quinta-feira, 27 de agosto de 2009

FAE - Fontes Alternativas de Energia

O que é Energia Alternativa
Fontes Alternativas de Energia
Energia Solar ,Energia Eólica ,Biomassa ,PCH's ,Maré-Motriz e Células Combustível
Histórico Brasil
O QUE É ENERGIA ALTERNATIVA
A energia tem sido através da historia a base do desenvolvimento das civilizações. Nos dias atuais são cada vez maiores as necessidades energéticas para a produção de alimentos, bens de consumo, bens de serviço e de produção, lazer, e finalmente para promover o desenvolvimento econômico, social e cultural. É assim, evidente a importância da energia não só no contexto das grandes nações industrializadas, mas principalmente naquelas em via de desenvolvimento, cujas necessidades energéticas são ainda mais dramáticas e prementes. Acreditamos ser chegada a hora de ingressarmos na era das fontes alternativas de energia. As fontes alternativa de energia vem através dos tempos ganhando mais adeptos e força no seu desenvolvimento e aplicação, tornando-se uma alternativa viável para a atual situação em que o mundo se encontra, com as crises de petróleo, pela dificuldade de construção de centrais hidroelétricas, Termelétricas, carvão mineral, xisto, usinas nucleares e outras formas de energia suja, como são classificadas, em via de que a utilização destas geram uma grande degradação ambiental o qual e incontestável do ponto de vista social, econômico e humano. Construir uma hidroelétrica hoje significa desabitar e destruir uma grande área verde, do mesmo modo, procurar e perfurar poços de petróleo em águas profundas, tornando-se situações enviáveis e muito menos alternativas. A estagnação das fontes convencionais é promovida de certa forma pela saturação de produção energética das hidroelétricas, ocasionadas a principio pelo movimento migratório; (êxodo rural), ou seja, causado pelos agricultores que em busca do sonho da cidade grande, contribuem com a construção de novas moradias e com isso, a ligação na maioria dos casos de redes clandestinas de energia, sobrecarregando dessa forma as linhas de distribuição e transformadores, gerando os não muito agradáveis "blecautes". Estes acontecimentos tem de certa forma, fortalecido o movimento em busca de novas fontes alternativas de energia. O termo fonte alternativa de energia não deriva apenas de uma alternativa eficiente, ele é sinônimo de uma energia limpa, pura, não poluente, a principio inesgotável e que pode ser encontrada em qualquer lugar pelo menos a maioria na natureza.

ENERGIA SOLAR

Solar Fotovoltaico - A energia solar fotovoltaica é a energia obtida através da conversão direta da luz em eletricidade (efeito fotovoltaico). O efeito fotovoltaico, relatado por Edmond Becquerel, em 1839, é o aparecimento de uma diferença de potencial, nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz. A célula fotovoltaica é a unidade fundamental do processo de conversão. Em 1876 foi concebido o primeiro aparato fotovoltaico, advindo dos estudos das estruturas de estado sólido, e apenas em 1956, iniciou-se a produção industrial. Inicialmente utilizada em sistemas espaciais (menor custo e peso) fornecendo a quantidade de energia necessária para longos períodos de permanência no espaço. Com o passar dos anos em decorrência do decréscimo do custo de produção, viabilizada para os sistemas de uso comercial.
* Termo Solar - São sistemas que utilizam a energia do sol para o aquecimento de água, para as mais diversas aplicações. A primeira apresentação deste sistema foi em Paris em 1879,( aquecimento de 1m3 por hora).É usualmente utilizada em sistemas de aquecimento de água para banho substituindo os chuveiros elétricos, em saunas, piscinas etc.. É constituído de placas solares e reservatório térmico, o funcionamento do sistema é simples, e um sistema de termo sifão (circulação natural) por diferença de densidade em que à água quente por ser mais leve tem seu peso fluxo dirigido pela água fria que vem do reservatório localizado acima dos coletores. Atualmente é utilizada em todo o mundo principalmente nas regiões frias,. em hotéis, residências entre outras aplicações.
* SEGS - Sistemas de geração de energia solar - São sistemas baseados no mesmo principio de funcionamento e geração de energia elétrica das usinas hidroelétricas, são chamados de usinas Termosolares só que o principio ativo chama-se sol e não água. O funcionamento e através de um grupo de coletores solares por onde passa a água, esta é aquecida entra em contado com um segundo elemento que é um tipo de óleo, este e superaquecido, ocorre o processo de evaporação, o ar quente desloca-se por um duto até uma turbina que é posta em funcionamento gerando assim, alguns Quilowatts de energia. Coletores tipo calha são empregados a anos na Califórnia. Em 1984 foi colocado em operação a primeira delas com potência de 14MW. No Brasil existe estudos feitos pela Chesf que mostram duas regiões na Paraíba ,ótimas para a aplicação do modelo.
ENERGIA EÓLICA
* Turbina eólica ( três hélices ) - São as mais utilizadas, trata-se de um sistema com grandes palhetas auto ajustáveis de acordo com a posição e velocidade do vento, composta de um gerador interno e um sistema de frenagem o qual controla a velocidade para que esta não venha a danificar o equipamento. Possuem modelos de geração de 1KW/10Metros até 500KW/ 50 metros de altura. Há aplicações em todo o mundo, no Brasil temos as chamadas fazendas eólicas nas regiões do Ceara, no Parque do Mucuripe que tem potência nominal de 1200KW - 3,8 milhões de KWh por ano, energia suficiente para abastecer uma cidade de 15000 habitantes com 3000 residências. São ótimas para médios e grandes sistemas de geração.
* Turbina Darrileus - Sistemas formado por duas lâminas torcidas em forma de arco, colocadas na vertical, ligando a base ao topo da turbina, e giram em torno do seu próprio eixo. São comumente usadas em regiões da Europa.


* Turbina Sarvonius - São no formato de duas conchas colocadas de lado uma da outra em posição contraria, e ligadas onde se encontram num eixo vertical, interligado em dois mancais rotativos. Também de pouco uso, mais utilizada em pequenos sistemas de medição anemografica.

BIOMASSA
* Biodigestor - O biodigestor é um sistema utilizado para a produção de gás natural ( Metano - CH4 ), através de um processo anaeróbico na degradação de polímeros orgânicos derivados de matéria biodegradável, resíduos alimenticeis, esgoto, substrato da cana-de-açúcar , vinhaça, esterco orgânico e demais materiais biodegradáveis. Foi identificado pela primeira vez em 1776 por Alessandro Volta, em 1857 na Índia, nas proximidades de Bombaim houve a primeira instalação para a produção de gás combustível, hoje estima-se que haja naquele país 150000 unidades instaladas. Em outros países como europeus e Asiáticos como a Alemanha e China desenvolve-se a técnica da produção de bio-gás na eliminação de resíduos de esgoto. O sistema consiste de um Biodigestor, equipamento este feito em alvenaria e localizado a alguns metros abaixo da terra, possui uma câmpula por onde sai o gás, uma entrada de material e uma saída de emergentes, que na verdade é adubo químico de ótima qualidade. O gás produzido tem suas aplicações na iluminação, uso em fogões, geladeiras e motores de ciclo-otto. No Brasil a primeira aplicação foi na Granja do Torto em Brasília em 1976, de um biodigestor modelo chinês e que vem funcionando contento. Não é justificativa que um país rico em biomassa, um dos maiores produtores de gado e aves do mundo, grande produtor de resíduos vegetais (cereais), maior produtor de vinhaça do mundo, ainda encontre regiões iluminadas a custo de querosene caro. Lembramos que a Índia tinha a capacidade energética gerada por 4,5 milhões de biodigestores é superior a capacidade energética do Brasil em 1980,e que teria falido por poluição e falta de fertilizante se não fosse os biodigestores.

PEQUENAS CENTRAIS HIDROELÉTRICAS

* PCH's - Pequenas centrais hidroelétricas - Este sistema é o mesmo utilizado nas grandes hidroelétricas, a diferença e que são sistemas pequenos , de baixa potência, tipo Cross-flow de 5 a 100KW, e que podem ser instalados em locais próximos a regiões ribeirinhas, aproveitando o fluxo natural de um rio ou riacho, sem acometer um grave desequilíbrio para a fauna e flora do lugar, pois a o retorno ao rio ou riacho após a geração. No Brasil existe a aplicação deste sistema em algumas regiões principalmente nas regiões do sul, no nordeste este potencial ainda não é muito aplicado.

MARÉ-MOTRIZ

* Sistema de Maré-motriz - Sistema de geração de energia elétrica no qual você utiliza o movimento de fluxo das marés para movimentar uma comporta, que está diretamente ligada a um sistema de conversão, proporcionando assim a geração de eletricidade. As marés servem para gerar eletricidade que é obtida a partir do movimento regular, a cada 12 horas de elevação (fluxo) e abaixamento (refluxo) do nível do mar. As marés são uma conseguencia da atração que a lua e o sol exercem sobre a terra, e é justamente a amplitude das marés, ou seja, a diferença entre o nível da maré alta e da maré baixa, que constitui o fator que possibilita o aproveitamento dessa fonte de energia. No norte da França, em La Rance, há uma usina maremotriz de 240MW, o Canadá estuda a possibilidade, de uma instalação de vários MW (megawatts) na Fundland Ray, a Grã-Bretanha planeja na costa ocidental, uma usina de 16km de comprimento, que produzirá 7 mil megawatts de eletricidade.
* Sistema de energia das ondas - O aproveitamento da energia das ondas é feito empregando, um conjunto de bóias distantes uns poucos quilômetros da costa, em que se transforma o movimento superficial do mar em eletricidade, através de um tipo de equipamento que entra em contato com o fundo do mar. Calculou-se uma potência de 120 mil MW para a costa ocidental da Grã-Bretanha, mais que o atual consumo elétrico britânico. Não se indica prejuízos ambientais causados por tais instalações. No norte da Noruega existe uma instalação desse tipo, em Kvaener-Brug, todas as instalações em funcionamento tem uma potência individual menor que 50KW.

CÉLULAS A COMBUSTÍVEL

* Células a combustível - Energia fácil e barata, sem gerar poluição, capaz de movimentar veículos e produzir eletricidade para uso comercial e residencial . A célula a combustível se baseia no uso de hidrogênio como combustível e é possível obter energia em grande quantidade, e além disso o produto da queima do hidrogênio é a água, que não polui de forma alguma. Embora o conhecimento do principio de funcionamento da célula a combustível e bastante antigo, o entendimento de como ela realmente funciona é relativamente recente. Enquanto uma bateria comum leva o seu combustível e o seu comburente no interior, na célula a combustível um gás, como o hidrogênio e o comburente oxigênio são bombeados para o seu interior e a combinação de ambos e os eletrodos especiais resultam em eletricidade, que pode ser usada para alimentar um circuito externo. As vantagens desse sistema são inúmeras, mas a principal está na possibilidade de fornecimento de energia na forma constante e ilimitada. Tipos de células são: MCFC (maltem carbonate fuel cell), SOFC (solid oxid fuel cell), PAFC (phosphoric acid fuel cell), e as mais usuais PEM (protón exchange membrane). A aplicações recentes deste tipo de energia, o NEBUS é um ônibus da Mercede Bens que utiliza células de hidrogênio com 250KW de potência sem poluição alguma. Subtraindo a potência necessária ao próprio funcionamento da célula, que se converte em calor para a alimentação do sistema elétrico e de ar condicionado, sobra para a propulsão 190KW que corresponde a uma potência de 260CV e autonomia para 250KM, com um tanque de 45m3 de Hidrogênio.

HISTÓRICO DA ENERGIA NO BRASIL

1. 1879 - Inaugurado a iluminação elétrica da antiga Estação da Corte (hoje estação D. Pedro II), substituindo 46 bicos de gás que iluminavam está área;

2. 1881 - Iluminação elétrica do Campo da Aclamação (praça da República), no Rio de Janeiro, fornecida por um locomóvel com dois dínamos;

3. 1883 - A cidade de Campos (RJ) tornou-se a primeira cidade do Brasil e da América do Sul a receber iluminação pública elétrica, através de uma Termelétrica acionadora de três dínamos com potência de 52KW, fornecendo energia para 39 lâmpadas de 2000 velas cada;

4. 1889 - Em Juiz de Fora (MG) no rio Paraibuna, a primeira usina Hidroelétrica para serviço de utilidade pública. Além de abastecer Juiz de Fora, fornecia eletricidade para uma fábrica de tecidos;

5. 1889 E.D. - Exploração do potencial hidroelétrico;

6. 1892 - Utilização de pequeno potencial hidroelétrico em Ribeirão do inferno, afluente do rio Jequitinhonha em Diamantina (MG) fornecendo eletricidade para a mineração;

7. Década de 70 (1970 E.D.), estudo de fontes alternativas de energia em decorrência da crise do petróleo (querras entre Irã e Iraque);

8. 1975 - Programa Nacional do Álcool - PROALCOOL;

9. 1976 - Instalação de um biodigestor na granja do Torto, em Brasília;

10. 1994/1995 - Projeto ELDORADO e Programa de desenvolvimento energético de estados e municípios - PRODEEM.