Tema 1 - Formas de energia

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08/09/2022 15:19 Formas de energia
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Formas de energia
Prof. Óscar Javier Celis Ariza
Descrição
Apresentação das formas de energia e de avanços na produção energética a partir de alternativas renováveis.
Propósito
Compreender a importância do investimento em formas de energia renováveis para reduzir os problemas ambientais causados pelo uso
predominante de combustíveis fósseis.
Objetivos
Módulo 1
Energia: principais tipos e fontes
Definir o conceito de energia e seus principais tipos e fontes.
Módulo 2
A evolução do aproveitamento energético
Identificar a evolução nas formas de aproveitamento energético.
Introdução
Todo processo que ocorre no mundo, ocorre graças à conversão de energia. Na natureza, nada se cria ou se destrói, tudo se transforma, como disse
Lavoisier. Isso inclui energia. Energia potencial gravitacional pode se converter em energia cinética, e até mesmo em energia elétrica, sim, energia
elétrica, é assim que funciona uma hidroelétrica.
Vamos então, neste tema, conhecer as formas de energia!
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1 - Energia: principais tipos e fontes
Ao �nal deste módulo, você será capaz de de�nir o conceito de energia e seus principais tipos e fontes.
Conceito de energia
Atualmente, fala-se muito sobre energia, mas você sabe como ela se tornou primordial para o desenvolvimento de grandes civilizações? Consegue
imaginar como ocorreu a sua evolução para os diferentes tipos de energia existentes atualmente? Você já se questionou sobre a existência de
outras fontes energéticas?
Esses questionamentos serão respondidos ao longo do nosso estudo. Mas, antes, precisamos responder às seguintes perguntas:
O que é energia?
Resposta
Energia é a capacidade que os corpos têm para produzir trabalho, seja mecânico, por emissão de luz, geração de calor, entre outros.
Quais são as principais formas de manifestação da energia?

Energia elétrica

Energia mecânica

Energia química
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Energia magnética
Energia nuclear

Energia térmica
Existe a possibilidade de transformação entre essas formas de energia, desde que o princípio de conservação seja respeitado. Toda transformação
química ou física, em um material ou mistura de materiais, envolve energia. Logo, nos processos químicos, físicos ou biológicos, há grande
demanda de energia, distribuída nas várias etapas, desde a matéria-prima até o produto final. Vejamos um exemplo:
Exemplo - Indústria sucroalcooleira
A indústria sucroalcooleira é responsável pela transformação de cana-de-açúcar em álcool ou açúcar.
Nesse tipo de indústria, várias operações necessitam de energia:
Todas essas etapas são executadas utilizando, direta ou indiretamente, a energia do vapor-d'água gerado nas caldeiras, a partir da queima do
bagaço de cana. Em outras palavras, a água no estado líquido é vaporizada pelo calor da combustão do bagaço de cana, gerando energia para que
diferentes transformações ocorram.
Cada etapa do processo requer ou fornece energia na forma de trabalho ou calor. Logo, o processo deve ser projetado e operado com base na lei de
conservação de energia para que haja consumo racional de energia, uma vez que o excedente pode ser transformado em energia elétrica
(termelétrica) e comercializado pelas indústrias.
Tipos de energia
A maioria das pessoas associa a palavra energia diretamente à eletricidade. Essa associação não está errada, mas existem diferentes formas de
Cana Moagem Bombeamento Aquecimento e
resfriamento
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energia.
Neste exato instante, por exemplo, seu corpo está queimando calorias para realizar as atividades diárias, como mostra a sequência de imagens a
seguir:
Para entender um pouco melhor sobre o assunto abordado, vamos ver o vídeo a seguir:
Tipos de energia
Neste vídeo, vamos conhecer vários tipos de energia.
Lembre-se que:
Atenção!
No Sistema Internacional (SI), a unidade de energia é o Joule (J). No sistema inglês, utiliza-se o BTU (British Thermal Unit).
Após conhecer vários tipos de energia, você percebeu que elas falam de trabalho e calor ?
Esses dois conceitos são a base da transformação física ou química nos processos de geração de energia, seja elétrica ou térmica.
Calor (Q)
É comumente definido como a parte da energia total que escoa através de uma fronteira do sistema, devido à diferença de temperatura potencial
entre o sistema e a vizinhança ou entre dois sistemas. A direção do fluxo de calor é sempre da maior para a menor temperatura.
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
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Uma vez que o calor está baseado na transferência de energia, ele não pode ser armazenado. Além disso, é importante observar que:

O calor é positivo...
Quando transferido para o sistema (Q<0).

O calor é negativo...
Quando removido do sistema (Q>0).
Trabalho (W)
É um termo largamente utilizado na vida cotidiana. É comum ouvirmos: “Vou trabalhar.”, mas quando tratamos de energia, o significado é outro.
Trabalho é uma forma de energia que representa a transferência de energia entre o sistema e a vizinhança. Ou seja, é a energia associada a
mudanças de volume que um sistema experimenta como, por exemplo, um fluido contido em recipiente de forma variável (pistão), conforme se
observa a seguir.
O trabalho por unidade de tempo é chamado de potência. Além disso, é importante observar que:

O trabalho é positivo...
Quando a vizinhança realiza trabalho no sistema (W>0).

O trabalho é negativo...
Quando o sistema realiza trabalho na vizinhança (W<0).
Fontes de energia
Para produzir qualquer forma de energia, precisamos sempre de uma fonte de geração, a qual pode ser classificada como primária ou secundária.
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rimária
É gerada diretamente da fonte, ou seja, pela queima direta de carvão ou pelo uso direto da água ou do vento.
ecundária
Resulta da fonte primária e se transforma em eletricidade, calor ou luz.
No esquema mostrado anteriormente, pudemos observar que as fontes de energia primária se dividem em dois tipos: renováveis (água, mar, sol,
terra e vento) e não renováveis (carvão mineral, petróleo, gás natural e nuclear). Vamos nos aprofundar em cada um deles a seguir.
Fontes de energia primária não renováveis
As fontes de energia primária não renováveis se referem à queima direta de combustíveis fósseis ou derivados. Esses combustíveis, em geral, são
finitos e demandam muito tempo para se renovar na natureza. A seguir, vamos conhecer as principais características dessas fontes de energia.
Carvão mineral
Para entender sobre o carvão mineral, vamos responder a três perguntas:
A reserva global de carvão é maior do que a de petróleo. Além disso, é possível liquidificar o carvão, caso isso venha a ser economicamente
O que é?
É um sólido negro formado, principalmente, por átomos de carbono. A sua estrutura química é complexa, pois há muitos anéis de seis
átomos, tanto de carbonos benzênicos como de carbonos alifáticos.
Onde encontrar?
Os Estados Unidos têm a maior reserva mundial desse material, com 250 bilhões de toneladas. Outros depósitos de carvão de grande
porte estão na Rússia, China, Índia e Austrália.
Onde aplicar?
A aplicação principal do carvão é como combustível, em particular, para gerar calor em usinas termelétricas.
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interessante. Há vários tipos de carvão:
Antracite
É o tipo de carvão mais apreciado. É duro, de aspecto negro, brilhante e preferido para aquecimento de interiores.
Gra�teÉ outro tipo de carvão muito valioso. Não é utilizado como combustível, mas na fabricação de lápis e como lubrificante e eletrodo.
Gás natural (GN)
Para entender sobre o gás natural, vamos responder a três perguntas:
O componente principal do gás natural é o metano (CH4), que representa 70% ou mais de volume. Possui quantidades menores de etano, propano e
O que é?
É o mais limpo dos combustíveis fósseis, pois apresenta baixa emissão de dióxido de enxofre (SO2) e de resíduos do processo de sua
combustão, o que reduz os impactos ambientais.
Onde encontrar?
É possível encontrar gás natural embaixo de rochas isolantes, em profundidades variáveis. Os depósitos de GN estão espalhados pelo
planeta em um total estimado de 1,81 x 1014m3. Mais da metade dessas reservas encontra-se em três países: Rússia, Irã e Catar.
Onde aplicar?
As aplicações do GN são diversas e vão desde o uso doméstico até a utilização em automóveis, usinas termelétricas e diversas
indústrias.
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pequenas quantidades de butano, hidrocarbonetos de cadeia aberta. Todos esses gases são excelentes combustíveis.
O GN também contém pequena proporção de gás nitrogênio e CO2. Esses dois últimos componentes costumam ser separados antes da utilização
do gás.
Petróleo
Para entender sobre o petróleo, vamos responder a três perguntas:
O petróleo, desde a sua descoberta em quantidades comerciais em 1859, na Pensilvânia (EUA), tornou-se indispensável para a civilização.
Automóveis, trens, navios e aviões são movidos pela energia gerada pela combustão de seus derivados. Estradas são pavimentadas com o asfalto e
máquinas são lubrificadas com produtos extraídos do petróleo.
A indústria petroquímica utiliza como matéria-prima derivados do óleo cru, como eteno, buteno, butano e benzeno, dando origem a inúmeros
produtos, a exemplo de plásticos, fibras, borrachas, entre outros.
O que é?
É o acúmulo de material orgânico sob condições específicas de pressão e isolamento em camadas do subsolo de bacias
sedimentares que sofre transformações por milhares de anos.
Onde encontrar?
As maiores reservas mundiais de petróleo estão assim distribuídas: Venezuela (18%); Arábia Saudita (17%); Canadá (10%); Irã (9%);
Iraque (9%); Rússia (6%); Kuwait (6%); Emirados Árabes Unidos (6%); EUA (4%); Brasil (1%); outros países (25%).
Onde aplicar?
O petróleo pode gerar diversos produtos, como: gasolina, óleo diesel, fertilizantes, tintas, borrachas, plástico, asfalto etc.
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Você sabe qual é a origem do petróleo?
O processo que explica a origem do petróleo contribui para o descobrimento de novas jazidas, como também para maiores informações sobre sua
composição química e propriedades. As teorias mais aceitas sobre a origem do petróleo baseiam-se em uma série de fatos observados ao longo de
sua exploração e produção. Segundo Farah (2012), os fatos são:
O petróleo é encontrado em muitos lugares da crosta terrestre e em grandes quantidades. Desse modo, seu processo de formação deve ser
espontâneo.
O petróleo costuma estar acumulado em regiões cujo subsolo é constituído por grande número de rochas sedimentares, denominadas
bacias sedimentares. Essas rochas, ao contrário das ígneas e metamórficas, caracterizam-se por sua alta permeabilidade, possibilitando o
armazenamento do petróleo.
O petróleo é constituído, basicamente, por hidrocarbonetos, que são substâncias pouco comuns em outros produtos minerais. Sua
composição química varia bastante e sempre há algum acúmulo de gás nos poços de petróleo.
Quase todos os petróleos conhecidos mostram atividade ótica, e a maioria é dextrogira. Conclui-se, então, que sua origem é de organismos
vivos, pois são opticamente ativos.
No petróleo bruto, estão presentes compostos que se decompõem a temperaturas elevadas, como as porfirinas. Isso nos leva a acreditar
que, durante o processo que origina o petróleo, a temperatura não é elevada.
A composição química do petróleo pode variar de poço para poço de um mesmo campo produtor.
Central termelétrica
Até aqui falamos sobre a geração de energia elétrica mediante a queima de algum combustível fóssil. No entanto, precisamos entender qual é o
Fato 1 
Fato 2 
Fato 3 
Fato 4 
Fato 5 
Fato 6 
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princípio aplicado na geração de energia utilizando essa matéria-prima. Por isso, vamos conhecer como funciona uma central termelétrica.
A central termelétrica é uma usina que produz energia elétrica a partir do calor.
Trata-se da produção simultânea e sequencial de calor e trabalho por meio de uma única fonte energia, visando atender às necessidades do
processo produtivo de uma unidade.
A fonte de energia utilizada em uma termelétrica, normalmente, é um insumo fóssil ou uma biomassa, e produz calor por meio de um processo de
combustão em uma caldeira, que transforma em vapor a água presente em tubos localizados em suas paredes. O vapor, em alta pressão, faz girar
uma turbina, acionando o gerador elétrico que, por sua vez, encaminha a energia elétrica até um transformador que prepara a energia para
distribuição. Vejamos a configuração de uma termelétrica:
O processo térmico (aquecimento e resfriamento) exige grande consumo de água, normalmente suportado por rios, canais e represas, fato que
exige autorização especial e adiciona outros contornos ambientais a esse tipo de geração de energia.
Atenção!
É importante ressaltar que existe a possibilidade do uso de combustíveis baratos como fonte de energia. Dentre eles, podemos citar: resíduos
industriais, carvão, lenha e bagaço de cana. Essa possibilidade torna viável, do ponto de vista econômico, a construção de muitas instalações.
(BORGES NETO; CARVALHO, 2012).
Como é a participação desse tipo de energia na matriz energética brasileira?
Antes de falarmos sobre isso, é preciso saber que a matriz energética representa o conjunto de fontes disponíveis em determinado local para suprir
a necessidade (demanda) de energia. Muitas pessoas confundem a matriz energética com a matriz elétrica, mas elas são diferentes.

Matriz energética
Ela é formada pelo conjunto de fontes de energia disponíveis para movimentar os carros, preparar a comida no fogão e gerar eletricidade.

Matriz elétrica
Ela é formada pelo conjunto de fontes disponíveis apenas para a geração de energia elétrica. Dessa forma, podemos concluir que a matriz

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elétrica é parte da matriz energética.
Agora que você entendeu o que é a matriz energética, assista ao vídeo a seguir:
Matriz energética
Neste vídeo, a professora Luciana de Lima fala sobre a matriz energética brasileira.
Qual é o impacto ambiental com o uso de termelétricas?
A determinação do impacto ambiental difere bastante caso sejam usados combustíveis fósseis ou nuclear. Vejamos a diferença:
Os efeitos são, principalmente, a poluição térmica e atmosférica. Alguns produtos gasosos são o óxido nítrico, o clorofluorcarbono e o
ozônio.
O principal se refere ao destino do material resultante do reator após o uso. Nos reatores em operação, os elementos de combustível
exauridos são armazenados, geralmente, em piscinas, visando aguardar o decaimento dos isótopos de vida curta. De acordo com Borges
Neto e Carvalho (2012), esse armazenamento tem sido prolongado, fazendo com que o meio ambiente contenha material radioativo por
milhares de anos.
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Combustíveis fósseis 
Combustível nuclear 
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Usina nuclear
O processo de geração de eletricidade a partir da energia nuclear tem como base a ocorrência de uma fissão nuclear, ou seja, adivisão do núcleo de
um átomo pesado, como o urânio-235, em dois menores quando atingido por um nêutron. A continuação da divisão sucessiva de núcleos, com a
liberação de grande quantidade de calor, é denominada reação em cadeia.
Como funciona uma usina nuclear?
A ilustração a seguir demonstra esse processo:
1. Vaso de pressão
2. Dutos de controle
3. Turbinas
4. Condensador
5. Gerador
Atenção!
1.
No reator de água fervente, o vapor gerado no vaso de pressão via fissão nuclear é direcionado para as turbinas.
2.
Com o vapor nas turbinas, a eletricidade é gerada como ocorre numa termelétrica convencional.
3.
Após passar pelo condensador, a água é bombeada de volta para o vaso de pressão e o ciclo reinicia.
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No reator via fissão nuclear não existe o gerador de vapor. (BORGES NETO; CARVALHO, 2012)
Fontes de energia primária renováveis
São as fontes de energia que não acabam, são inesgotáveis e se renovam constantemente. Alguns exemplos das fontes de energia primária
renováveis são: água, sol, vento, terra e mar. Essas fontes de energia são consideradas limpas, devido à baixa emissão de gases de efeito estufa no
meio ambiente. A seguir, vamos conhecer um pouco mais sobre a utilização das fontes de energia primária renováveis.
Centrais hidrelétricas
Você sabia que 73,8% da energia produzida no mundo é gerada a partir de fontes não renováveis?
E que o uso desse tipo de energia gera uma quantidade excessiva de gases que favorecem o agravamento do efeito estufa?
O relatório anual da REN 21 – Renewables Now do ano 2019 aponta que somente 26,2% da energia produzida no mundo é gerada por fontes
renováveis e, atualmente, 15,8% corresponde à hidroeletricidade, conforme ilustra a figura a seguir:
EN 21
Grupo de pesquisa que tem como objetivo o compartilhamento de conhecimentos sobre energias renováveis para a promoção de políticas públicas que
fomentem a utilização desse tipo de energia.
Fonte: Site Renewablesnow
Participação de energia renovável na produção global de energia em 2018.
Os países que utilizam a hidreletricidade como base na geração elétrica com significância na matriz elétrica são China, Estados Unidos, Brasil,
Alemanha, Japão e Índia. O Brasil é o segundo país em termos de potência instalada (9%). Estamos falando de quase 100,3 GW no final de 2018
(REN21, 2019). A figura a seguir ilustra a capacidade global por países de hidreletricidade em 2018:
Capacidade global por países de hidreletricidade em 2018.
Como funciona uma central hidrelétrica?
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A instalação de centrais hidrelétricas depende da possiblidade de construir represas no curso dos rios para reter a água e transformar a energia
hidráulica em energia elétrica.
A geração de energia elétrica se produz pela queda bruta da água a uma certa altura, o que movimenta as pás de uma turbina que, por sua vez,
aciona o gerador para produzir a eletricidade. Dessa forma, uma central hidrelétrica gera eletricidade mediante o aproveitamento da energia
potencial na queda da água estocada numa represa, conforme demonstra a ilustração.
A energia potencial pode ser determinada utilizando a seguinte fórmula:
Eq. 1
Rotacione a tela. 
Onde,
 Potência elétrica (kW)
 Rendimento total do conjunto
 Aceleração da gravidade 
 Vazão volumétrica 
 Queda bruta (m)
A produção de energia a partir das hidrelétricas tem chamado a atenção de entidades públicas e privadas em relação à sua construção e
implementação. Sobre o uso da água para a produção de energia elétrica, podemos afirmar que:
Após conhecer as formas de energia, você deve ter percebido o quanto ela é importante, pois, sem energia, não é possível se movimentar, crescer
economicamente e muito menos desenvolver tecnologias. A energia faz parte do nosso cotidiano em suas variadas formas, como eletricidade,
combustível, calor etc.
A maioria dos tipos de energia foi descoberta pelo ser humano mediante tentativa e erro na busca de soluções para as problemáticas de
determinado momento. Para conhecer melhor esse processo, confira a seguir uma linha do tempo que mostra o desenvolvimento da energia pela
humanidade:
p = ηTOT ⋅ g ⋅ Q ⋅ H
P =
ηTOT =
g = (9, 8 m/s2)
Q = (m3/s)
H =
A qualidade da água que é utilizada nas centrais hidrelétricas não é alterada.
É considerada energia limpa, pois a produção de resíduos não é significativa, com exceção de grandes obras, o que gera emissão de
gás metano devido à decomposição da vegetação.
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Vamos entender os fatos ocorridos nessa época:
Ano 7000 a.C. – Produção do fogo pelo Homo erectus, ancestral imediato do homem moderno. 
Ano de 2000 a.C. – Os chineses começam a queimar carvão para se aquecer e cozinhar.
Vamos entender os fatos ocorridos nessa época:
Ano 1 d.C. – Os chineses coletam e refinam petróleo de forma artesanal para fornecer iluminação.
Vamos entender os fatos ocorridos nessa época:
Ano 200 – Os europeus constroem rodas gigantes nos rios para utilizar a força motriz da água como fonte de energia mecânica.
Vamos entender os fatos ocorridos nessa época:
Ano 1000 – Os persas constroem o primeiro moinho de vento como fonte de energia.
Vamos entender os fatos ocorridos nessa época:
Ano de 1350 – Os holandeses aprimoram a eficiência do moinho ao colocar seu eixo de rotação na forma horizontal e com quatro pás.
Vamos entender os fatos ocorridos nessa época:
De 1600 a 1700 – Os britânicos descobrem como cozinhar carvão para transformá-lo em coque e, posteriormente, em combustível.
Importante fator para a Revolução Industrial nos séculos XVIII e XIX. 
Ano de 1700 – A invenção da bomba para escoar água das minas intensificou a mineração de carvão. A quantidade excessiva de
reservatórios descobertos no leste da América do Norte começa a substituir outros combustíveis como fonte de energia para a civilização.
A.C. 
Sec. I 
Sec. III 
Sec. XI 
Sec. XIV 
Sec. XVII e XVIII 
Sec. XIX 
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Vamos entender os fatos ocorridos nessa época:
Ano de 1820 – O primeiro poço de gás natural é perfurado na Fredonia, New York. 
Ano de 1830 – O cientista britânico Michael Faraday descobre a indução eletromagnética e cria o gerador elétrico. 
Ano de 1859 – O primeiro poço de petróleo a 21 metros de profundidade é perfurado em Titusville, EUA. 
Ano de 1860 – O francês Auguste Mouchout, utilizando um espelho para refletir a luz do sol e fazer vapor, constrói o primeiro termogerador
de energia solar. 
Ano de 1882 – Thomas Edison constrói as primeiras usinas geradoras em corrente contínua (CC) para o atendimento de sistemas de
iluminação. 
Anos de 1880 a 1890 – Nikola Tesla inventa o sistema de corrente alternada (CA) de geração elétrica, implantado como padrão no mundo. 
Ano de 1892 – Ocorre o primeiro uso da energia geotérmica para aquecer prédios residenciais em Boise, Idaho, EUA.
Vamos entender os fatos ocorridos nessa época:
Ano de 1927 – A usina Serra Grande, em Alagoas, é a primeira do Brasil a produzir etanol. 
Ano de 1930 – O surgimento da indústria petroquímica dá origem a vários outros subprodutos e a gasolina continua sendo o principal
produto. 
Ano de 1931 – A partir deste ano, um decreto obriga a mistura de álcool na gasolina comercializada no Brasil. 
Ano de 1950 – A primeira usina nuclear de energia é construída em Obninsk, URSS, e em Shippingport, EUA. Nessa época, as usinas
nucleares eram responsáveis por 20% da energia elétrica nos Estados Unidos. 
Ano de 1970 – Descoberta do maior reservatório de petróleo no mundo em Ghawar, Arábia Saudita. 
Ano de 1975 – Criação do Programa Nacional do Álcool (Proálcool) no Brasil. 
Ano de 1977 – O cientistabrasileiro Expedito Parente inventa e submete para patente o primeiro processo industrial para a produção de
biodiesel. 
Ano de 1978 – Lançamento do primeiro carro a álcool no Brasil, o Fiat 147. 
Ano de 1979 – O acidente em Three Mile Island, na Pensilvânia, reduz o desenvolvimento da energia nuclear nos Estados Unidos. 
Ano de 1980 – Os cientistas começam a reunir evidências de que a queima de combustíveis fósseis pode causar mudanças climáticas no
planeta.
Ano de 1989 – Construção da primeira planta de escala industrial de biodiesel por uma empresa austríaca.
Vamos entender os fatos ocorridos nessa época:
Ano 2000 – Os produtores de energia empregam, cada vez mais, métodos não convencionais para chegar aos reservatórios de petróleo. 
Além disso, há um incremento nos esforços de desenvolver fontes de energia alternativa (eólica, solar e geotérmica). 
Ano de 2001 – Alguns países, como parte de seu planejamento energético, começam a utilizar políticas relacionadas à criação de
departamentos de pesquisa voltados, exclusivamente, para energias alternativas. 
Ano de 2002 – Japão constrói e instala 25 mil painéis solares. 
Ano de 2005 – Inicia-se o uso de biodiesel no Brasil, com uma mistura facultativa de 2% no diesel, chamada de B2. 
Ano de 2006 – A energia eólica começa a utilizar outros métodos e designs mais eficientes, reduzindo assim a contaminação pelo ruído
aerodinâmico e tornando-se visualmente mais atrativa. 
Anos de 2008 a 2009 – Espanha é reconhecida como o país com maior potência fotovoltaica instalada no mundo (2.708 MW). 
Ano de 2010 – A mistura de biodiesel no diesel chega a 5%, chamada de B5. 
Ano de 2012 – A União Europeia proíbe a fabricação de lâmpadas incandescentes, que começam a ser substituídas pela tecnologia LED. A
mudança é devida à perda grande de energia na forma de calor (95%) e somente 5% de luz (MARQUES FARIAS; SELLITTO, 2011).
Sec. XX 
Sec. XXI 
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Quanto aos conceitos de fontes primárias de energias renováveis e não renováveis, qual das seguintes afirmações está errada?
A A energia nuclear é uma fonte primária renovável, já que utiliza urânio como fonte de energia.
B
A termelétrica é uma fonte de energia não renovável por utilizar como matéria-prima o carvão mineral, gerando gases de
combustão.
C
No mundo, o consumo de energia por fontes não renováveis (combustíveis fósseis) é maior, comparada com as fontes de
energia renováveis.
D
Calor e trabalho são as principais formas de energia presentes nos processos de transformação de energia, seja ela de fonte
renovável ou não
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2 - A evolução do aproveitamento energético
Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car a evolução nas formas de aproveitamento energético.
Parabéns! A alternativa A está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EA%20energia%20nuclear%20n%C3%A3o%20%C3%A9%20renov%C3%A1vel%2C%20j%C3%A1%20que%20n%C3%A3o%20utiliza%20fonte
renovável ou não.
E
As termoelétricas são usinas de geração de eletricidade que utilizam o vapor aquecido por uma forma de energia primária, como
forma de girar uma turbina que está conectada a um gerador de eletricidade.
Questão 2
Abaixo, listamos alguns exemplos da evolução da energia ao longo do tempo. Assinale a alternativa que contenha um fato que não corresponde
ao ocorrido:
Parabéns! A alternativa D está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EEm%20realidade%2C%20foram%20os%20persas%20no%20ano%201.000%20d.C.%20que%20usaram%20o%20moinho%20de%20vento
A O primeiro poço de gás natural foi perfurado nos Estados Unidos.
B O carvão foi primordial para a Revolução Industrial nos séculos XVIII e XIX.
C O fogo foi a primeira evidência da existência de energia na forma de calor.
D Os holandeses foram os primeiros a construir o moinho de vento como fonte de energia.
E
Até 2009 a Espanha foi reconhecida como o país com maior potência instalada de geração de energia elétrica a partir de células
fotovoltaica
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p ç p g
Matrizes energéticas
As formulações e reavaliações das políticas energéticas de cada país confrontam um novo desafio: as possíveis matrizes energéticas devem
retratar ações que diminuam a queima do petróleo, gás natural, carvão e combustíveis de origem não renovável na busca de minimizar a quantidade
de dióxido de carbono lançada para a atmosfera. Surgiu, então, a necessidade de se investir em energias renováveis.
Apresentaremos as principais fontes de energia limpa, que estão em ascensão e podem substituir ou complementar as energias de origem fóssil. A
matriz energética mundial está à procura da diversidade de fontes, as quais se originam de biomassa, biocombustíveis ou energias renováveis como
a solar, geotérmica, eólica ou a combinação delas, que se chamam energias híbridas. Além disso, temos ainda a tecnologia de geração de energia
mediante células a combustível.
Solar
Geotérmica
Eólica
Vamos começar por uma das fontes de geração de energia elétrica com maior ascensão nos últimos dez anos nas matrizes energéticas: os
sistemas eólicos, que hoje representam 5,5% da geração de energia elétrica no mundo de acordo com o relatório da REN 21 de 2019.
Energia eólica
Sistemas eólicos de geração de energia elétrica
A energia eólica converte a energia cinética do vento em diferentes tipos de energia, como a mecânica, elétrica, hidráulica, entre outras.
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Uma das formas mais utilizadas na atualidade para o aproveitamento em grande escala da energia eólica é a instalação de aerogeradores ou
turbinas eólicas. Os principais fabricantes de grandes aerogeradores estão localizados nos seguintes países:
Dinamarca
Estados Unidos
Alemanha
Holanda
Índia
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Espanha
Conforme dados do relatório da REN 21 de 2019, em 2018, a capacidade instalada de energia eólica alcançou os 591GW. Veja a imgem a seguir:
Capacidade instalada de energia eólica nos principais 10 países, 2018.
O Brasil é o 8º maior produtor de energia eólica no mundo. A China, por sua vez, superou os Estados Unidos com a maior participação na geração
eólica mundial, 35,5% e 16,3% respectivamente. A Índia ultrapassou o Brasil recentemente, posicionando-se na quarta colocação. A Dinamarca foi
pioneira na geração eólica (100% em 1980).
No Brasil, qual era a capacidade de produção de energia eólica em 2018?
Para responder esse pergunta, vamos ver o mapa a seguir:
Podemos perceber que:
No fator de capacidade, o Ceará alcançou a segunda colocação, ficando atrás da Bahia.
O Rio Grande do Norte é o estado com a maior produção na geração eólica brasileira, alcançando 34,6% e superando o Ceará, pioneiro em 2017.
No fator de capacidade, a Bahia teve o maior índice, com 42,9%.
Diniz (2019) aponta que, fazendo uma projeção com base nesses dados, ao final de 2027, serão 209GW instalados em território brasileiro, 35%
superior ao verificado em 2018 (155GW).
Parâmetros que viabilizam a energia eólica
Vamos entender como é formado o principal combustível desse tipo de energia: o vento.
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O Sol aquece de forma desigual as diferentes áreas do planeta, provocando o movimento do ar que rodeia a Terra e isso gera o vento, que é
energia em movimento.
Os fatores como: a rotação terrestre, a diferença de temperatura e a pressãoatmosférica, influenciam a direção do vento.
A energia do vento depende de sua velocidade e, em menor medida, de sua densidade, a qual diminui com a altitude. Próximo do solo, a velocidade é
baixa, no entanto, aumenta rapidamente com a altitude. Quanto maior rugosidade da superfície do terreno, menor a incidência de vento próximo a
superfície. Podemos concluir que o vento sopra com menor velocidade nas oscilações terrestres e com maior velocidade sobre as montanhas. A
figura a seguir apresenta o comportamento do vento com relação à altura.
Comportamento do vento vs. altura em áreas urbanas.
Comportamento do vento vs. altura nos subúrbios.

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Comportamento do vento vs. altura no litoral.
Os parâmetros fundamentais que viabilizam um projeto de energia eólica são a velocidade do vento e a direção predominante, que variam em uma
zona determinada durante o ano e também entre distintos anos. É importante dispor de formação eólica que abarque um número determinado de
anos. Na maioria dos casos, não é possível dispor de informação de vários anos. Os dados podem ser apresentados na forma de histogramas com
as variações da velocidade para determinada hora, conforme demonstra a figura a seguir:
Histograma representando a velocidade do vento por horas.
Para a compilação da informação eólica, deve ser instalado um equipamento para medir a velocidade (anemômetro) e outro para a direção (cata-
vento). Observe as imagens a seguir:
Anemômetro
Cata-vento
A altura padrão para colocar esses sensores é de 10m. Os dados coletados podem ser tabelados de acordo com a escala Beaufort, que define a
velocidade do vento e sua denominação. Por exemplo, a escala 5, ideal para projetos eólicos, representa uma velocidade de 8-10m/s.
Outra forma de expressar esses dados é por meio da rosa dos ventos, que ilustra a frequência com que o vento sopra numa direção e velocidade
determinada. A imagem a seguir é um exemplo de rosa dos ventos, ela mostra dados da pesquisa geológica dos EUA, 01.01.2006 a 31.12.2010, da
Estação meteorológica da costa Sul [SSHR MET]:
Exemplo de uma rosa dos ventos.
Turbinas eólicas
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Turbinas eólicas
Os aerogeradores, ou as turbinas eólicas, podem ser classificados de acordo com a sua potência nominal (pequeno, médio ou grande porte) ou pela
orientação do eixo (vertical ou horizontal).
Quais são as características de cada tipo de turbina eólica e as partes fundamentais dessa estrutura?
Para obter as respostas, assista ao vídeo a seguir.
Turbinas eólicas
Neste vídeo, vamos conhecer as características e partes fundamentais da turbina eólica.
Impacto ambiental causado pela geração de energia eólica
O impacto ambiental provocado por um parque eólico depende, fundamentalmente, de alguns fatores, como o local elegido para sua instalação, o
tamanho do parque e a distância dos núcleos urbanos.
Vamos ver a seguir três impactos causados pela geração de energia eólica:

Impacto visual
Esse ponto de discussão pode ser subjetivo, já que o maior problema está no impacto paisagístico. Um parque eólico com poucos
aerogeradores pode ser atrativo para algumas pessoas, no entanto, parques com alta concentração de aerogeradores são obrigados a
diminuir esse impacto ambiental.
Impacto sonoro
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Energia solar
Sistemas solares de geração de eletricidade
O uso da energia solar de forma ativa acontece quando se utilizam dispositivos que, mediante propriedades de seus materiais construtivos e de
suas características físicas, são capazes de captar a radiação e transformá-la em outra forma de energia de interesse humano.
Existem duas formas principais de transformar a radiação solar em outras formas de energia:
Eletricidade
Painéis ou módulos solares, também chamados de sistemas fotovoltaicos.
Calor
Coletores solares planos e concentrados.
Como funcionam os sistemas fotovoltaicos e como é a estrutura de um painel solar?
Para obter as respostas, assista ao vídeo a seguir.
Fotovotaicos
O barulho gerado pelos aerogeradores dos anos 1980 resumia-se a fatores mecânicos, mas, atualmente, existem modelos que
diminuíram esse impacto em 50%.
Impactos nas aves
Esse impacto é considerado pequeno, se comparado ao produzido por mortes de causas naturais. Um estudo espanhol demonstrou
que as colisões de aves nos aerogeradores é de 0,1%. Estudos similares, realizados na Dinamarca, concluíram que as aves se
acostumaram rapidamente aos aerogeradores e, portanto, desviam a sua trajetória de voo para evitá-los.

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Fotovotaicos
Neste vídeo, vamos entender sobre como funcionam os sistemas fotovoltaicos e como é a estrutura de um painel solar.
Geração termossolar
Os coletores solares de concentração, como o próprio nome indica, utilizam-se de dispositivos que, ao receberem a radiação solar, tratam de
desviar os raios incidentes, dirigindo-os para um foco central a fim de elevar a temperatura. Um dos fenômenos mais comuns utilizados nesses
dispositivos é a reflexão por espelhos, que podem ser planos ou curvos. Vamos conhecer os diferentes tipos de concentradores.
É um concentrador de foco linear. Sua estrutura curva tem a geometria de uma calha parabólica que concentra em seu foco, linearmente, os
raios solares incidentes na superfície espelhada, onde se encontra a tubulação absorvedora, conforme ilustra a figura a seguir.
À esquerda, exemplo de calha cilindro-parabólica; à direita, ciclo heliotérmico simplificado sem armazenamento.
O fluido que passa na tubulação é aquecido e transfere sua energia na forma de calor para gerar vapor. Esse vapor movimenta as pás de
uma turbina, gerando energia elétrica. Pode-se utilizar somente o calor do fluido para aquecer sistemas residenciais. Observe esse processo
na ilustração.
A superfície espelhada tem a forma de uma calota parabólica e concentra os raios solares no dispositivo absorvedor, que é posicionado em
seu foco, conforme ilustra a figura a seguir.
Concentrador cilindro-parabólico 
Concentrador disco parabólico 
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Discos parabólicos.
São concentradores de grande porte, conhecidos como usinas solares, que podem ser construídos com espelhos planos (refletores),
dispostos ao redor de um dispositivo central de absorção, de forma que os raios incidentes nos espelhos sejam refletidos e direcionados a
um absorvedor colocado no alto de uma torre, conforme apresentado na figura a seguir.
Estrutura de um sistema termossolar – Torre central.
No caso dos coletores/concentradores de espelhos, que são dispositivos com maior tecnologia agregada, muitas vezes são associados
mecanismos que proporcionam movimento aos refletores para acompanhar o deslocamento do Sol durante o dia, assim como em relação à
declinação geográfica durante o ano, o que otimiza sua eficiência de captação. Dessa maneira, é possível obter temperaturas muito altas, tornando
esses coletores verdadeiros fornos solares.
Energia eólica e fotovotaica no Brasil
Neste vídeo, a professora Heloize Charret faz um panorama das energias eólica e fotovoltaica no Brasil.
Energia geotérmica
Concentrador torre central 

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Energia geotérmica
A energia geotérmica deriva da diferença entre a temperatura da superfície da Terra e a do seu interior, que varia de uma média de 15°C na
superfície a 6000°C do núcleo interno. Essa diferença de temperatura causa um fluxo contínuo de calor do interior para a superfície. A temperatura
da Terrageralmente aumenta cerca de 3°C a cada 100 metros.
Embora em algumas áreas da crosta existam anomalias geotérmicas, fazendo com que a temperatura aumente entre 100°C a 200°C por quilômetro,
essas áreas são as que podem ser mais bem exploradas do ponto de vista geotérmico. As profundidades dessas explorações geralmente estão
localizadas entre 300 e 2.000 metros. Atualmente, a energia geotérmica pode ser usada de duas maneiras: diretamente, como calor, ou para
produção de eletricidade.
Princípio de funcionamento da energia geotérmica.
Como produzir eletricidade utilizando as fontes geotérmicas?
Primeiro...
Utiliza-se a saída de vapor de fontes geotérmicas, acionando turbinas.
Depois...
As turbinas acionam geradores elétricos.
A ilustração a seguir demonstra esse processo:
Para que esse processo ocorra, é necessário que a temperatura da água subterrânea esteja acima de 150ºC. Se a tecnologia do ciclo binário for
usada, a temperatura pode ser de 100ºC (essa tecnologia consiste, basicamente, na água que dá calor a outro fluido que vaporiza a uma
temperatura mais baixa). Esses campos, que são usados para a produção de eletricidade, são chamados de campos geotérmicos. A produção de

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calor a partir de energia geotérmica pode ser obtida de duas maneiras diferentes:
Aproveitam diretamente as águas subterrâneas, que devem estar entre 30°C e 150°C. As aplicações mais comuns são o aquecimento de
edifícios, estufas, água de pisciculturas e piscinas, spas e usos industriais, como secagem de tecidos, secagem de pavimentos e para evitar
a formação de gelo nos pavimentos (com tubos enterrados, nivelados com o chão, através dos quais a água do reservatório circula).
Utilizam bombas de calor geotérmicas e podem tirar vantagem de águas a 15°C. Cerca de 356.000 bombas de calor geotérmicas estão
instaladas na União Europeia para uso em aquecimento ou condicionamento de ar.
Qual é a vantagem da produção de energia geotérmica?
Uma das grandes vantagens da produção de eletricidade com energia geotérmica é que ela não é intermitente, como é o caso da grande maioria das
energias renováveis.
A produção é constante e previsível e, portanto, pode ser usada para satisfazer a demanda elétrica básica.
Atualmente, estão sendo pesquisados depósitos de rochas quentes secas que, diferentemente dos demais, não possuem aquífero, havendo a
necessidade de se injetar um líquido neles. Espera-se que sejam muito eficazes para a produção de eletricidade.
Outros tipos de fontes de energia limpa
Energia dos oceanos
O oceano é uma enorme reserva de energia, que pode ser usada por meio do aproveitamento de marés, correntes oceânicas, ondas, gradiente
térmico dos oceanos ou biomassa marinha (obtendo gases combustíveis de certas algas marinhas). Vamos conhecer esses tipos de energia a
seguir.
Energia das marés
As marés resultam das ações gravitacionais da Lua e do Sol. A energia das marés usa a diferença entre as marés para gerar eletricidade. Para um
uso rentável, é necessário que a diferença entre as marés alta e baixa seja de, pelo menos, 5 metros. Estima-se que, em todo o mundo, apenas 40
lugares possuam localização adequada para exploração lucrativa, com um potencial total de cerca de 15.000 MW (pouco menos de 0,01% do
consumo mundial de eletricidade).
O princípio operacional mais difundido se baseia na construção de diques capazes de conter um grande volume de água, onde comportas são
instaladas para reter água durante a maré alta. Quando a maré acaba, os portões se abrem, dando lugar a uma cachoeira que gira uma turbina,
acionando um gerador elétrico. Esse processo pode ser observado a seguir:
Aplicações de baixa e média temperatura 
Aplicações em baixa temperatura 
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Energia das ondas
O vento que sopra na superfície do mar pode produzir ondas com mais de 20 metros de altura. As ondas são outra fonte de energia renovável que
abriga um grande potencial de geração de energia. A energia cinética contida no movimento das ondas pode ser transformada em eletricidade de
diferentes maneiras.
O Conselho Mundial de Energia (WEC) estimou a potência mundial desse recurso em cerca de 2000 GW. A maior parte dessa energia está
concentrada nos oceanos Atlântico e Pacífico. Ao contrário de outros tipos de energia renovável, há um grande número de projetos voltados para a
conversão de energia das ondas.
Como produzir energia com o movimento das ondas?
Aproveitando-se das oscilações de altura da maré. A água pode elevar ou abaixar um pistão dentro de um cilindro, movendo, assim, um gerador
elétrico.
Energia do calor dos oceanos (gradiente térmico)
O gradiente térmico é produzido pela diferença de temperatura entre a superfície do mar (20ºC ou mais) e a do fundo (pode variar entre 0 e 7ºC),
embora essas diferenças sejam maiores em algumas áreas do planeta, como o Equador.
Para que a geração de eletricidade seja rentável, a diferença de temperatura precisa ser de pelo menos 20ºC entre a superfície e a camada com 100
metros de profundidade, o que ocorre nos mares tropicais e subtropicais. A imagem a seguir ilustra o processo de geração de energia por gradiente
térmico:
Maré alta
Quando a maré está alta não
há geração de eletricidade.
Princípio de funcionamento de geração
de energia pelas marés.
Maré abaixando
Quando a maré abaixa, os
porões abrem e a água passa
na turbina gerando
eletricidade.
Princípio de funcionamento de geração
de energia pelas marés.
Maré baixa
Quando a maré está baixa não
há geração de eletricidade.
Princípio de funcionamento de geração
de energia pelas marés.
Maré aumentando
Quando a maré sobe, os
porões abrem e a água passa
na turbina gerando
eletricidade.
Princípio de funcionamento de geração
de energia pelas marés.
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Conversão de energia térmica do oceano em ciclo fechado.
Sistemas híbridos
Um sistema de energia híbrida é aquele que usa mais de uma fonte renovável para produzir energia. Em outras palavras, combina mais de uma
fonte de energia, como a luz solar e o vento, por exemplo. Nesse caso, com painéis solares e turbinas eólicas, a geração de energia é usada durante
o período de maior sol e ventos mais altos para manter o suprimento de eletricidade em operação contínua.
No entanto, esses sistemas não são totalmente independentes da rede elétrica, pois possuem baterias isoladas, que absorvem o excesso de energia
e a economizam caso seja necessário em algum momento.
Eles também têm um grupo gerador, como uma forma de backup, ou podem ser conectados diretamente à rede de consumo de eletricidade.
Se a produção de energia não for suficiente, a eletricidade pode ser usada para atender à necessidade.
Os sistemas de energia híbrida trabalham para minimizar as emissões de dióxido de carbono na atmosfera. O principal motivo é que o grupo
gerador não é a principal fonte de energia, mas cumpre uma função secundária ou de reforço, funcionando apenas em casos de necessidade e não
por 24 horas, como é o caso da energia elétrica comum. Ao usar recursos infinitos e renováveis como fonte de energia, a necessidade e transporte
de energia elétrica é reduzida e a pressão na rede elétrica, já saturada, também é aliviada.
Esses sistemas de energia podem ser utilizados para diferentes funções, levando em consideração a quantidade de energia que você deseja
produzir e a quantidade de espaço disponível para a instalação. Esse ponto é importante, porque é necessário instalar dois tipos de geradores de
energia, como um moinho e um painel solar, podendo integrar a infraestrutura de comunicações, atividades pecuárias com alto consumo de energia
continuamente, usos industriais, eletrificação rural e, em menor grau, residências familiares.Vejamos alguns exemplos de sistemas híbridos:
Sistema híbrido solar-diesel
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Sistema híbrido solar-eólico
Sistema híbrido diesel-eólico-solar
Como qualquer sistema, a geração de energia híbrida tem pontos positivos e negativos:
O uso de fontes renováveis, limpas e infinitas como matéria-prima;
Diminuição do lançamento de dióxido de carbono e de outros gases poluentes, responsáveis pelo agravamento do efeito estufa na
atmosfera;
Alívio da pressão da rede elétrica;
Ao usar várias fontes energéticas, se uma delas falhar ou não puder ser usada (como em um dia sem sol ou sem vento), a geração de
energia não será completamente perdida. Caso contrário, quando todas as fontes puderem ser usadas, será gerada uma energia extra, que
será armazenada nas baterias e usada conforme necessário;
Os sistemas de energia híbrida não requerem manutenção extensiva. Os painéis solares precisam apenas de limpeza, enquanto as
turbinas eólicas precisam de serviço regular para lubrificar as peças móveis e uma inspeção na rotação.
As condições climáticas são imprevisíveis. Até os meteorologistas fracassam. Portanto, os sistemas de energia híbrida não podem ser
usados como fonte primária de energia em situações críticas, como em um hospital;
Em alguns dias será impossível gerar energia por meio dessas fontes e será preciso recorrer à rede elétrica tradicional;
Se não for gerada energia suficiente, as baterias não poderão ser carregadas no tempo necessário para serem usadas posteriormente;
Preço alto para instalação.
Célula de combustível
Uma célula de combustível é um dispositivo eletroquímico que converte diretamente energia química em eletricidade e calor. Consiste em dois
eletrodos, o ânodo e o cátodo, separados por um eletrólito.
Os tipos de células de combustível são caracterizados principalmente por seus eletrólitos. Ao contrário de uma célula ou bateria elétrica, uma célula
de combustível não precisa ser recarregada. Funciona desde que o combustível e o oxidante sejam fornecidos externamente.
Vantagens 
Desvantagens 
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Como produzir eletricidade utilizando célula de combustível?
A ilustração a seguir demonstra esse processo:
As principais reações que ocorrem na produção de energia elétrica utilizando célula de combustível são:
Eq. 2
Rotacione a tela. 
Ânodo.
Eq. 3
Rotacione a tela. 
Primeiro
O combustível oxidado no ânodo libera elétrons que fluem para o cátodo através do circuito externo.
Segundo
O circuito é completado com o fluxo de íons no eletrólito, que também separa os dois fluxos de gases, combustível e oxidante.
Terceiro
O calor gerado pode ser usado diretamente como subproduto no processador de combustível ou para produzir residualmente mais
eletricidade (reação reversa à eletrólise da água).
H2(g) → 2H
+ + 2e−
1/2O2 + 2H
+ + 2e− → H2O
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Cátodo.
Eq. 4
Rotacione a tela. 
Célula de combustível como um todo.
Nessas reações, as células são empilhadas e conectadas em série ou em paralelo para fornecer a tensão e a energia desejadas, razão pela qual
também são conhecidas como células de combustível. Os eletrodos usados e as condições operacionais das células determinarão o eletrólito a ser
utilizado. Existem, atualmente, vários tipos de células a combustível:
A ilustração a seguir mostra uma comparação entre os diferentes tipos de células a combustível:
Comparação dos diferentes tipos de células a combustível.
Hidrogênio
O hidrogênio, apesar de ser o elemento mais abundante do universo, não é uma fonte primária de energia, pois geralmente está associado a outros
elementos como a água, onde é encontrado para formar uma molécula com oxigênio. Na verdade, o hidrogênio é um vetor de energia, isto é, uma
forma secundária energética que deve ser transformada a partir de outras fontes primárias.
A descontinuidade das energias renováveis torna necessário o armazenamento de energia para uso quando solicitado.
Essas energias encontram o hidrogênio como uma forma de armazenamento.
O hidrogênio produzido a partir de fontes renováveis, para uso posterior em transporte ou produção de eletricidade e calor, permite que a geração de
energia seja adaptada às necessidades.
A imagem ilustra o aproveitamento do hidrogênio no processo de produção de energia.
H2 + 1/2O2 → H2O
1.
Células a combustível de
membrana polimérica (PEM).
2.
Células a combustível de
ácido fosfórico (PAFC).
3.
Células a combustível de
carbonato fundido (MCFC).
4.
Células a combustível de
óxido sólido (SOFC).
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Aproveitamento do hidrogênio.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Em relação aos parâmetros que viabilizam a energia eólica, leia as afirmações a seguir: 
I. O estudo do comportamento dos ventos por região. 
II. Quanto mais acentuada a rugosidade do terreno, maior será a velocidade do vento. 
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III. Maiores velocidades são verificadas à medida que há um afastamento do solo. 
IV. A altura é um parâmetro utilizado na especificação do aerogerador. 
É correto apenas o que se afirma em:
Parabéns! A alternativa D está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EEm%20geral%2C%20quanto%20mais%20acentuada%20a%20rugosidade%20do%20terreno%2C%20maior%20ser%C3%A1%20a%20dim
A II e IV.
B II.
C I.
D I, III e IV.
E I, II e IV.
Questão 2
Sistema que consiste na produção de eletricidade de modo similar às termelétricas, onde grandes espelhos ou calhas são utilizadas para que a
luz solar, em uma única linha ou ponto, produza calor e o converta em vapor quente que, em alta pressão, possa movimentar turbinas e gerar
eletricidade. 
Das seguintes opções, qual não faz parte desse processo?
Parabéns! A alternativa A está correta.
%0A%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%3Cp%20class%3D'c-
paragraph'%3EUm%20sistema%20fotovoltaico%20aut%C3%B4nomo%20de%20produ%C3%A7%C3%A3o%20de%20energia%20el%C3%A9trica%20com
A Sistema fotovoltaico autônomo.
B Sistema cilindro parabólico.
C Sistema torre central.
D Sistema disco parabólico.
E Espelhos de reflexão.
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Considerações �nais
O desenvolvimento sustentável foi definido pela Comissão Mundial de Meio Ambiente e Desenvolvimento da ONU como o desenvolvimento que
atende às necessidades do presente sem comprometer a capacidade das gerações futuras de atender às suas próprias necessidades. Essa
concepção baseia-se na ideia de que é possível conservar o capital natural e cultural de um território sem comprometer seu desenvolvimento
presente e futuro.
Manter o sistema de energia atual por um período de uma ou duas gerações é simplesmente insustentável, uma vez que as reservas de combustível
estão acabando, situação que pode trazer riscos à paz mundial. Além disso, o uso de energias não renováveis contribui para diversos problemas
ambientais, como o agravamento do efeito estufa, a poluição local, a chuva ácida e o desmatamento. Por isso, conhecer as formas de energia e os
avanços no aproveitamento delas é essencial para que possamos pensar em uma produção energética que atenda às necessidades humanas sem
prejudicar o meio em que vivemos.
Podcast
Neste podcast, Vanessa Sendra, Heloize Charret e Luciana de Lima encerram o tema falando sobre as formas de energia.

Referências
BORGES NETO, M. R. Geração de Energia Elétrica - Fundamentos. Rio de Janeiro: Érica, 2012.
DINIZ,F. Energia eólica no Nordeste. In: Caderno Setorial ETENE. Ano 4, nº 66. Publicado em: fev. 2019.
EPE (Empresa de Pesquisa Energética). Balanço Energético Nacional. 2019.
FARAH, M. A. Petróleo e seus derivados. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
MARQUES FARIAS, L. M.; SELLITTO, M. A. Uso da energia ao longo da história: evolução e perspectivas futuras. In: Revista Liberato, Novo Hamburgo,
v.12, n.17, p.01-106, 2011.
MOREIRA, S. Energias Renováveis, Geração Distribuída e Eficiência Energética. Rio de Janeiro: LTC, 2017.
PHILIPPI JR, A.; REIS, L. B. Energia e sustentabilidade. 1. ed. São Paulo: Manole, 2016.
PINTO, M. Fundamentos de energia eólica. 1. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2013.
REIS, L. B. Geração de energia elétrica. 2. ed. Barueri: Manole, 2011.
REN21. Renewables 2019 Global Status Report. 2019. Consultado na internet em: 19 abril 2022.
08/09/2022 15:19 Formas de energia
https://stecine.azureedge.net/repositorio/00212en/00014/index.html# 38/38
REN21. Renewables 2019 Global Status Report. 2019. Consultado na internet em: 19 abril 2022.
SANTOS, M. A. Fontes de energia nova e renovável. Rio de Janeiro: LTC, 2013.
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Leia os textos a seguir:
Sistema fotovoltaico no aeroporto internacional de Manaus: análise da viabilidade técnica, econômica e ambiental de implantação usando
simulação computacional, de Carlos Gomes Fontinelle, Jandecy Cabral Leite e Carlos Magno Cassio.
Estudo preliminar de um projeto de parque eólico na região da fronteira oeste do Rio Grande do Sul, de Luiza Ferreira da Costa Ramanauskas e
Eberson José Thimmig Silveira.
Assista ao seguinte documentário:
Promessa de Pandora, dirigido por Stewart Brand, Gwyneth Cravens e Mark Lynas.
Sinopse: Ex-ativistas contra a energia nuclear e cientistas revolucionários dão testemunhos a favor da tão malvista fonte de energia em um
documentário provocativo.