As Energias Alternativas

Elaborado por:

Cristina Mello; Imran Adam; Ivan Geentilal; Madjer Hatia; Ricardo Cacho; Vânia Ferreira. 12º A1

Introdução :

O Combustível é uma substância que reage com um comburente e produz energia. Este combustível pode ser líquido, sólido ou gasoso.

Os combustíveis são extremamente importantes para a produção de variados produtos, sendo por isso indispensáveis para as indústrias. Para além da produção de produtos, estas substâncias têm outra aplicação extremamente importante: são usadas nos meios de transporte.

Os combustíveis mais usados são, sem dúvida, os combustíveis fósseis. Podemos então dizer que estes são essências para a nossa sociedade, pois nós, seres humanos, somos totalmente dependentes da energia gerada por estas substâncias.

Os combustíveis alternativos são, tal como o nome indica, uma alternativa aos combustíveis fósseis. Os combustíveis fósseis são uma fonte de energia esgotável e são muito poluentes, daí a necessidade de se começar a desenvolver combustíveis alternativos. Estes são inesgotáveis, renováveis e não poluem.

A substituição dos combustíveis fósseis pelos alternativos, nos automóveis, teria grande impacto a nível económico e ambiental. Esta mudança iria, sem margem de dúvida, trazer grandes benefícios, tanto a nível económico como a nível ambiental.

O nosso trabalho foca exactamente isto: Os Combustíveis Alternativos e os seus Impactos. Procurámos abordar o essencial de cada uma das energias alternativas, assim como as vantagens e as desvantagens que cada uma acarreta.

Células Fotovoltaicas:

As células fotovoltaicas são uma fonte alternativa de produção de energia. São, essencialmente, dispositivos capazes de transformar energia luminosa em energia eléctrica.

Este tipo de energia não gera praticamente nenhum resíduo. Pode então ser considerada uma energia limpa.

As células fotovoltaicas são constituídas por duas camadas de silício (silício N e silício P) e uma camada que fica no meio das camadas de silício (a junção pn). Pode ter também um revestimento anti-reflexivo, para que não se reflictam raios solares.

As camadas de Silício são electricamente neutras. Mas quando juntas formam um campo eléctrico na junção pn, pois os electrões do silício n vão preencher o lugar dos electrões do silício p.

Quando há incidência de luz solar os fotões chocam com os electrões e tornam-se condutores. Devido ao campo eléctrico formado na junção pn os electrões vão ser orientados e vão fluir da camada p para a n. Usando um condutor externo que liga a camada negativa à positiva podemos obter corrente eléctrica pois há um fluxo de electrões.

Legenda: 1,3 – Contacto frontal2- contacto de base4- silício p5- silício n6,7- junção “pn”

Esta forma de produção de energia eléctrica traz algumas vantagens, tais como:

Não geram poluição alguma; A manutenção das centrais de produção é mínima; Os custos de instalação têm vindo a diminuir.

Porém, traz também algumas desvantagens, tais como:

O custo de produção a nível energético é enorme; Os seus custos ainda são um bocado elevados; As formas de armazenamento da energia são pouco eficientes; À noite não há produção de energia e as células fotovoltaicas só seriam vantajosas de

implementar em alguns países, nomeadamente países onde houvesse maior exposição ao sol.

A energia solar tem, sem dúvidas grande impacto na economia de um país pois esta vai diminuir a dependência do país em importação de energia e de combustíveis fosseis, vai aumentar muito os postos de trabalho, vai aumentar a exportação de energia. Vai também ter efeitos significativos no ambiente pois a energia solar é uma energia limpa que vai promover a sustentabilidade

A Alemanha é o país com maior produção de energia eléctrica através da energia solar mas Portugal tem vindo a fazer investimentos consideravelmente grandes no âmbito de desenvolver as energias renováveis do país. Tem um plano nacional onde pretendem até 2010, aumentar astronomicamente a independência energética, aumentar o PIB e diminuir a importação de energia.

Aerogeradores:

“Aerogeradores são grandes turbinas (em forma de cata-vento ou

moinho), cujo movimento, através de um gerador, converte energia

eólica em energia eléctrica.”

Existem dois tipos de aerogeradores:

Os Aerogeradores de alta tensão: agrupam-se em parques eólicos (normalmente situados em grandes planícies, cumes de montanhas ou em alguns casos no mar) para que a produção de energia se torne rentável;

Os Aerogeradores de baixa tensão: de menor porte (peso médio 100kg), podem ser usados isoladamente para uso doméstico ou de micro indústrias.

Este tipo de energia apresenta diversas vantagens, tais como:

É uma energia limpa; É inesgotável; Não emite gases poluentes nem gera resíduos; Diminui a emissão de Gases de Efeito Estufa;

Mas, as principais vantagens deste tipo de energia, são principalmente para a Economia. Ora vejamos:

Criação de novos postos de trabalho; Geração de investimento em zonas desfavorecidas; Reduz a elevada dependência energética no exterior (de combustíveis fósseis); Poupança devido à menor aquisição de direitos de emissão de CO2 por cumprir o protocolo de

Quioto e directivas comunitárias e menores penalizações por não cumprir; Baixos custos na obtenção de energia;

Tal como tudo na Natureza, a Energia Eólica também tem os seus aspectos negativos: Poluição sonora; A sua localização mais apropriada coincide com as rotas das aves migratórias, o que provoca a

sua morte (in BirdLife International); Impacto visual; Localizações restritas (dependem da “quantidade” de vento). Menos rentável que as células de combustível (H2) ou que a técnicas da bombagem

hidroeléctrica.

Energia Solar VS Energia Eólica:

As Energias Eólica e Solar diferem em alguns aspectos, fazendo com que uma delas seja mais favorável num ponto de vista do que a outra.

Quanto ao espaço, temos a energia eólica como mais fiável, devido à mínima superfície de implantação que exige, ao contrário da Solar. No entanto, a energia eólica apresenta muitas restrições quanto às condições meteorológicas do local onde o aerogerador é implantado.

No que toca a fiabilidade da produção energética, temos a Solar como melhor energia. Isto porque enquanto existe sempre produção de energia eléctrica na energia solar (haja ou não sol), na energia eólica é preciso que se atinja a velocidade mínima de vento para que o aerogerador arranque.

Já no que diz respeito à instalação e manutenção, temos uma igualdade entre as duas energias. Por mais fácil que a instalação dos aerogeradores seja em relação aos painéis solares, a maior altura dos primeiros dificulta o acesso aos mesmos, quando os painéis solares nos permitem um acesso mais fácil ao equipamento. A instalação eólica não precisa de quase manutenção alguma, quando a solar precisa de ser lavada e verificada a cada seis meses.

Por fim, quanto ao preço dos equipamentos, temos a energia eólica em vantagem. Isto acontece porque é preciso um investimento inicial bem maior para a implantação dos painéis solares em relação à instalação dos aerogeradores que, por sua vez, estão disponíveis a preços bem mais acessíveis.

Energia Nuclear:

“A energia nuclear está no núcleo dos átomos, nas forças

que mantém unidos os seus componentes – as partículas

subatómicas”. É então a energia libertada (sob a forma de

calor e energia electromagnética) durante uma reacção

nuclear (fissão nuclear).

Não são usadas as reacções de fusão, pois o avanço tecnológico assim não permite. São necessárias

quantidades de energia exorbitantes para que dois núcleos atómicos se fundam. Já para uma fissão, as

quantidades energéticas necessárias tornam-se bem menores, daí a sua utilização pelo Homem.

O Urânio é o recurso energético mais utilizado, devido ao elevado número de reservas existentes. No

entanto, apenas 0,7% são o isótopo Urânio-235 (necessário), os outros 99,3% são Urânio-238.

Para a obtenção de energia eléctrica através da fissão nuclear, usam-se reactores. Destes, existem três tipos:

Reactores de água Normal:

São os reactores mais usados mundialmente, pois funcionam com urânio ligeiramente enriquecido e água normal.

Reactores de altas temperaturas:

Este tipo de reactores é mais usado no Reino Unido, visto que se encontra entre os sistemas mais avançados. Este género de reactores oferece grandes vantagens em relação aos reactores de água normal, pois usa um gás como meio refrigerante (o Hélio).

Reactores Reprodutores:

Os reactores reprodutores e o seu desenvolvimento são de interesse de todos os estados com importantes instalações nucleares, visto que só com este tipo de reactores é possível aproveitar as limitadas existências de urânio na Terra.

Os reactores são importantes para controlar as reacções de fissão nuclear. Caso contrário, podem

originar bombas atómicas (Trinity, 1945).

A energia nuclear apresenta diversas vantagens como:

A produção de grandes quantidades de energia; Os baixos custos em relação a outras energias (como a do petróleo) Não contribui para o Efeito de Estufa ou para as Chuvas Ácidas.

No entanto, tal como tudo, apresenta o seu lado negativo: É um tipo de energia não renovável; Provoca poluição: liberta radiações, polui termicamente e forma resíduos nucleares; Constitui uma ameaça à estabilidade económica e social.

Energia Hidroeléctrica (Barragens):

“São barreiras artificiais que retêm grandes quantidades de água e que são utilizadas para produção de energia, regularização do caudal de rios, abastecimento de residências, zonas agrícolas ou indústrias.”

A tecnologia das centrais hidroelétricas encontra-se, atualmente, bem desenvolvida, pois possibilita a produção de energia elétrica a partir de energia hidráulica, de modo fácil, barato e pouco poluente.

No entanto, nem todos os locais são adequados para a construção de barragens, pois a construção destas vai interferir no ecossistema existente:

Grandes áreas de terreno, que podem ser de interesse agrícola ou arqueológico, ficam submersas;

A temperatura da água é alterada, o que pode resultar na morte de fauna e/ou flora aquática;

As migrações de peixes ao longo do rio são muito dificultadas ou mesmo impedidas.

Deste modo, antes de ser decidido o local para a implantação de uma barragem, deve ser feito um estudo completo e rigoroso do impacte ambiental.

A construção de barragens pode não ser favorável em todos os aspectos, visto que é um sistema que requer muito espaço, sendo por isso destruída uma área para que seja construída a barragem. Para além deste aspecto, os custos financeiros da construção e manutenção são muito elevados, o que torna a barragem um sistema pouco vantajoso.

No entanto, nem tudo na energia hidroeléctrica é negativo. Afinal, com a construção de barragens, vêm algumas coisas positivas, tais como:

• A protecção contra as cheias;

• A criação de novos postos de trabalho;

• O fornecimento de energia;

• A criação de novos pólos turísticos.

Para além de tudo isto, a energia hidroeléctrica ainda é uma energia completamente limpa e renovável.

Energia Nuclear VS Energia Hidroeléctrica:

Em comparação com a geração hidroeléctrica, a energia nuclear apresenta a vantagem de não necessitar do alagamento de grandes áreas para a formação dos lagos de reservatórios, evitando assim a perda de áreas de reservas naturais ou de terras para agricultura, bem como a remoção de comunidades inteiras das áreas que são alagadas.

VS.

Células de Combustível:

“Uma célula de combustível é uma célula electroquímica que converte continuamente a energia química de um combustível e de um oxidante em energia eléctrica, através de um processo que envolve essencialmente um sistema eléctrodo/electrólito.” [Kordesch et al., 1996].

A célula de combustível gera energia devido à ocorrência de reacções Redox (oxidação do Hidrogénio e Redução do Oxigénio).

Esta maneira de obtenção de energia traz tanto de vantagens como de desvantagens. Ora vejamos:

Uma célula de combustível pode converter mais do que 90% da energia contida num combustível em energia eléctrica e calor, o que é extremamente benéfico. No entanto, para que isto aconteça, ela precisa de ser construída. E, para isto, é então necessária a utilização de metais nobres como, por exemplo, a platina (um dos metais mais caros e raros do mundo).

As emissões de uma central eléctrica de células de combustível são praticamente inexistentes. Mas, para que as células de combustível funcionem, necessitam de Hidrogénio. Este, por sua vez, tem de ser extremamente puro para que não contamine o catalisador.

Se, por ventura, fosse possível a substituição de todas as centrais termoeléctricas por centrais de produção de energia através de células de combustível, seria reduzido o consumo de água e também a descarga de água residual. No entanto, esta vantagem para o ambiente transformar-se-ia numa desvantagem para a economia, visto que os custos associados ao transporte e à distribuição de novos combustíveis (como, por exemplo, o Hidrogénio) são muito elevados.

Conclusão:

Com a realização deste trabalho pudemos aperceber-nos das inúmeras vantagens que as Energias Alternativas nos podem trazer.

A aposta nas energias alternativas requer inovação, para além de criar postos de trabalho – o que é uma grande vantagem, do ponto de vista económico. Esta aposta promove também a Independência energética, ou seja, faz-nos deixar de estar tão dependentes dos combustíveis fósseis para a produção de toda a energia necessária, o que é óptimo a nível ambiental.

A Europa é, sem dúvida alguma, o maior investidor neste tipo de energias. Mais especificamente, em Portugal, está a ser levado a cabo um plano cujo principal objectivo é “Cumprir os compromissos europeus permitindo que em 2020 60% da electricidade produzida e 31% do consumo final de energia seja de origem renovável, e que se verifique uma redução de 20% nos consumos energéticos”.

Bibliografia:

http://aero-mini.blogspot.com/http://www.portal-energia.com/vantagens-desvantagens-da-energia-eolica/http://pt.wikipedia.org/wiki/Aerogeradorhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_e%C3%B3licahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_nuclearhttp://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/geografia/10energianuclear.htmhttp://www.infoescola.com/fisica/reatores-nucleares-de-fissao/http://diaseuropeusdosol.web.officelive.com/Documents/SB_BES_13Mai10.pdfhttp://celulasdecombustivel.planetaclix.pt/oquesao.htmlhttp://celulasdecombustivel.planetaclix.pt/vantagens.html