Introdução
Nas últimas décadas, o nosso estilo de vida e o aumento da riqueza têm exercido um efeito profundo no sector da energia, transformando assim consideravelmente as perspectivas energéticas.
A procura crescente de energia, a subida em flecha dos preços do petróleo, a incerteza do abastecimento energético e o receio de aquecimento global abriram-nos os olhos para o facto de a energia já não poder ser considerada um dado adquirido.
Assim torna-se urgente selar o compromisso de aumentar a utilização das energias renováveis, que podem substituir os combustíveis fósseis.
A promoção do investimento em energias renováveis, a eficiência energética e as novas tecnologias contribui para o desenvolvimento sustentável e a segurança do aprovisionamento e ajuda a criar novos empregos, crescimento económico, uma maior competitividade e desenvolvimento rural.
Para isso, o grupo irá apresentar várias possibilidades relacionadas com as energias renováveis (em vez dos combustíveis fosseis) às quais a população poderá ter acesso. Bem como, todos os benefícios relacionados com estas entre outras coisas relacionadas com este tema.
Energia solar
A energia solar pode ser definida como qualquer tipo de captação de energia luminosa proveniente do Sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem.
No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m² de energia. Disso, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é reflectido pelas nuvens. Dos 54% que passam pela atmosfera terrestre, a maior parte está na forma de luz visível e luz ultravioleta.
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.
Os métodos de captura da energia solar assentam, essencialmente, na utilização de painéis solares (para a produção de electricidade) e colectores solares (para a produção de calor) de diversos tipos.
1.Albedo terrestre
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.
Os métodos de captura da energia solar assentam, essencialmente, na utilização de painéis solares (para a produção de electricidade) e colectores solares (para a produção de calor) de diversos tipos.
- Aspectos positivos e negativos deste tipo de energia
Painel fotovoltaico
O painel fotovoltaico é um dispositivo constituído por aproximadamente trinta e seis células solares utilizado para converter energia solar em electricidade.
As energias não renováveis, cada vez se aproximam mais de um fim, e para que se possa ainda aguardar uns anos para o seu esgotamento, devemos usufruir daquilo que a natureza tem para nos dar.
O Estado, como também se preocupa com o planeta e o desenvolvimento do nosso país, criou um projecto no qual se destina a subsidiar uma cota parte do investimento deste material.
Caso desperte interesse a pessoa poderá sempre recorrer ao site http://www.paineissolares.gov.pt/ para melhor um esclarecimento de dúvidas.
○ Descrição da tecnologia de um painel solar
O painel solar pode ser constituído por três diferentes tipos de células:
1- Células mono-cristalinas que têm um custo elevado, pois são as que conseguem absorver uma maior quantidade de energia solar e também para a sua construção é necessário utilizar materiais em estado muito puro e com uma boa estrutura de cristal;
2-Células poli-cristalinas, tendo um custo mais inferior, pois a quantidade de energia utilizada para a sua construção é bastante inferior a das mono-cristalinas, com isto também teremos uma menor colheita de energia pois o cristal é um pouco imperfeito;
3-Células de silício amorfo, que se apresentam com custos muito reduzidos, pois também apresentam um rendimento eléctrico bastante inferior. As células de silício são bastante finas e tem duas funções de serem utilizadas na construção, tirando assim o proveito energético do painel;
(1) (2) (3)
○ Diferentes tipos de painéis fotovoltaicos
Existem três tipos de painéis fotovoltaicos:
1- Painéis de Baixa Potência: construídos de 3 ate 12 segmentos de silício amorfo e apenas alguns centímetros quadrados. Apresentam uma voltagem de 1.5V a 6 V. a sua utilização é normalmente em relógios e calculadoras.
3- Painéis Grandes: A sua utilização e exclusivamente para casas e grande bombas de àgua pois tem cerca de 10 a 60 W com uma tensão de 6 ou 12V.
A conversão directa da energia solar em corrente eléctrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico, que consiste na geração de uma diferença de potencial eléctrico através de radiação. Em outras palavras, a célula solar trabalha segundo o princípio de que os fotões incidentes, colidindo com os átomos de certos materiais, provocam um deslocamento dos electrões, carregados negativamente, gerando uma corrente eléctrica. Este processo de conversão não depende do calor, pelo contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua temperatura aumenta.
○ Aplicações dos painéis
Apesar de haver factores impeditivos de uma utilização em larga escala, existem, no entanto, numerosas aplicações de electrificação no domínio das necessidades de energia eléctrica de baixa e média potência:
- Electrificação de casas em locais isolados (meio rural);
- Aplicações nocturnas ligadas à iluminação.
Aspectos positivos e negativos:
○ Custos de um painel fotovoltaico
Há variados preços de painéis, preços estes que dependem das células do painel e da empresa que os vende. Por exemplo, um painel fotovoltaico com células poli – cristalinas com 220W—24Volt custa, cerca de, 620,00€. Enquanto que um com células mono – cristalinas de 80 W—12Volt custa 310,00€.
No entanto, também é necessário para que o sistema fotovoltaico esteja completo e funcione, um inversor (que custa entre 70€ a 800€) e ainda umas baterias solares (que custam entre 120€ a 228€).
Uma instalação fotovoltaica em casa necessita sempre de uma ligação à rede eléctrica. É no ponto da rede do SEP (sistema eléctrico de serviço púbico) onde se liga o ramal da instalação de produção.
- Obras necessárias para instalar os painéis fotovoltaicos
No caso de telhados com telha, a estrutura de suporte será fixada à estrutura do telhado ou à placa. Numa aplicação dos painéis ao solo será necessária uma estrutura específica para fixação ao solo. Os cabos eléctricos passam da superfície dos painéis ate um cabo receptor, não sendo necessárias obras.
- Onde se liga a instalação fotovoltaica
Para uma instalação fotovoltaica destinada a consumo próprio da casa, a ligação é feita ao quadro eléctrico da casa.
Para uma instalação fotovoltaica com objectivo de vender energia à rede é necessário um quadro específico que contabilize a energia emitida à rede. Este quadro de preferência ficará junto ao quadro geral de electricidade da casa facilitando o acesso à EDP.
- Tempo de vida útil dos equipamentos fotovoltaicos isolados da rede eléctrica
Os equipamentos isolados da rede têm o mesmo tempo de vida útil dos equipamentos ligados à rede eléctrica. Diferem apenas nas baterias de acumulação de energia que têm um tempo de vida útil de 5 a 10 anos.
Os colectores solares são utilizados normalmente para aumentar a temperatura da água da rede para as tarefas do dia-a-dia, como tomar banho, cozinhar, etc.
1) Componentes de um colector solar plano
Um colector solar tem uma cobertura transparente, sendo esta de vidro isolado, com sistema de caixa-de-ar.
A reflexão e transferência de energia térmica para o fluido são feitas através de uma placa reflectora, constituída por metais como alumínio ou cobre.
O fluido utilizado para aquecer a água da rede é normalmente água misturada com anticongelante ou glicol (elevada capacidade térmica), para que nos dias de Inverno a água não congele, podendo danificar os sistemas.
A caixa isolada é isolada termicamente para minimizar as perdas, e também é bastante resistente, já que é esta que irá proteger o colector dos agentes externos.
2) Funcionamento
E dado que, o vidro (da cobertura) é opaco à radiação infravermelha, o vidro deixa-se atravessar pela radiação solar originando um efeito de estufa, aumentando o rendimento do colector. Posteriormente, a temperatura da placa absorsora irá aumentar, transferindo energia sob a forma de calor para a serpentina de tubos com o fluido que se encontra por baixo. O fluido irá transferir energia sob a forma de calor para a água no depósito. Esta, por sua vez, será utilizada na casa para as variadas tarefas.
Após esta transferência, o fluido terá arrefecido, ficando mais denso e irá descer para o colector, onde reinicia o seu ciclo.
3) Aspectos positivos e negativos
4) Curiosidades, acerca da utilização de Colectores Solares
• Pré-aquecimento de água de processos industriais – que pode ser utilizado para pré aquecer a água de caldeiras, termoacumuladores e certos modelos de máquinas de lavar roupa e louça;
Outros tipos de energias renováveis
A Terra é formada por grandes placas, que nos mantém isolados do seu interior, no qual encontramos o magma, que consiste basicamente em rochas derretidas. Com o aumento da profundidade a temperatura dessas rochas aumenta cada vez mais, no entanto, há zonas de intrusões magmáticas, onde a temperatura é muito maior. Essas são as zonas onde há elevado potencial geotérmico.
A energia hidráulica
É a energia obtida a partir da energia potencial de uma massa de água. A energia é produzida por meio do aproveitamento do potencial hidráulico existente nos rios, utilizando desníveis naturais, como quedas de água, ou artificiais, produzidos pelo desvio do curso original do rio.
A produção de electricidade é principalmente efectuada através de barragens (lagos artificiais, construídos num rio), que represam a água dos rios, constituindo um reservatório de água, interrompendo pontualmente o fluxo de água. Estas centrais, usam a energia da diferença de nível entre a albufeira e o rio, isto é, a água do reservatório passa pela turbina criando energia mecânica que é transformada em electricidade pelo gerador.
A produção de hidro-electricidade, é dos processos mais eficientes e menos poluidores. E têm o benefício de irrigar as terras vizinhas, tornando-as mais ricas para a agricultura.
Actualmente, e em ano médio, um pouco mais de 30% da electricidade consumida em Portugal tem origem hídrica.
A biomassa é utilizada na produção de energia a partir de processos como a combustão de material orgânico produzida e acumulada em um ecossistema. Parte dessa energia acumulada é empregada pelo ecossistema para sua própria manutenção.
- Aplicações da biomassa
As vantagens são o baixo custo, é renovável, permite o reaproveitamento de resíduos e é menos poluente que outras formas de energias como aquela obtida a partir de combustíveis fósseis. Para além disso, o balanço de emissões de CO2 é nulo.
Porém, as desvantagens resumem-se impactos ambientais. O resultado poder ser destruição da fauna e da flora com extinção de certas espécies, contaminação do solo e mananciais de água por uso de adubos e outros meios de defesa manejados inadequadamente.
Energia das marés
A energia das marés é a energia cinética (movimento) da água do mar, provocada pela subida e descida das marés. Existem por dia duas marés-altas e duas marés-baixas. Estas marés são o resultado do movimento da Lua em torno da Terra.
O princípio de funcionamento de uma central de maré é bastante semelhante ao de uma central hidroeléctrica. Estas centrais são instaladas muito perto da foz dos rios ou já no oceano, onde exista a capacidade de armazenamento de água. Desta forma, é possível obter desníveis que resultam dos diferentes níveis das marés. À medida que a maré sobe ou desce, a água passa através de comportas, ora num sentido, ora noutro. Seguidamente, são accionadas turbinas que transformam a energia mecânica em eléctrica.
Para obter energia constrói-se uma barragem e um reservatório junto ao mar. A maré, ao subir, enche o reservatório, passando pela turbina e, assim, criando energia. Com o vazar da maré, o reservatório é esvaziado, fazendo com que a água volte a passar pela turbina, voltando a criar energia.
O maior impacto que poderá haver acontece aquando da construção, já que se forma um grande aparato à beira-mar. Além disso, há sempre preocupações para que a água não seja contaminada ao regressar ao mar, de modo a não poluí-lo.
Depois de uma primeira experiência de instalação de uma central deste tipo na ilha do Pico, prevê-se a instalação em Portugal, ao largo da Póvoa do Varzim do primeiro parque de energia de ondas do Mundo.
Benefícios das energias renováveis
No entanto, será necessário investir entre 13 e 18 mil milhões de euros por ano, mas este investimento fará baixar o preço das tecnologias para as energias renováveis, que assegurarão uma parte cada vez maior do nosso aprovisionamento energético no futuro.
dos biocombustíveis e das pilhas de combustível aumentem para cerca de 150 mil
milhões de euros até 2016.
A implantação contínua e alargada das energias renováveis dará continuidade a
este processo.
Mas a utilização de fontes de energia renováveis contribui também para aumentar
as oportunidades de emprego a nível local e regional.
As energias renováveis na
UE têm um volume de negócios de 30 mil milhões de euros e empregam cerca
de 350 000 pessoas. As oportunidades de emprego são vastas, por exemplo:
- no fabrico de componentes fotovoltaicos em indústrias de
- em trabalhos de manutenção em centrais eólicas;
- no sector agrícola de produção de biomassa.
As políticas proactivas da UE no domínio das energias renováveis constituem uma
oportunidade para a indústria ( haverá uma menor produção de carbono).
- Do ponto de vista ambiental:
O ponto fulcral será a redução dos gases com efeito de estufa e também de outros poluentes, tais como: óxidos de azoto, os dióxidos de enxofre, que são bastante nocivos para a saúde humana e ambiente.
Num primeiro ponto, as energias renováveis caracterizam-se pela capacidade que têm de se regenerar e, como tal, serem virtualmente inesgotáveis, mas limitadas em termos da quantidade de energia que é possível extrair em cada momento.
Não são poluentes e podem ser exploradas localmente, a partir de fontes naturais (exº: sol, marés, fumarolas), contribuindo, assim, para reduzir a necessidade de importação de energia, ou seja, atenuando a dependência energética relativamente aos outros países.
Para além disso, a utilização da maior parte das energias renováveis não conduz à emissão de gases com efeito de estufa. A única excepção é a biomassa, uma vez que há queima de resíduos orgânicos, para obter energia, o que origina dióxido de enxofre e óxidos de azoto.
Não são poluentes e podem ser exploradas localmente, a partir de fontes naturais (exº: sol, marés, fumarolas), contribuindo, assim, para reduzir a necessidade de importação de energia, ou seja, atenuando a dependência energética relativamente aos outros países.
Para além disso, a utilização da maior parte das energias renováveis não conduz à emissão de gases com efeito de estufa. A única excepção é a biomassa, uma vez que há queima de resíduos orgânicos, para obter energia, o que origina dióxido de enxofre e óxidos de azoto.
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