Fundamentos de Energia

1. Fundamentos de Energia Aula 01:Introdução Prof. Wanderley

2. Conteúdo • Introdução • Energia Solar • Energia Eólica • Energia das Ondas • Energia das Mares • Energia Hídrica • Biomassa • Biogás • Biocombustíveis (Biodiesel e Etanol) • Células de Hidrogênio • Energia Geotérmica • Piezoeletricidade

3. IntroduçãoEnergia está em tudo que nos rodeia! Hoje estou cheia de energia. Ninguém me ganha!! Vou dormir para recuperar energia para amanhã! Não me sinto bem! Estou sem energia… Nestas situações associa-se energia à saúde ou à actividade.

4. IntroduçãoEnergia está em tudo que nos rodeia! Diariamente, ouvimos ou lemos frases como: A água é uma energia limpa. O carvão é uma energia suja. É necessário resolver o problema energético. Estes cereais dão muita energia. Em frases como estas, a palavra energia é utilizada como sinónimo de fonte de energia.

5. IntroduçãoFontes de energia • As fontes de energia podem ser classificadas como: • Fontes de energia primárias– quando ocorrem livremente na Natureza. Ex.: Sol, água, vento, gás natural, petróleo bruto • Fontes de energia secundárias – quando são obtidas a partir de outras. Ex.: electricidade, gasolina, petróleo.

6. IntroduçãoFontes de energia • As fontes de energia primárias podem ser: • Fontes de energiarenováveis - aquelas que se renovam continuamente na Natureza, sendo, por isso, inesgotáveis; • Fontes de energia não renováveis - aquelas cujas reservas se esgotam, pois o seu processo de formação é muito lento comparado com o ritmo de consumo feito pelo ser humano.

7. Introdução

8. Energias Renováveis Definição: Diz-se que uma fonte de energia é renovável quando não é possível estabelecer um fim temporal para a sua utilização. Estão em constante renovação, podendo ser continuamente utilizadas.

9. Vantagens: Energias Renováveis • Podem ser consideradas inesgotáveis à escala humana; • O seu impacto ambiental é menor do que o provocado pelas fontes de energia com origem nos combustíveis fósseis; • Permitem a criação de novos postos de emprego (investimentos em zonas desfavorecidas); • Permitem a redução das emissões de CO2; • Conferem autonomia energética a uma nação; • Conduzem a investigação em novas tecnologias que melhoram a eficiência energética.

10. Desvantagens: Energias Renováveis • Energia eólica, solar, etc. - Custos elevados de investimentos e infra-estrutura apropriadas; • Energia eólica - Impactos visuais negativos ao meio ambiente; • Energia eólica – Provoca poluição sonora; • Energia de biomassa – o método de combustão da biomassa não é limpo; • Energia Hidrelétrica – causa erosão e mudanças no ecossistema local; • Energia solar – custos iniciais muito elevados; • Energia das ondas – bastante dispendiosa.

11. Energias renováveis… … o futuro

12. Energias Renováveis – Aumento das Demandas Energéticas As fontes de energia estão ligadas ao tipo de economia: quanto mais industrializada ela for, maior será o uso de energia.

13. Energias Renováveis – Aumento das Demandas Energéticas IDH versus Consumo de Eletricidade per Capita Anual

14. Exemplos de energias renováveis energia solar energias das ondas Biodiesel biogás. energia das marés biomassa energia hídrica energia eólica energia geotérmica

15. Energia Solar A energia solar incidente sobre a superfície terrestre é cerca de10 mil vezes o consumo energético mundial.

16. energia solar A energia libertada pelo Sol pode ser captada de diversas maneiras :

17. A energia elétrica produzida pelo Sol em painéis fotovoltaicos

18. Energia Solar Energia fotovoltaica • Conversão direta da luz em eletricidade; • A célula fotovoltaica, feita de material semicondutor, é a unidade fundamental do processo de conversão; • A diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor é produzida pela absorção da luz; • Regiões Norte e Nordeste.

19. energia solar Aquecimento da água através de painéis solares

20. energia eólica é a energia que provém do vento • Tem sido aproveitada desde a antiguidade para: • -mover os barcos impulsionados por velas • fazer funcionar a engrenagem de moinhos.

21. A historia do poder dos ventos • Embarcações marítimas usam o poder dos ventos a mais de 5500 anos. • De 200 AC até o século VII os primeiros moinhos de ventos eram usados para moer o milho e a cana de açúcar. • No século XII os ingleses começaram a utilizar os moinhos para a geração de energia e já no século XIV os holandeses utilizaram os moinhos para drenar águas de suas terras. • No século XIX a Dinamarca foi o primeiro pais a utilizar os moinhos para gerar carga para bombas. • De 1900 – 1973 apenas Dinamarca e USA desenvolviam moinhos de vento para produção de energia.

22. A energia eólica no mundo

23. A energia eólica no mundo

24. Energia eólica e o futuro

25. A energia eólica é utilizada para mover aerogeradores • Que são grandes turbinas colocadas em lugares de muito vento. • Essas turbinas têm a forma de um catavento ou um moinho É uma energia renovável e limpa

26. Parque eólico

27. Energia Eólica - Offshore

28. provém do aproveitamento das ondas oceânicas. É uma energia "limpa", isto é, sem quaisquer custos para o ambiente. Energia das Ondas

29. Energia das Marés

30. Energia das mares Traduz-se pelas variações periódicas do nível do mar associadas às correntes. A energia correspondente pode ser captada sob duas formas: Energia potencial – pelas variações do nível do mar; Energia cinética – pelas correntes marítimas.

31. Ocorre através da construção de diques e reservatórios. • Quando a maré sobe, a água enche o reservatório passando através da turbina produzindo energia elétrica. • Quando a maré desce, o reservatório é esvaziado, a água sai do reservatório passando novamente pela turbina (em sentido contrário), produzindo novamente energia elétrica. Energia das mares

32. Energia das mares explora a energia cinética associada às massas de água movidas pelas correntes marítimas. “Eólica submarina” apresenta os mesmos princípios de funcionamento da geração eólica, porém utiliza-se água em vez de vento.

33. energia hídrica As centrais hidroeléctricas são a aplicação mais usada na transformação da água em energia eléctrica.

34. Energia Hidrelétrica • É produzida por meio do aproveitamento do potencial hidráulico existente num rio, utilizando desníveis naturais ou artificiais através da construção de barragens em rios com altos volumes de água. • Representam 18% da produção de energia elétrica no mundo e cerca de 95% da produção de energia elétrica brasileira. • Itaipu,Ilha solteira, Furnas, etc.

35. Energia Hidrelétrica Impactos • inundação de áreas agricultáveis; • Alteração/perda da vegetação e da fauna terrestres e do rio • Interferência na migração dos peixes; • Interferências no transporte de sedimentos; • Perdas de heranças históricas e culturais, alterações em atividades econômicas e usos tradicionais da terra; • Problemas de saúde pública devido à deterioração ambiental; • Problemas geofísicos; • Perda da biodiversidade, terrestre e aquática; • Efeitos sociais por realocação.

36. A madeira e restos orgânicos, podem ser utilizados directamente por queima (a lenha serve para aquecimento) Energia biomassa transformação em combustível, por fermentação (por exemplo o girassol pode ser transformado e posteriormente usado como combustível líquido)

37. O que é Biomassa? • Quantidade de matéria orgânica, a qual pode ser transformada em gases ou líquidos, que por sua vez, podem ser transformadosemenergia.

38. Disponibilidade de recursos e consumo de Biomassa • Resíduos Florestais (SP e PR) • Resíduos do setor sucroalcooleiro(SP e AL) • Óleo de Palma(Dendê)(PA e BA) • Cascas de arroz(RS e MT) • Castanha de Caju(CE e PI) • Casca do cocô-da-baia (PA e BA)

39. Biogás - Definição • Fonte de energia renovável • Dióxido de carbono e gás metano • Pode ser obtido de forma natural ou artificial

40. Biogás

41. Biogás Gerado a partir da decomposição da matéria orgânica. Pode ser utilizado para: • cozinhar, aquecer e gerar energia elétrica.

42. Vantagens e Desvantagens • Substituição do GLP e do Gás natural; • Pode ser utilizado para geração de energia elétrica, térmica ou mecânica • Queima mais limpa; • Investimentos muito elevados; • Necessidade de reconversão dos fogões após o esgotamento do gás do aterro;

43. Biocombustíveis Combustíveis que provem de matéria-prima renovável • Biodiesel • Etanol • Hidrogênio

44. Biodiesel • Energia alternativa aos combustíveis derivados do petróleo; • Pode ser usado em qualquer motor a diesel; • Fabricado a partir de fontes renováveis como o girassol, a soja, etc; • Diminuição da poluição atmosférica (Redução de 78% das emissões de dióxido de carbono e 98% de enxofre); • Cada vez mais o preço da gasolina, diesel e derivados de petróleo tendem a subir, devido a aumento do consumo e diminuição das reservas.

45. Biodiesel

46. Biodiesel • Promove o desenvolvimento da agricultura nas zonas rurais mais desfavorecidas. • Pode ser utilizada em motores diesel, em mistura com o gasóleo ou puro. • Também pode ser utilizado como geração de energia elétrica.

47. Biodiesel • Capacidade de produção limitada pois depende das áreas agrícolas disponíveis e portanto só poderá substituir, parcialmente, o gasóleo. • O preço do biodiesel é ainda elevado, mas as novas tecnologias poderão permitir a redução dos custos de sua produção. • Muitos obstáculos  falta de regulamentação e preços atuais do diesel derivado do petróleo. • Atualmente já existem veículos que utilizam o biodiesel.

48. Etanol • É um tipo de álcool criado a partir de matérias-primas de biomassa, como milho, açúcar e até mesmo materiais celulósicos, tais como lascas de madeira. • Este álcool pode ser usado como combustível limpo. • O Brasil usa a cana de açúcar na produção do combustível etanol - em países de clima temperado (como o EUA), utiliza-se o milho. • O Brasil é o segundo maior produtor de etanol do mundo e o maior exportador mundial. • Carros Flex: automóveis que podem rodar com 100% de etanol ou qualquer outra combinação de etanol e gasolina.

49. Etanol

50. Hidrogênio • A obtenção de energia a partir do elemento químico é baseada no conceito de células de combustível, em que a energia química é transformada em energia elétrica e térmica. • A célula de combustível converte os elementos químicos hidrogênio e oxigênio em água (resíduo) e gera eletricidade enquanto faz isso. • Os veículos contam com 3 alternativas para gerar eletricidade a partir do hidrogênio: - combustíveis fósseis (gasolina e gás natural); - provenientes da biomassa (etanol e metanol); - e o próprio hidrogênio na forma gasosa ou líquida.