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Prof. Wanderley
Aula 01:Introdução
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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
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Nestas situações associa-se energia à saúde ou à actividade.
Hoje estou cheia de energia.
Ninguém me ganha!!
Não me sinto bem! Estou sem energia…
Vou dormir para
recuperar energia para
amanhã!
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Diariamente, ouvimos ou lemos frases como:
É necessário resolver o
problema energético.É necessário resolver o
problema energético.
A água é uma energia limpa.
A água é uma energia limpa.
Estes cereais dão muita energia.Estes cereais dão muita energia.
O carvão é uma energia suja.
O carvão é uma energia suja.
Em frases como estas, a palavra energia é utilizada como sinónimo de fonte de energia.
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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.
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As fontes de energia primárias podem ser:
Fontes de energia renováveis - 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.
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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.
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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.
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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.
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As fontes de energia estão ligadas ao tipo de economia: quanto mais industrializada ela for, maior será o uso de energia.
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IDH versus Consumo de Eletricidade per Capita Anual
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Exemplos de energias renováveis
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A energia solar incidente sobre a superfície
terrestre é cerca de10 mil vezes o consumo
energético mundial.
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A energia libertada pelo Sol pode ser captada de diversas maneiras :
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A energia elétrica produzida pelo Sol em painéis fotovoltaicos
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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.
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Aquecimento da água através de painéis solares
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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.
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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.
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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
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provém do aproveitamento das ondas oceânicas.
É uma energia "limpa", isto é, sem quaisquer custos para o ambiente.
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Traduz-se pelas variações periódicas do nível do mar associadas às correntes. A energia correspondente pode ser captada sob duas formas:
o Energia potencial – pelas variações do nível do mar; o Energia cinética – pelas correntes marítimas.
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o Ocorre através da construção de diques e reservatórios.o Quando a maré sobe, a água enche o reservatório passando através da turbina produzindo energia elétrica.o Quando a maré desce, o reservatório é esvaziado, a água sai do reservatório passando novamente pela turbina (em sentido contrário), produzindo novamente energia elétrica.
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o explora a energia cinética associada às massas de água movidas pelas correntes marítimas.
o “Eólica submarina” apresenta os mesmos princípios de funcionamento da geração eólica, porém utiliza-se água em vez de vento.
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As centrais hidroeléctricas são a aplicação mais usada na
transformação da água em energia
eléctrica.
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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.
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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.
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A madeira e restos orgânicos, podem ser utilizados directamente por queima (a lenha serve para aquecimento)
transformação em combustível, por fermentação (por exemplo o girassol pode ser transformado e posteriormente usado como combustível líquido)
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Quantidade de
matéria orgânica, a
qual pode ser
transformada em
gases ou líquidos, que
por sua vez, podem
ser transformados em
energia.
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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)
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Fonte de energia
renovável
Dióxido de carbono
e gás metano
Pode ser obtido de
forma natural ou
artificial
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Gerado a partir da decomposição da matéria orgânica.
• cozinhar, aquecer e gerar energia elétrica.
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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;
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Biodiesel
Etanol
Hidrogênio
Combustíveis que provem de matéria-prima renovável
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•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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Um carro com célula a combustível e abastecido com hidrogênio praticamente não vaza óleo, não emite ruído e poluentes, além de ser entre duas e três vezes mais eficiente que um carro com motor a combustão.
Prós: Não polui. O resíduo descartado pelo escapamento é apenas água
Contras: O armazenamento. É um gás muito leve e precisa ser comprimido a pressões elevadas, o que consome energia. Outra preocupação é com a geração de hidrogênio, a tecnologia dos veículos e a rede de distribuição, ambas muito caras.
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O interior da Terra é muito mais quente que a superfície. Esta diferença de temperaturas pode ser aproveitada para a transformação em outros tipos de energia.
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Definição
Energia geotérmica, também conhecida como geotermal, é aquela gerada através do calor proveniente do interior da Terra.
Considerada uma fonte renovável e limpa, pois gera baixos índices de poluição no meio ambiente.
Pode ser obtida através das rochas secas quentes, rochas úmidas quentes e vapor quente.
O calor da terra pode ser aproveitado para usos diretos, como o aquecimento de edifícios e estufas ou para a produção de eletricidade em centrais geotérmicas.
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Esquema de Central Geotérmica
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Vantagens
Energia Limpa – Não necessita da queima de combustíveis para geração.
Não prejudica a terra – Menor relação Área/Megawatt; não há cabos de minas, túneis, covas abertas, pilhas de lixo ou derramamentos de óleo.
Consumo mais econômico – Energia captada é gratuita.
Desvantagens
Alto custo de inicial de instalação Alto custo de manutenção dos canos Poluição sonora Risco contaminação da água nas proximidades
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Descoberta pelos irmãos Pierre e Jacques Currie, na França, em 1880, a piezoeletricidade é uma fonte de energia limpa e renovável ainda pouco explorada.