1668801700663Trabalho - Fontes Alternativas de Energia FINAL 2

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Fontes Alternativas de Energia 
 
 
 
 
 
Aluno: Luiz Felipe Monteiro Mattos 
Matrícula:1-1813545 
 
 
 
 
 
 
 
Vitória 
2022 
 
 
 
Principais fontes de geração de energia elétrica 
 
Entre as diversas formas de energia, a elétrica é a grandeza fundamental para a 
existência e manutenção da vida nos dias de hoje. Quase que a totalidade das nossas 
atividades diárias envolve energia elétrica. As fontes de geração de energia podem ser 
classificadas em Primárias e Secundárias, as energias em Renováveis ou não 
Renováveis. Segue abaixo definição e exemplos de cada uma delas. 
Fontes Primárias - São originadas das riquezas encontradas na natureza em 
estado bruto, que podem ser aproveitadas economicamente. Essas fontes primárias são 
convertidas em energias secundárias em centros de transformação. São exemplos dessa 
fonte – a água, o sol, o vento, o petróleo, o carvão, o urânio dentre outros. 
Energias Renováveis - São aquelas que se regeneram espontaneamente ou 
através da intervenção humana. São consideradas energias limpas: 
 Hidrelétrica - obtida pela força da água dos rios. 
 Solar - obtida da energia do sol 
 Eólica - obtida pela força dos ventos 
 Geotérmica - provém do calor do interior da terra 
 Biomassa - obtida de matérias orgânicas. 
 Oceanos - obtida pela força das ondas – Maré Motriz 
 Hidrogênio - provém da reação entre hidrogênio e oxigênio que libera energia 
Energias Não Renováveis - São aquelas que se encontram na natureza em 
grandes quantidades, mas uma vez esgotadas não podem ser regeneradas. Têm 
reservas finitas, uma vez que é necessário muito tempo para sua formação na natureza. 
São consideradas energias poluentes, já que sua utilização causa danos para a natureza. 
Os combustíveis fósseis, como o petróleo, o carvão mineral, o xisto e o gás natural, bem 
como aqueles usados como matéria-prima para produzir a energia nuclear, o urânio e o 
tório são exemplos de fontes de energia não renováveis. 
 
 
 
Sistema de geração no Brasil 
 
A Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) regulamenta o setor elétrico 
brasileiro por meio das Leis e Decretos. Através dos dados disponibilizados no site, 
podemos inferir que a Matriz Elétrica Brasileira é composta pelas energias CGH 
(Central Geradora Hidrelétrica), EOL (Central Geradora Eólica), PCH (Pequena Central 
Hidrelétrica), UFV (Central Geradora Solar Fotovoltaica), UHE (Usina Hidrelétrica), 
UTE (Usina Termelétrica) e UTN (Usina Termonuclear). 
Na liderança de empreendimentos com construção não iniciada encontra-se a 
UFV (Central Geradora Solar Fotovoltaica). A energia eólica está atualmente em 
destaque, representando 35,89% das matrizes em construção no Brasil. Dos 
empreendimentos em operação, sobressai-se a UHE (Usina Hidrelétrica) com 54,24%. 
A análise dos dados da matriz por origem do combustível indica que a maior 
fonte geradora de energia elétrica no Brasil é a hídrica (57,65%), seguida da fóssil, 
eólica, biomassa, solar e nuclear, respectivamente. 
Na matriz por tipo e combustível final podemos observar que o Estado do Pará 
apresenta o maior potencial hídrico, seguido do Paraná e São Paulo, respectivamente. O 
Rio Grande do Norte vem se destacando na cinética dos ventos e o Rio de Janeiro no 
gás natural. 
A comparação entre a matriz renovável e não renovável demonstra superioridade 
na elevada utilização dos recursos renováveis (83,14%) contra 16,86% dos recursos não 
renováveis. 
A partir das análises desses dados podemos inferir que a principal fonte geradora 
de energia elétrica brasileira é a hídrica, com destaque para a região norte, sul e sudeste 
onde podemos encontrar volumosos rios. A energia eólica encontra se em expansão no 
nordeste, aproveitando o grande potencial eólico da região. A busca por recursos 
renováveis vem ganhando destaque no Brasil em uma provável busca pela redução dos 
impactos ambientais e busca pela sustentabilidade do setor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Energia Geotérmica e Usinas Geotérmicas 
 
A energia geotérmica é oriunda do calor proveniente do interior da Terra e surge 
na tentativa de produzir-se energia elétrica de forma mais limpa e em quantidades cada 
vez maiores. Nessa energia foi desenvolvido um modo de usufruir do calor para a 
geração de eletricidade, de forma que esse processo pode ocorrer de duas maneiras 
diferentes, direta e indiretamente. 
 A geotermia é armazenada como calor sensível ou latente, convertida em 
energia mecânica e posteriormente em energia elétrica, com grande diversidade de 
aplicações. Métodos avançados de perfuração encontram-se em desenvolvimento, 
visando aumentar a exploração dessa fonte e reduzir os custos provenientes das perdas 
de maquinários. Com esses adventos, as fontes geotermais poderão competir nos 
mercados globais de energia, atualmente controlados pela utilização de combustíveis 
fósseis de baixo custo e em larga escala. 
 Em comparação com outras fontes renováveis, o calor geotérmico é vantajoso, 
uma vez que está disponível diariamente e em todas as estações do ano. Este fato torna a 
energia geotérmica uma opção atraente para fornecimento de energia sustentável. 
Somado a esta ideia, corrobora o fato da energia geotérmica ser considerada uma forma 
limpa e ecológica de energia, ao permitir a geração e a venda de eletricidade com baixa 
emissão de poluentes nocivos na atmosfera. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O hidrogênio e as células a combustível 
 
Desde o final da década de 70 vem sendo realizadas algumas atividades na área 
de células a combustível no Brasil. Várias instituições, como a Universidade Federal do 
Ceará; a Universidade Federal do Rio de Janeiro; o Instituto de Pesquisas Tecnológicas 
(IPT) de São Paulo e o grupo de Eletroquímica de São Carlos (USP). 
O hidrogênio pode ser produzido através da água e da eletricidade. Quando 
queimado com oxigênio, o hidrogênio não gera poluente: libera somente água, que pode 
facilmente ser retornada para a natureza. Contudo, há alguns problemas: o hidrogênio 
não é encontrado livremente na natureza. É necessário que se realizem algumas 
transformações químicas para que, consequentemente, se consiga o hidrogênio como 
elemento final; e há o problema de logística, uma vez que é preciso pensar numa forma 
viável de armazenamento e distribuição do hidrogênio. 
A célula a combustível é uma tecnologia que utiliza a combinação química dos 
gases oxigênio (O2) e hidrogênio (H2) para gerar energia elétrica e térmica, sendo seu 
resíduo principal a eliminação de água. São, em princípio, baterias de funcionamento 
contínuo, que produzem corrente contínua pela combustão eletroquímica a frio de um 
combustível gasoso. Assim, hidrogênio é oxidado a prótons num eletrodo de difusão 
gasosa, liberando elétrons. No eletrodo oposto, também de difusão gasosa, 
considerando-se as células a membrana trocadora de prótons. A reação global, que é 
acompanhada de liberação de calor. 
Podemos comparar uma célula de combustível a um sanduíche: ela é dividida 
em fatias, onde cada fatia tem uma função. Os eletrodos constituem duas destas fatias. 
São porosos para que possa ocorrer a passagem dos gases até a fatia do meio, o 
eletrólito. 
A utilização da célula pode ser aplicada em motores de carro e trazer benefícios 
para o condutor do carro, como: produz baixo impacto ambiental, sem vibrações, sem 
ruídos, sem combustão, sem emissão de particulados e, dependendo da tecnologia, sem 
emissão de gases de efeito estufa. Além disso, no atual estágio de desenvolvimento, não 
há emissão de gases ácidos, com baixa poluição. 
 
 
Atualmente, o desenvolvimento de células procura a não dependência das 
mesmas de gases puros para o combustível, mas sim de, por exemplo, gás natural ou 
mesmo metanol. Por sua vez, para o agente oxidante, o uso de ar atmosférico é 
preferível a oxigênio puro.Energia solar e painéis solares 
 
O Sol fornece anualmente, para a atmosfera terrestre, 5,445  1024 joules ou 
1,5125  1018 kWh de energia. Trata-se de um valor considerável comparado, por 
exemplo, com o total de energia produzido em 1970 por todos os sistemas 
desenvolvidos pelo homem, que foi igual a 2  1020 joules ou 0,004% da energia 
recebida do Sol. Ao longo do século, uma atenção crescente está sendo dada ao estudo 
das possibilidades de aproveitamento desta forma de energia. Isto requer um 
conhecimento detalhado da mesma, de quanta energia está realmente disponível e em 
que frequência e comprimento de onda. 
A energia solar pode ser convertida diretamente em eletricidade utilizando-se 
das tecnologias de células fotovoltaicas. É vista como uma tecnologia do futuro, visto 
que se utiliza uma fonte limpa e inesgotável que é o Sol. No atual estado da arte desta 
tecnologia, ela só encontra viabilidade econômica em aplicações de pequeno porte em 
sistemas rurais isolados (Iluminação, bombeamento de água etc), serviços profissionais 
(retransmissores de sinais, aplicações marítimas) e produtos de consumo (relógio, 
calculadoras). Porém, sabe-se que o mercado fotovoltaico é ainda uma fração do que 
poderia ser, visto que existe uma parcela significativa da população mundial, cerca de 1 
bilhão de habitantes ou aproximadamente 20% da população mundial, localizadas 
principalmente nas áreas rurais, que não têm acesso a eletricidade . 
A energia solar fotovoltaica é a energia obtida através da conversão direta da luz 
em eletricidade através do efeito fotovoltaico. Existem na natureza materiais 
classificados como semicondutores, que se caracterizam por possuírem uma banda de 
valência totalmente preenchida por elétrons e uma banda de condução totalmente vazia 
à temperaturas muito baixas. A separação entre as duas bandas de energia permitida nos 
semicondutores (gap de energia) é da ordem de 1eV, o que os diferencia dos isolantes 
onde o gap é de vários eVs. Isto faz com que os semicondutores apresentem várias 
características interessantes. Uma delas é o aumento de sua condutividade com a 
temperatura, devido à excitação térmica de portadores da banda de valência para a 
banda de condução. 
 
 
 
Uma propriedade fundamental para as células fotovoltaicas é a possibilidade de 
fótons, na faixa do visível, com energia superior ao gap do material, excitarem elétrons 
à banda de condução. Este efeito, que pode ser observado em semicondutores puros, 
também chamados de intrínsecos, não garante por si só o funcionamento de células 
fotovoltaicas. Para obtê-las é necessária uma estrutura apropriada para que os elétrons 
excitados possam ser coletados, gerando uma corrente útil. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Energia Eólica E Turbinas Eólicas 
 
A forma mais antiga de utilização dos ventos para a obtenção de energia 
mecânica ainda é feita através de moinhos, cata-ventos e barcos a vela. Porém, 
atualmente, a energia eólica representa uma fonte alternativa e renovável para geração 
de energia elétrica. A conversão da energia cinética dos ventos em eletricidade é feita 
através de aerogeradores, que são constituídos, basicamente, por: turbina ou rotor 
eólico; sistemas integrados ou auxiliares, como o sistema de orientação, a caixa de 
multiplicação de velocidade, e o sistema de segurança; e um gerador elétrico. 
O rotor, responsável por transformar a energia cinética em energia mecânica, é o 
primeiro estágio da conversão. Os outros dois são: transmissão mecânica e 
multiplicação de velocidade; e, por fim, o próprio gerador, responsável por converter a 
energia mecânica em energia elétrica. O sistema de segurança, composto basicamente 
por freios, é um sistema auxiliar necessário para controlar o giro da turbina em 
condições adversas de operação. O regime de ventos não é constante e a conexão da 
turbina à rede elétrica pode provocar oscilações e sobre tensões. A quantidade de 
eletricidade que pode ser gerada pelo vento depende de quatro fatores: da quantidade de 
vento que passa pela hélice, do diâmetro da hélice, da dimensão do gerador e do 
rendimento de todo o sistema. 
Existe uma grande variedade de máquinas para o aproveitamento da energia do 
vento. O Horizontal é eixo de rotação alinhado com a direção do vento; o vertical é eixo 
de rotação perpendicular à direção do vento. 
As turbinas de eixo horizontal podem ter 2 ou 3 pás, mas também podem ter 
múltiplas pás. Tem um uso mais doméstico (fazendas). As turbinas mais comuns 
atualmente têm design que evolui dos moinhos de vento e da aerodinâmica das 
aeronaves. Tendo uma aparência leve. 
Já as turbinas de eixo vertical podem aproveitar o vento em qualquer direção sem 
necessidade de redirecionar o rotor. Apesar disso, eles têm obtido pouco sucesso 
comercialmente devido à qualidade de potência e menor eficiência. 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
BONDARIK, Roberto; PILATTI, Luiz Alberto; HORST, Diogo José. Uma visão geral 
sobre o potencial de geração de energias renováveis no Brasil. Interciencia, v. 43, n. 
10, p. 680-688, 2018. 
CAMPOS, Adriana Fiorotti, SCARPATI, Cynthia de Barros Lima , SANTOS L, uan 
Tolentino dos, PAGEL, Uonis Raasch, SOUZA, Victor Hugo Alves de. Um panorama 
sobre a energia geotérmica no Brasil e no mundo: Aspectos ambientais e 
econômicos. Revista Espacios, v. 38, n. 1, p. 8-25, 2017. 
https://santamarcelina.org.br/admin/__ef__arquivos_carregamento_dinamico/pdfs/fonte
s_de_energia_material_externo.pdf. Acessado em 18 de nov. 2022. 
LINARDI, MARCELO. Hidrogênio e células a combustível. Revista-Economia e 
Energia, 2014. 
WENDT, Hartmut; GÖTZ, Michael; LINARDI, Marcelo. Tecnologia de células a 
combustível. Química Nova, v. 23, p. 538-546, 2000. 
 
https://santamarcelina.org.br/admin/__ef__arquivos_carregamento_dinamico/pdfs/fontes_de_energia_material_externo.pdf
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