ser humano, principalmente na atual sociedade, onde os modos de consumo se intensificam a cada dia. Diante dessa dependência de recursos energéticos, surge a necessidade de diversificar a utilização das fontes energéticas.

Atualmente, o petróleo é a principal substância empregada na geração de energia, porém, a biomassa é uma fonte utilizada bem antes da descoberta do “ouro negro”. O homem utiliza a lenha como fonte energética desde o início da civilização. Portanto, a biomassa faz parte da história da humanidade como fonte de energia.

A biomassa é um material constituído principalmente de substâncias de origem orgânica, ou seja, de animais e vegetais. A energia é obtida através da combustão da lenha, bagaço de cana-de-açúcar, resíduos florestais, resíduos agrícolas, casca de arroz, excrementos de animais, entre outras matérias orgânicas.

Essa fonte energética é renovável, pois a sua decomposição libera CO2 na atmosfera, que, durante seu ciclo, é transformado em hidratos de carbono, através da fotossíntese realizada pelas plantas. Nesse sentido, a utilização da biomassa, desde que controlada, não agride o meio ambiente, visto que a composição da atmosfera não é alterada de forma significativa.

Entre as principais vantagens da biomassa estão:

- Baixo custo de operação;
- Facilidade de armazenamento e transporte;
- Proporciona o reaproveitamento dos resíduos;
- Alta eficiência energética;
- É uma fonte energética renovável e limpa;
- Emite menos gases poluentes.

Porém, o seu uso sem o devido planejamento pode ocasionar a formação de grandes áreas desmatadas pelo corte incontrolado de árvores, perda dos nutrientes do solo, erosões e emissão excessiva de gases.

A utilização da energia da biomassa é de fundamental importância no desenvolvimento de novas alternativas energéticas. Sua matéria-prima já é empregada na fabricação de vários biocombustíveis, como, por exemplo, o bio-óleo, BTL, biodiesel, biogás, etc

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 solarOs países que mais produzem energia solar são: Japão, Estados Unidos e Alemanha.

A geração de energia a partir da luz solar está diretamente ligada ao que se chama de efeito fotovoltaico. Esse efeito consiste essencialmente na conversão de energia luminosa incidente sobre materiais semicondutores, convenientemente tratados, em eletricidade. É com base nele que se produzem os painéis solares, formados por células fotovoltaicas, que são dispositivos semicondutores com essa propriedade de captar a luz do Sol e transformá-la em energia, gerando uma corrente elétrica capaz de circular em um circuito externo. No início, esse sistema era utilizado somente na geração de energia para satélites. Mas as tecnologias de produção evoluíram a tal ponto que tornou viável seu uso em aplicações terrestres, para fornecimento de energia elétrica em residências isoladas da rede convencional de distribuição. Esses sistemas isolados eram inicialmente autônomos, ou seja, não estavam ligados às redes de fornecimento de energia elétrica. Por isso, eles necessitam quase sempre de um meio para armazenar a energia gerada, como um acumulador eletroquímico, para suprir a demanda quando a geração solar for baixa ou à noite, quando não há incidência de luz solar. Mais recentemente, no entanto, eles vêm sendo utilizados de forma interligada, de modo que a energia gerada pelos painéis solares são entregues diretamente à rede elétrica, não necessitando mais desses acumuladores.A preocupação crescente com o meio ambiente faz com que cada vez mais, um maior número de pessoas procure para o seu conforto, a utilização de energias alternativas menos poluidoras e mais económicas.Os sistemas solares concebidos de modo a captar a energia - o calor do sol - utilizam-na como complemento, quer do aquecimento central, quer do aquecimento da água para consumo.Em média, o aquecimento da água através da energia solar, pode ser de aproximadamente de 60% por ano. Nalguns dias de Verão, a água pode mesmo ser aquecida a 100% com a energia solarAssim, combinando a energia utilizada, a poupança de energia – média anual - situar-se-á entre 15-35%, consoante o isolamento térmico da casa. Este valor respeita a toda a energia necessária para o aquecimento da casa, bem como da água potável.A utilização da energia solar para a produção de água quente sanitária, cada vez mais frequente

Os métodos de captação da energia solar classificam-se em directos ou indirectos:

- Directo quando há apenas uma transformação para fazer da energia solar um tipo de energia utilizável pelo homem. Exemplos:

-A energia solar atinge uma célula foto voltaica criando electricidade,

- A energia solar atinge uma superfície escura e é transformada em calor.

- Indirecto quando é necessária mais do que uma transformação para que surja energia utilizável. Exemplo:

- Sistemas que controlam automaticamente cortinas, de acordo com a disponibilidade de luz do Sol.

A energia solar

A energia solar é incomparável a qualquer outro sistema de energia convencional por tratar-se de uma fonte 100% natural, ecológica, gratuita, inesgotável e que não agride o meio ambiente. Para cada 1m² de coletor solar evita-se a inundação de 56 m² de terras férteis, na construção de usinas hidrelétricas.

Os sistemas de produção de energia solar têm um custo proporcional quase nulo: uma vez efetuada a instalação do equipamento, a energia é produzida pelo Sol, o que não custa nada. No entanto, é preciso ter em conta os custos de investimento e de manutenção dos aparelhos.

Os métodos de captura da energia solar classificam-se em diretos ou indiretos:

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.

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.

Trabalho realizado pela aluna Katharine Cunha.

Energia Geotérmica

A energia geotérmica se caracteriza pelo calor proveniente da Terra, é a energia calorífera gerada a menos de 64 quilômetros da superfície terrestre, em uma camada de rochas, chamada magma, que chega a atingir até 6.000°C. Geo significa terra e térmica corresponde a calor, portanto, geotérmica é a energia calorífica oriunda da terra.

O magma resulta das tremendas pressões abaixo da superfície e do calor gerado pela decomposição de substâncias radioativas, como o urânio e o tório. Encontrando fissuras na crosta terrestre, o magma explode em erupções vulcânicas, ou os gases liberados com o seu resfriamento aquecem águas subterrâneas que afloram na forma de gêiseres ou minas de água quente. A energia elétrica pode ser obtida através da perfuração do solo em locais onde há grande quantidade de vapor e água quente, estes devem ser drenados até a superfície terrestre por meio de tubulações específicas. Em seguida o vapor é transportado a uma central elétrica geotérmica, que irá girar as lâminas de uma turbina. Por fim, a energia obtida através da movimentação das lâminas (energia mecânica) é transformada em energia elétrica através do gerador.

Os aspectos positivos desse tipo de energia são: A emissão de gases poluentes (CO2 e SO2) é praticamente nula, não intensificando o efeito de estufa, diferentemente dos combustíveis de origem fóssil. A área necessária para a instalação da usina é pequena. Pode abastecer comunidades isoladas.

Os aspectos negativos: É uma energia muito cara e pouco rentável, pois necessita de altos investimentos estruturais e sua eficiência é baixa. Pode ocasionar o esgotamento do campo geotérmico. O calor perdido aumenta a temperatura do ambiente. Ocorre a emissão de ácido sulfídrico (H2S), extremamente corrosivo e nocivo à saúde.

Trabalho produzido pela aluna: Sarah Louíse.

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.

Vivemos em um mundo ávido por energia limpa, em plena era de aquecimento global e foco em sustentabilidade. O que parece perfeito na teoria, países pouco expressivos têm se mostrado mais empenhados em realmente reduzir o número de poluentes emitidos na produção de energia ou consumo de veículos.

Portugal é hoje o que podemos chamar de uma das maiores potências na energia eólica – aquela gerada através da captação do vento -, detendo parte das principais patentes relacionadas à energia eólica. Está prevista ainda para este ano a inauguração de 300 postos de combustíveis para carros elétricos, e mais mil para 2011.

Sendo o terceiro país da Europa no apelo por gerar energia limpa e reduzir cada vez mais as toxinas que são expelidas ao ar, hoje Portugal se tornou exportador de energia para a Espanha, que até 2008 realizava processo inverso.

Eventos e notícias abordam constantemente o termo sustentabilidade. Na prática, porém, até hoje, nenhum projeto se mostrou realmente eficaz. Esperemos que um dia o Brasil possa ser listado como uma nação preocupada com o meio ambiente e o futuro verde.

Trabalho realizado pela aluna Amanda Scher Souza

Energia Solar

A Energia Solar é a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa 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.

Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar e

stá na forma de luz visível e luz ultravioleta.

Existem técnicas experimentais para criar combustível a partir da absorção da luz solar em uma reação química de modo similar à fotossíntese vegetal - mas sem a presença destes organismos.

A radiação solar, juntamente com outros recursos secundários de alimentação, tal como a energia eólica e das ondas, hidro-electricidade e biomassa, são responsáveis por grande parte da energia renovável disponível na terra. Apenas uma minúscula fracção da energia solar disponível é utilizada.

Tipos de energia solar:

Os métodos de captura da energia solar classificam-se em diretos ou indiretos:

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 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.

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 fluxos 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.

Também se classificam em passivos e ativos.

Vantagens e Desvantagens da energia solar:

Vantagens

• A energia solar não polui durante sua produção. 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. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente viável.
• 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

• Um painel solar consome uma quantidade enorme de energia para ser fabricado. A energia para a fabricação de um painel solar pode ser maior do que a energia gerada por ele.
• Os preços são muito elevados em relação aos outros meios de energia.
• Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação atmosférica, 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 sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura de nuvens, 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).

Trabalho da aluna: Laísa dos Santos Ferreira Bispo

Energia Hidrelétrica

No Brasil, devido a sua enorme quantidade de rios, a maior parte da energia elétrica disponível é proveniente de grandes usinas hidrelétricas. A energia primária de uma hidrelétrica é a energia potencial gravitacional da água contida numa represa elevada. Antes de se tornar energia elétrica, a energia primária deve ser convertida em energia cinética de rotação. O dispositivo que realiza essa transformação é a turbina. Ela consiste basicamente em uma roda dotada de pás, que é posta em rápida rotação ao receber a massa de água. O último elemento dessa cadeia de transformações é o gerador, que converte o movimento rotatório da turbina em energia elétrica.

Um rio não é percorrido pela mesma quantidade de água durante o ano inteiro. Em uma estação chuvosa, é claro, a quantidade de água aumenta. Para aproveitar ao máximo as possibilidades de fornecimento de energia de um rio, deve-se regularizar-se a sua vazão, a fim de que a usina possa funcionar continuamente com toda a potência instalada.

A vazão de água é regularizada pela construção de lagos artificiais. Uma represa, construída de material muito resistente - pedra, terra, freqüentemente cimento armado - , fecha o vale pelo qual corre o rio. As águas param e formam o lago artificial. Dele pode-se tirar água quando o rio está baixo ou mesmo seco, obtendo-se assim uma vazão constante.

A construção de represas quase sempre constitui uma grande empreitada da engenharia civil. Os paredões, de tamanho gigante, devem resistir às extraordinárias forças exercidas pelas águas que ela deve conter. Às vezes, têm que suportar ainda a pressão das paredes rochosas da montanha em que se apoiam.

Para diminuir o efeito das dilatações e contrações devidas às mudanças de temperatura, a construção é feita em diversos blocos, separados por juntas de dilatação. Quando a represa está concluída, em sua massa são colocados termômetros capazes de transmitir a medida da temperatura a distância; eles registram as diferenças de temperatura que se possam verificar entre um ponto e outro do paredão e indicam se há perigo de ocorrerem tensões que provoquem fendas.

A potência

A energia que pode ser fornecida por unidade de tempo chama-se potência, e é medida em watt (W). Como as potências fornecidas pelas usinas hidrelétricas são muito grandes, sempre expressas em milhares de watts, utiliza-se para sua medida um múltiplo dessa unidade, o quilowatt (kW), que equivale a 1.000 W.

A potência de uma fonte de energia elétrica pode ser calculada multiplicando-se a tensão em volts que ela é capaz de fornecer pela corrente em ampères que distribui. Dessa maneira, uma fonte capaz de distribuir 1.000 A com uma tensão de 10.000 V possui uma potência de 10 milhões de watts, ou 10.000 kW.

Uma linha de transmissão, portanto, é capaz de transportar a mesma potência de duas maneiras: com voltagem elevada e corrente de baixa intensidade, ou com voltagem baixa e alta corrente.

Quando a energia elétrica atravessa um condutor, transforma-se parcialmente em calor. Essa perda é tanto maior quanto mais elevada for a intensidade da corrente transportada e maior for a resistência do fio condutor. Assim, seria conveniente efetuar a transmissão da energia elétrica por meio de fios muito grossos, que apresentam menos resistência. Porém, não se pode aumentar excessivamente o diâmetro do condutor, pois isso traria graves problemas de construção e transporte, além de encarecer muito a instalação. Assim, prefere-se usar altos valores de tensão, que vão de 150.000 até 400.000 V.

A energia elétrica produzida nas centrais não é dotada de tensão tão alta. Nos geradores, originalmente, essa energia tem uma tensão de cerca de 10.000 V. Valores mais altos são inadequadas, porque os geradores deveriam ser construídos com dimensões enormes. Além disso, os geradores possuem partes em movimento e não é possível aumentar arbitrariamente suas dimensões.

A energia elétrica é, pois, produzida a uma tensão relativamente baixa, que em seguida é elevada, para fins de transporte. Ao chegar às vizinhanças dos locais de utilização, a tensão é rebaixada. Essas elevações e abaixamentos são feitos por meio de transformadores.

O gerador

O gerador é um dispositivo que funciona com base nas leis da indução eletromagnética. Em sua forma mais simples, consiste numa espira em forma de retângulo. Ela fica imersa num campo magnético e gira em torno de um eixo perpendicular às linhas desse campo.

Quando fazemos a espira girar com movimento regular, o fluxo magnético que atravessa sua superfície varia continuamente. Surge assim, na espira, uma corrente induzida periódica. A cada meia volta da espira o sentido da corrente se inverte, por isso ela recebe o nome de corrente alternada.

Aluno: Bruno Evaristo Reis Santos