Livro Texto Energias Renovaveis

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Energias Renováveis 
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Jânio Diniz 
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ATENÇÃO: ESTA VERSÃO É APENAS PARA FINS EDUCACIONAIS 
ADQUIRA A VERSÃO IMPRESSA NA SUA INSTITUIÇÃO 
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Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) 
G963e Guimarães, Rafaela Filomena Alves. 
Energias renováveis írecurso eletrônicolf Rafaela Filomena 
Alves Guimarães. - Recife: Telesapiens, 2019. 
120 p.: pdf 
ISBN: 978-85-54921-19-4 
1.Energia renovável I. Título.
CDU620.92 
(Bibliotecário responsável: Nelson Oliveira da Silva - CRB 10/854) 
AAUTORA 
RAFAELA FILOMENA ALVES GUIMARÃES 
Olá. Meu nome é Rafaela Filomena Alves Guimarães. 
Sou fotmada em Engenharia Elétrica e possuo Mestrado em 
Engenharia Elétrica ambos pela UNESP- Universidade Estadual 
Paulista, campus de Ilha Solteira, com uma experiência técnico­
profissional na área de Engenharia de mais de 20 anos. Passei 
por empresas como a Telefonica S. A, Comhustol Indústria e 
Comércio Ltda e lecionou disciplinas relacionadas a Engenharia 
Elétrica há mais de 06 anos. Tenho livros publicados na área 
de Engenharia Elétrica e de Produção. Sou apaixonada pelo 
que faço e adoro transmitir minha experiência de vida àqueles 
que estão iniciando em suas profissões. Por isso fui convidada 
pela Editora Telesapiens a integrar seu elenco de autores 
independentes. Estou muito feliz em poder ajudar você nesta 
fase de muito estudo e trabalho. Conte comigo! 
ICONOGRAFICOS 
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significam: 
(1) OBJETIVO 
Breve descrição
do objetivo de 
aprendizagem; 
CD CITAÇÃO 
Parte retirada de um
texto; 
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TESTANDO 
Sugestão de práticas ou
� exercícios para fixação 
do conteúdo; 
A 
IMPORTANTE 
O conteúdo em destaque
precisa ser priorizado; 
' ' ' DICA 
••• Um atalho para resolver- -, ' algo que foi introduzido- no conteúdo; 
EXPLICANDO 
�
DIFERENTE 
Um jeito diferente e mais
simples de explicar o que
acaba de ser explicado; 
fx 
EXEMPLO 
Explicação do conteúdo
ou conceito partindo de 
um caso prático; 
PALAVRA DO 
• 
AUTOR 
Uma opinião pessoal e
pa1ticular do autor da 
obra; 
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t 
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-
• 
OBSERVAÇÃO 
Uma nota explicativa
sobre o que acaba de 
ser dito; 
RESUMINDO 
Uma síntese das 
últimas abordagens;
DEFINIÇÃO 
Definição de um
conceito; 
ACESSE 
Links úteis para 
fixação do conteúdo;
SAIBA MAIS 
Informações adicionais
sobre o conteúdo e 
temas afins; 
SOLUÇÃO 
Resolução passo a 
passo de um problema
, . ou exerc1c10; 
CURIOSIDADE 
Indicação de curiosidades 
e fatos para reflexão sobre
o tema em estudo; 
REFLITA 
O texto destacado
deve ser alvo de 
reflexão. 
SUMARIO 
UNIDADE01 
Relação de energia e economia mundial .............................. 12 
Centrais termoelétricas ............................................................. 15 
Tipos de combustíveis ............................................................ 16 
Combustíveis não renováveis .................................................. 18 
Carvão Mineral ................................................................. 21 
Gás Natural ....................................................................... 22 
Combustíveis renováveis ......................................................... 23 
Energi.a Nucleai ........................................................................ 25 
Aspectos negativos da geração termoelétrica .......................... 28 
Importância da geração termoelétiica ................................. 29 
Bandeiras de energia ................................................................ 31 
UNIDADE02 
Geração de energia eólica ...................................................... 36 
Turbinas eólicas ....................................................................... 40 
Aplicação e classificação das turbinas eólicas ......................... 42 
Ge1--ação f oto,1oltaica .............................................................. 43 
Requisitos para a instalação de um painel solar ....................... 47 
A corrida espacial impulsionou o mercado de painéis solares.49 
Geração dist1 .. ibmda ............................................................... 52 
Vantagens e desvantagens da geração eólica e fotovoltaica .... 55 
Vantagens da utilização dos painéis solares e da energia eólica ... 56 
UN1DADE03 
Ener g ia geoté1mica ................................................................ 64 
Ciclo de Rankine ...................................................................... 68 
Células a combustível ............................................................ 70 
Descoberta e evolução ............................................................. 71 
Reações Eletroquímicas de oxidação e redução ...................... 72 
Combustíveis .................................................................... 73 
Tecnologias de células a combustível ...................................... 73 
Células alcalinas ............................................................... 75 
Células a ácido fosfórico .................................................. 75 
Células a polímero sólido ................................................. 77 
Células a carbonato fundido ............................................. 78 
Células a óxido sólido ...................................................... 79 
Hidrogênio como combustível das células ........................... 82 
Hidrogênio solar ............................................................... 82 
Hidrogênio obtido a partir do gás natural. ........................ 83 
Hidrogênio obtido a partir do carvão ............................... 83 
Hidrogênio obtido a partir do metanol e da biomassa ...... 84 
Vantagens e desvantagens com relação aos sistemas convencionais .... 85 
Impacto ambiental da utilização das células a combustível. .... 86 
Perspectivas de introdução desta tecnologia no Brasil ............ 86 
Energia das marés ................................................................. 88 
Energia das marés .................................................................... 88 
Impacto ambiental da utilização da energia das marés ............ 90 
Vantagens e desvantagens da geração eólica e fotovoltaica .... 91 
UN1DADE04 
Ene1 .. gia hldroelétrica ............................................................. 96 
Estudo da capacidade de wn reservatório ......................... 100 
Detenninação da capacidade de reservatórios pluviais ......... 102 
Produção de energia elétrica .................................................. 103 
Tipos e configurações das usiatas ........................................ 108 
Principais componentes da central hidrelétrica ...................... 108 
Especificação das turbinas ..................................................... 11 O 
Usina de Itaipu ....................................................................... 112 
Vantagens e Desvantagens da geração hldroelétrica ........ 113 
Vantagens das hidroelétricas .................................................. 114 
Aspectos econômicos sobre a geração hidroelétrica .............. 116 
Energias Renováveis) (.__9
UNIDADE 
____ 10_____..;) ( Energias Renováveis 
#W 
INTRODUÇAO 
Você sabia que a área de Energias Renováveis é uma das 
que mais cresce no Brasil, e já gerou até 201 7 mais de 1 O milhões 
empregos no mundo todo? Isso mesmo. A área de Energias 
Renováveis faz parte da cadeia de geração de energia limpa e 
renovável do Sistema Elétrico de Potência (SEP) de um país 
e é compreendida pelos combustíveis renováveis, vento, sol e 
quedas de água. A exaustão das reservas de combustíveis fósseis 
além dos conflitosem muitos países produtores juntamente com 
os problemas ambientais causados pelos poluentes emitidos por 
estes combustíveis evidencia que esses recursos energéticos não 
poderão continuar a ser fontes principais de energia utilizadas 
pelo homem. Essas matrizes, baseadas em gases oriundos 
de petróleo e carvão, são responsáveis pela emissão de gás 
carbônico na atmosfera o que aumenta o efeito estufa e eleva 
a temperatura da Terra. Daí a importância fundamental da 
utilização de matrizes renováveis como fontes para a produção 
de energia elétrica, pois esses combustíveis não poluem o meio 
ambiente, e não dependem de fatores geopolíticos. Entendeu? Ao 
longo desta unidade letiva você vai mergulhar neste universo! 
Energias Renováveis) ( 11
-------
OBJETIVOS 
Olá. Seja muito bem-vindo a nossa Unidade 1. Nesta 
unidade, o nosso objetivo é auxiliá-lo no desenvolvimento das 
seguintes competências profissionais: 
Identificar a relação de energia elétrica com o 
desenvolvimento de um país; 
Compreender como funciona a geração de energia 
termoelétrica a partir de combustiveis renováveis; 
Identificar os diferentes tipos de geração de energia 
termoelétrica; 
Compreender os diferentes tipos de geração, como 
biomassa, energia nuclear e combustiveis fósseis. 
Então? Está preparado para uma viagem sem volta rumo ao 
conhecimento? Ao trabalho! 
____ 12_____..;
) ( Energias Renováveis
Relação de energia e economia mundial 
@ 
Ao término deste capítulo você será capaz de entender a 
importância da energia elétrica ser obtida a partir de fontes 
renováveis e como funciona a geração de energia elétrica a 
partir de um processo térmico. Isto será fundamental para o 
exercício de sua profissão. É de fundamental importância no 
processo de geração de energia compreender como a energia 
térmica é transformada em energia elétrica. E então? Motivado 
para desenvolver esta competência? Então vamos lá. Avante! 
Na maioria dos países, nos quais o consumo de energia 
comercial per capita está abaixo de uma tonelada equivalente de 
petróleo (TEP) por ano, as taxas de analfabetismo, mortalidade 
infantil efertilidadetotal são altas, enquanto a expectativa devida é 
baixa. Ultrapassar a barreira de 1 TEP/capita parece ser, portanto, 
essencial para o desenvolvimento. A medida em que o consumo 
de energia comercial per capita aumenta para valores acima de 2 
TEP/capita ( ou mais), como é o caso dos países desenvolvidos, 
as condições sociais melhoram consideravelmente. O consumo 
médio per capita nos países industrializados da União Europeia 
é de 3,22 TEP/capita; enquanto a média mundial é da ordem de 
1,66 TEP/capita. 
As energias renováveis neste cenário terão um papel 
fundamental no futuro para que o aumento desta geração 
de energia nos países em desenvolvimento ocorra de forma 
sustentável. O Brasil é pioneiro neste campo pois mais de 55% da 
nossa matriz energética é oriunda de fontes renováveis enquanto 
que somente 14% tem a mesma fonte no resto do mundo. 
Energias Renováveis) ( 13
._____ _
O modelo que definiu o sistema elétrico como é utilizado 
atualmente foi estabelecido por Samuel Insull (1859 - 1938) 
a partir da empresa Chicago Edison Company. Podemos dizer 
que a respeito da indústria de energia elétrica, ela é baseada em 
quatro pilares fundamentais: 
Consumo de massa: é economicamente vantajoso 
fornecer energia elétrica a consumidores conectados em uma 
grande rede elétrica inter conectada, uma vez que há um aumento 
na confiabilidade, o sistema possui várias empresas gerando 
energia através de diferentes fontes para garantir que sempre 
haverá disponibilidade de eletiicidade; 
Economia de escala: aumento na produção de energia 
elétrica resulta na diminuição dos custos por unidade de 
energia produzida, bem como garantia de entrega da energia 
elétrica, quanto mais energia se produz, mais barata se torna 
sua produção, o maior custo se concentra na construção das 
usinas e não na sua operação; 
Estratégia de marketing: descontos proporcionais ao 
consumo de energia elétrica (sell more and charge less - vender 
mais e cobrar menos), quanto mais consumidores atendidos, 
menor será o preço da energia e quem consumir mais paga um 
valor menor no kVih (a unidade utilizada para a cobrança de 
energia elétrica, devemos ler: kilo Watt hora, esta é a quantidade 
de energia consumida em uma hora); 
Regulação: proporciona estabilidade de investimentos 
a uma indústria de capital intensivo e grande interação política, 
as agências reguladoras tem o papel de definir o valor do k\Vh 
e de regular o mercado ( qual composição da matiiz energética 
será utilizada, qual turbina está parada para manutenção, se 
devemos utilizar mais usinas térmicas na produção de energia 
elétrica devido à pouca quantidade de chuvas e poupar a água 
existente nos reservatórios). No Brasil este papel é feito pelo 
ONS (Operador Nacional do Sistema). 
____ 14_____..;) ( Energias Renováveis 
É importante ressaltar que o sistema é just-in-time, ou 
seja, a energia gerada é utilizada quase que instantaneamente, 
não é possível o armazenamento de energia para uso posterior ( é 
claro que se pode armazenar uma pequena quantidade de energia 
em baterias, mas não no Sistema Elétrico de Potência - SEP -
como um todo, geralmente se armazena água para se aumentar 
a produção). Isto quer dizer que deve ser um sistema preciso 
( devemos calcular qual é a quantidade de energia necessária 
para ser produzida ao longo do dia) e qual modalidade de 
geração deve ser introduzida na matriz energética primeiro ( a 
energia mais barata, ou seja, aquela usina que já está amortizada 
no sistema, ou a mais nova a entrar em operação? Pois temos 
que proporcionar o retorno do investidor que injetou dinheiro 
na construção de uma nova usina para termos um ciclo em 
constante expansão). 
Qualquer sistema elétrico deve garantir o suprimento de 
energia aos consumidores, de forma confiável e ininterrupta, 
respeitando os limites de variação de frequência e tensão ( é 
claro que temos outros indicadores de qualidade de energia, 
mas estes são os principais). Neste contexto, os grandes desafios 
técnicos dos sistemas elétricos interligados residem nas etapas 
de especificação, projeto e operação, de modo a garantir sua 
integridade nas mais diversas situações: 
Na presença de variações instantâneas no consumo de 
energia: conexão e desconexão de cargas, a inserção de grandes cargas 
no sistema pode afetar a rede, ou um grande evento (por exemplo o 
capítulo final de uma novela, a final de um evento esportivo); 
Na eventualidade de distúrbios: curtos-circuitos nos 
equipamentos que compõem os sistemas, perdas de grandes 
blocos de carga (geralmente estes eventos ocorrem por condições 
atmosféricas como tempestades ou acidentes que possam 
derrubar uma rede de energia, erros de operação). 
A quantidade de energia consumida é chamada de carga e 
é calculada ao longo de 24 horas. Quando usamos este período 
temos um gráfico e a ele damos o nome de curva de carga. As 
Energias Renováveis J ( 15
------
cutvas de carga variam dependendo do dia ( dia de semana, 
final de semana), estação do mês (inverno, verão) e setor que 
está utilizando a energia (indústria, comércio, residências). Na 
maior parte do tempo o pico deste consumo é à noite, quando 
as pessoas chegam do trabalho e ligam vários aparelhos 
eletrônicos ao mesmo tempo (período entre às 18 e 21 hs na 
maior parte do país), mas algumas vezes devido ao calor intenso 
este pico acontece durante o dia por volta das 14 hs quando a 
temperatura está muito elevada e todos ligam o ar condicionado 
ou ventiladores. 
Figura 1: Exemplo de curvas de carga retiradas de um artigo publicado pelo Instituto de Desenvolvimento 
85.000 
S0.000 
7S.OOO 
70.000 
6S.OOO 
60.000 
SS.000 
$0.000 
4S.OOO 
40.000 
Estratégico do Setor Energético 
<,9� "y-;,'(:J ,_9'v , .. f,<:> t-9� t.;f' <ô9<::> "'9<::> .,,;9() o,9<:) ..._<S, ,,<f ...,,,;,<f 
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() 
Carga 14/01/16-Carga 18/02/16 Carga 14/03/16 Cargo 14/04/16 
-Carga 18/0S/16-Carga 18/06/16-Corf,o 14/07/16-Coreo 18/08/16 
-Cargo 15/09/16-Corga 13/10/16-Cargo 17/11/16-Care• 15/12/16 
Fonte: www.ilumina.org. br/a-tarifa-branca-e-a-cutva-de -carga-analise 
Centrais termoelétricas 
A energia não pode ser criada, apenas transformada de 
uma forma para outra. Essa lei é conhecida como a 1 ª Lei da 
Termodinâmica ou Lei da consetvação de energia. Utilizamos 
uma fonte mecânica (vapor, hidráulica, vento, luz solar) de 
energia (térmica, gravitacional, eólica, fotovoltaica) para 
transformarmos este tipo primário de energia em energia elétrica, 
pois esta energia pode ser transportada de um ponto para outro 
e a convertamos novamente em energia mecânica, luminosa, 
calorífica para sua utilização em nossa vida cotidiana. Nesta 
unidade estudaremos a geração de energia termoelétrica. 
____ 16_____..;) ( Energias Renováveis 
Neste caso a energia é gerada através da transformação 
da energia térmica em energia mecânica e depois em energia 
elétrica. A conversão da energia térmica em mecânica se dá 
através do uso de um fluido que produzirá trabalho, em seu 
processo de expansão. O acionamento mecânico de um gerador 
elétrico acoplado ao eixo da turbina permite a conversão de 
energia mecânica em elétrica. 
A geração de energia a partir de uma fonte térmica engloba 
várias fontes como por exemplo: gás natural, biomassa (no Brasil 
utilizamos principalmente o bagaço de cana-de-açúcar), nuclear 
e carvão mineral. Todos estes materiais com exceção da nuclear 
são queimados para alimentar uma caldeira que gera vapor para 
alimentar uma turbina a vapor ( ciclo utilizado na cogeração ), ou 
alimentar diretamente uma turbina a gás e o que não for utilizado 
deste vapor alimenta uma turbina de recuperação de calor que 
alimenta a caldeira e ela alimenta a turbina a vapor ( este ciclo 
é chamado de ciclo combinado). Na geração de energia nuclear 
existe a liberação do calor por meio da fissão do átomo ( quebra 
do átomo) e este calor alimenta a turbina. 
Tipos de combustíveis 
A produção de energia térmica pode se dar pela 
transformação de energia química dos combustíveis, por meio do 
processo da combustão, ou da energia nuclear dos combustíveis 
radioativos, com a fissão nuclear. Centrais cuja geração é 
baseada na combustão são conhecidas como termoelétricas; as 
centrais termoelétricas baseadas na fissão nuclear são chamadas 
de centrais nucleares. 
Os combustíveis mais usuais das centrais termoelétricas são: 
Derivados de petróleo; 
Carvão mineral; 
Gás natural; 
Nucleares; 
Biomassa. 
Energias Renováveis) ( 17
._____ _
Nesse cenário pode ser citado o aproveitamento da energia 
geotérmica renovável; assim como da energia solar, que além de 
poder ser diretamente utilizada para geração de energia eléti.i.ca, 
como ocorre no caso dos paméis fotovoltaicos, pode também 
ser fonte direta de calor para uma usma termoelétrica, nas 
denonúnadas centrais heliotérmicas ou termossolares. 
Os combustiveis podem ser classificados como: 
Renováveis e 
Não renováveis. 
Uma fonte não renovável é definida como uma fonte que 
demora muito mais tempo para se formar do que nós levamos 
para consunú-la. O petróleo levou núlhares de anos para ser 
produzido a partir da decomposição de matéria orgânica (restos 
de animais e plantas) cobertos por extensas camadas de solo 
(utilizamos seus derivados como o gás natural, carvão núneral, 
gás de xisto). Também podemos mcluir nesta categoria os 
combustiveis radioativos (utilizamos o urânio, tório e plutônio). 
Já as fontes renováveis são aquelas que se renovam mais 
rapidamente do que nossa capacidade de os consumirmos. 
Os melhores exemplos destas fontes são: as águas, o vento, 
a incidência de raios solares e até a biomassa (material que 
sobra de um processo industrial, como o bagaço da cana que 
é a sobra da produção de açúcar e álcool, ou material advindo 
de florestas manejadas como o carvão vegetal ou o tratamento 
de lixo urbano). 
Os combustiveis renováveis e não renováveis serão 
estudados separadamente devido a suas caracteristi.cas 
conflitantes quanto ao aquecimento global e a constiução de um 
modelo de geração sustentável. 
____ 18_____..;) ( Energias Renováveis 
Figura 2: Usina térmica a gás natural com produção de C02. 
Fonte: Freepik 
O principal problema das centrais termelétricas a combustíveis 
fósseis é a emissão de gás carbônico (C02) na atmosfera, gás 
causador do efeito estufa. Esta geração de energia é a segunda 
maior produtora dos gases que causam o efeito estufa, perdendo 
apenas para o setor de transportes. Uma desvantagem deste tipo 
de geração é o valor do MW (lemos Mega Watt). A geração de 
energia a partir de combustíveis fósseis, gás natural e carvão 
mineral é mais cara do que a geração de energia a partir de 
energias renováveis. A vantagem é que esta usina pode ser 
construída mais rapidamente do que uma usina hidroelétrica. 
Combustíveis não renováveis 
Atualmente, a grande maioria dos combustíveis utilizados 
no mundo é fóssil, com participação do petróleo (1 ° lugar), 
carvão mineral (2° lugar) e gás natural (3° lugar), na faixa de 
80% do total da energia primária ofertada. Na produção de 
energia elétrica o carvão tem sido mais utilizado que o petróleo. 
Energias Renováveis) ( 19
..._ ____ _
A participação do petróleo é majoritária no setor de transportes. 
Outro aspecto importante a ser considerado é que as reservas 
mundiais de petróleo, gás natural, carvão mineral e xisto na 
matriz energética mundial ainda pode durar um longo tempo 
se não ocorrerem mudanças drásticas devido a pressão popular 
resultante dos problemas ambientais que estes combustíveis 
causam ao meio-ambiente. 
Nesse contexto, há considerações que uma transição 
maciça para as fontes primárias renováveis, se e quando ocorrer, 
terá como ponte de conexão o gás natural. Algumas tecnologias 
desenvolvidas atualmente como a captura de C02 da atmosfera 
e seu armazenamento em cavernas ou poços já utilizados de 
combustível fóssil podem diminuir o impacto ambiental destes 
materiais, mas o custo elevado ainda itn pede sua utilização de 
forma significativa. 
No Brasil a participação do petróleo e do gás natural têm 
aurnentado na participação da matriz energética brasileira como 
energia complementar ou de reserva, com vistas a aumentar a 
segurança ( de suprimento) do sistema elétrico brasileiro em 
época de estiagem de chuvas. 
Figura 3: Plataforma de exploração de petróleo 
____ 2_0_____..;) ( Energias Renováveis 
Conceito de petróleo 
Podemos definir o termo "petróleo" da seguinte maneira: 
O Petróleo, também conhecido como óleo cru, é o produto do 
material orgânico decomposto através de milhares de anos e 
geralmente se situa em depósitos subterrâneos dos quais é retirado 
por meio de poços. É formado basicamente por hidrocarbonetos, 
de fórmula geral CnHn, dos quais saem seus inúmeros derivados 
por destilação nas refinarias de petróleo. Sua utilização como 
combustível implica danos ambientais atmosféricos, pois emite 
óxidos de enxofre, nitrogênio e carbono, contribuindo para o 
efeito estufa, além de outros danos socioambientais relacionados 
a vazamentos, tanto de petroleiros como de oleodutos. 
No Brasil, as reservas de petróleo têm se expandido 
fortemente nas duas últimas décadas, hoje somos autossuficientes 
na produção de petróleo, ou seja, produzimos todo o petróleo 
que necessitamos. A bacia que mais produz petróleo e gás 
natural localiza-se no município de Santos (SP), seguida da 
bacia localizada no munícipio de Campos (RJ). O Brasil ainda 
importa petróleo pois a maioria das suas refinarias é feita para 
óleos leves e produzimos óleos pesados que são exportados 
gerando um saldo positivo na balança comercial. 
A geração de energia elétrica na sua maioria é feita a 
partir do gás natural. A geração de energia elétricacom base no 
diesel ocorre principalmente em áreas rurais e mesmo urbanas 
em regiões isoladas. Os geradores a diesel são utilizados como 
energia de reserva para situações de emergência em praticamente 
todas as unidades de consumo de médio ou grande porte, por 
exemplo: hospitais, shopping centers, subestações elétricas, 
indústrias e prédios confiam na geração a diesel no caso de falta 
de energia elétrica. 
Energias Renováveis) (_2_1 ___ _
Figura 4: Gerador a diesel utilizado como emergência. 
Fonte: Pixabay 
Carvão Mineral 
O carvão mineral ocupa a segunda posição na matriz 
energética mundial em razão de seu baixo custo, que varia de 
região para região, e1n função principalmente do peso que o 
transporte tem no seu custo final. Por se tratar de um combustível 
sólido, o carvão apresenta maiores custos de transporte que 
o petróleo, que é líquido e pode ser transportado por meio de
oleodutos, e que o gás natural, transportado nos gasodutos.
Essa diferença de custos e a característica rígida da produção de
carvão fazem com que apenas uma pequena parcela da produção
1nundial seja comercializada internacionahnente.
O carvão 1nineral é altamente poluente e grande parte 
do seu consumo mundial é voltada para a geração de energia 
termoelétrica. Embora as e1nissões de Nüx e Süx possam ser 
reduzidas, a grande quantidade de C02 e1nitida traz enonnes 
impactos sobre o meio ambiente, ao contrário da biomassa, 
que absorve o C02 emitido. A geração com queima em leito 
fluidizado e a gaseificação do carvão são técnicas que foram 
desenvolvidas para mitigar estes efeitos nocivos. 
No Brasil, o carvão mineral é encontrado em cinco grandes 
regiões: Alto Amazonas, Rio Fresco, Tocantins-Araguaia, Piauí 
____ 2_2_) ( Energias Renováveis
Ocidental e região Sul. O carvão mineral te1n uma 
paiticipação de aproximadainente 5, 7% na geração de 
energia elétrica no país por conta de sua pouca oco1Tência, 
das cai·acterísticas pobres do cai·vão disponível (baixo poder 
calorífico) e dos impactos negativos. As usinas termoelétricas se 
localizain no Rio Grande do Sul e em Santa Catarina. 
Figura 5: A diferença entre ca1vão mineral e ca1vão vegetal. 
O cai·vão mineral é extraído O carvão vegetal é 
de minas proveniente da queima de 
1nadeira. 
Fonte: Freepik 
Gás Natural 
Basicainente composto pelo metano ( seu principal 
componente), etano, propano, butano e outros 1nais pesados, o 
gás natural é o nome dado a mna mistura de hidrocarbonetos e 
impurezas. Estas e os contaminantes ( dióxido de cai·bono e gás 
sulfidrico) são re1novidos antes de sua utilização co1nercial. 
O gás natural é hoje o terceiro combustível na matriz 
energética mundial e pode, com exceção do querosene de aviação, 
substituir qualquer combustível sólido, líquido ou gasoso? 
Embora seja uma fonte não renovável, apresenta vantagens 
ambientais relevantes quando compai·ado ao petróleo e ao cai·vão 
mineral, pois sua composição faz cm que seja pouco poluente, 
restringindo seus efeitos basicainente à emissão de C02. O 
maior entrave à sua utilização é o alto custo inicial da construção 
Energias Renováveis) ( 23
-------
da malha de gasodutos, que o encarece frente aos preços do 
petróleo e do carvão rrúneral. Sua chama é azul, diferente do gás 
de cozinha que possui chama amarelo-avermelhada. 
O artigo publicado em 23/09/19 intitulado "Um novo pré-sal do 
gás brasileiro" disponível em https:/./bit.ly/31JsKkv que mostra 
uma reportagem sobre a última reserva descoberta na costa do 
Nordeste que pode reduzir o preço do gás e atrair 200 bilhões 
em investimentos para a expansão do mercado no Brasil nos 
' . 
prox:u:nos anos. 
Combustíveis renováveis 
A biomassa é aproveitada energeticamente por meio do 
uso do etanol, bagaço de cana, carvão vegetal, óleo vegetal, 
lenha e outros resíduos (além do lixo urbano). Fonte de energia 
renovável, a biomassa plantada apresenta a vantagem de não 
errútir óxidos de nitrogênio e enxofre e o C02 lançado na 
atmosfera durante a queima da biomassa para a produção de 
vapor é absorvido na fotossíntese para crescimento das plantas, 
resultando em um balanço praticamente nulo de errússões. Seu 
maior oponente é uma discussão que começa a surgir sobre 
o fato da produção de combustíveis renováveis concorrer
com a produção de alimentos e alguns ambientalistas tem se
questionado o que se1ia mais viável.
No Brasil a biomassa utilizada para a produção de energia 
é proveniente de: 
Alguns setores industJ.iais de grande po1te ( como as 
usinas de produção de açúcar e álcool, de papel e celulose); 
Biomassa florestal do carvão vegetal; 
____ 2_4_____..;) ( Energias Renováveis 
O aproveitamento de resíduos agrícolas; 
Resíduos provenientes do lixo urbano. 
O bagaço de cana é o resíduo proveniente do processo 
de moagem da cana-de-açúcar para a extração da sacarose. 
Esses resíduos apresentam baixa densidade energética e são 
utilizados em processos de cogeração (produzem vapor para o 
funcionamento da usina) e o excedente é usado na geração de 
energia elétrica. A vantagem é que a produção desta cultura ocorre 
principalmente na época de estiagem, ou seja, nos períodos de 
pouca chuva e reservatórios das hidroelétricas baixos. A colheita 
mecanizada aumenta a produção de energia elétrica, devido ao 
fato da cana ser colhida sem a necessidade da queima da área 
plantada permitindo assim que esta planta tenha um nível mais 
elevado de açúcar. 
A geração de energia a partir dos restos da produção de 
papel e celulose também é feita no esquema de cogeração. 
Também existem usinas que utilizam a gaseificação da madeira 
proveniente de plantações de espécies vegetais de curto tempo 
de rotação agrícola. Um pé de eucalipto no Brasil se desenvolve 
entre 5 e 7 anos e entre 1 O e 12 anos no restante do mundo. 
Também podemos citar o potencial de geração de energia 
que outras culturas apresentam como o arroz, a mandioca, o 
amendoim, o milho, a soja, o dendê, o girassol, tanto podendo ser 
queimado o bagaço como a palha resultante do beneficiamento 
da produção destas culturas. 
A energia elétrica também pode ser produzida a partir do 
biogás, um biocombustível com conteúdo semelhante ao gás 
natural e produzido naturalmente por meio da ação de bactérias em 
materiais orgânicos ( como o lixo doméstico, resíduos industriais 
de origem vegetal ou esterco de animal) ou de forma artificial, 
com a instalação de um biodigestor anaeróbico. Este sistema já 
é utilizado quando a criação dos animais ocorre em regime de 
confinamento. A vantagem da utilização deste processo é que o 
Brasil recicla somente 10% do lixo urbano (geralmente metal, 
Energias Renováveis) ( 25
------
vidro, papel) e o lixo orgânico restante é depositado em lixões a 
céu aberto que atrai arúmais e gera o chorume (resíduo líquido 
que polui lençóis freáticos -rios subterrâneos). 
Essas tecnologias não são comercialmente viáveis se não 
levarmos em conta a redução nos impactos ambientais que elas 
nos proporcionam porque cada dia a legislação se torna mais 
rigorosa quanto ao descarte irregular de materiais no solo. 
Isoladas elas ainda são mais caras que a produção de energia a 
partir de fontes convencionais. 
O vídeo a seguir mostra como funciona uma usina de biogás 
instalada no estado de Santa Catarina para a extração do gás metano 
proveniente de um aterro sanitário utilizado para gerar ene:rgia 
para uma cidade de 15.000 habitantes. h1:tJ?s://bit.ly/362bTNd. 
Energia Nuclear 
A energia nuclear aproveita a propriedade de certos 
isótopos de urânio de se dividirem, liberando grande quantidade 
de energia térmica em um processo chamado de fissão nuclear. 
Existe um outro processo chamado de fusão nuclear, baseado 
não na quebra, mas na junção de núcleos atômicos que libera 
uma quantidade maior de energia, mas este processo ainda se 
encontra em fases de testes e requer um maior avanço tecnológico 
para que possa ser viável comercialmente. 
As centrais nucleares possuem as seguintes caracteristicas 
. . .
pnnc1pais:Refrigerador e moderador a água leve pressurizada 
(este equipamento é responsável por esfriai· o sistema de fissão 
nucleai·, mas não entra em contato com a parte radioativa); 
____ 2_6____,,) [ Energias Renováveis 
Combustível - pastilhas de urânio ligeiramente 
enriquecido (3%) - este é o átomo que sofrerá o processo de 
fissão nuclear; 
Gerador turbo (no caso de Angra II é um gerador de 
1800 rpm e 857 MW 
Condensador ( no caso de Angra II utiliza a água do mar 
em circuito aberto). 
A figura 6 apresenta a planta esquemática da usina de 
Angra II. Esta usina refrigera os reatores com a água do mar e sua 
tecnologia de geração é chamada de PWR, um aprimoramento 
do sistema LWR que utilizada refrigeração por água no estado 
líquido à alta pressão. No caso brasileiro é muito seguro porque 
o Brasil não sofre com terremotos e nem tsunamis e a água do
mar não entra em contato com o material radioativo.
Figura 6: Usina nuclear de Angra II. 
Fonte:www.bbc.com/portuguese/brasil-48683942, acessado em 24/09/19. 
A vantagem deste tipo de usina é sua capacidade de gerar 
sempre a mesma energia sem depender de nenhum fator climático. 
Este tipo de geração é essencial para compor a base do nosso 
sistema de geração, ou seja, esta usina garante o funcionamento 
do sistema mesmo em períodos de baixa carga e assim pode 
poupar a água dos reservátorios em época de estiagem. 
Energias Renováveis) ( 27 
-----
Esta energia é considerada limpa por não e1nitir gases 
poluentes, 1nas seus resíduos nucleares por manterem sua 
radioatividade de forma quase permanente são u1n risco 
constante ao meio a1nbiente. Esse tipo de geração não causou 
acidentes que mais mataram no mundo, mas três acidentes 
nucleares de grandes proporções deixaram a humanidade com 
1nuitas preocupações ambientais quanto a este tipo de produção 
de energia elétrica. Pela orde1n de ünportância, área e população 
afetada são eles: 
Acidente na usina de Three Miles Island nos Estados 
Unidos e1n 1979 que sofreu u1n derretiinento parcial do núcleo 
de u1na unidade da usina; 
Acidente na usina de Fukushima no Japão em 2011, 
causado por u1n terremoto de magnitude 9 na escala Richter que 
provocou u1n tsunami, atingindo o sistema de segurança em três 
reatores e provocando o desligamento do sistema de refrigeração. 
Acidente na usina de Chernoby 1 em 1986 ( causado 
por sucessivos erros de operação e de projeto) que provocaram 
a explosão do núcleo e despejara1n u1na ünensa nuvem tóxica 
na at1nosfera. 
Figura 7: Usina nuclear de Chemobyl onde pode-se ver o reator que explodiu confinado em um imenso 
sarcófago de concreto 
____ 2_8___.;) ( Energias Renováveis
Recomendamos assistir a série produzida pela HBO sobre o 
desastre atômico ocorrido na usina nuclear de Chernobyl. Foi 
a melhor série classificada como produção realista e mostra 
o efeito devastador da radiação em áreas próximas a usina. O
trailer da série pode ser visto em https://bit.ly/3 IMH8Zc.
No Brasil nós temos as usinas de Angra I ( capacidade de 
640 MW) e Angra II ( capacidade de 13 50 MW) e a previsão do 
término da construção da usina de Angra III. A França e o Japão 
são os países onde ainda existem um apoio mais forte deste tipo 
de geração de energia pelos moradores. 
O Brasil junto com os Estados Unidos e a Rússia são os 
únicos países que dominam a tecnologia para atuar em todo o 
processo de enriquecimento de urânio, além de termos uma das 
maiores reservas do mundo, localizada na Bahia. 
Aspectos negativos da geração 
termoelétrica 
A geração de energia elétrica pelas centrais termoelétricas 
é a segunda maior produtora de gases estufa e, portanto, possui 
grande influência no aquecimento global. Os países desenvolvidos 
são os principais responsáveis por este fenômeno. Dentre os 
gases emitidos neste processo de geração o dióxido de carbono 
(C02) é o principal gás produzido neste processo seguido de 
óxidos de enxofre (SO). Esse gás oxida-se na atmosfera dando 
origem a sulfatos e gotículas de ácido sulfúrico e pode causar 
chuva ácida. 
Energias Renováveis) ( 29
-------
Na geração de energia a base de carvão o teor de material 
parti.culado é mais alto do que nas centrais a óleo e a gás natural 
devido às cinzas resultantes da queima do carvão. 
Também pode haver a produção durante o processo da 
combustão de óxidos de nitrogênio que provoca o fenômeno 
conhecido como smog (fumaça em inglês, camada de névoa 
escura altamente tóxica que provoca problemas respiratórios). 
Finalmente, temos o monóxido de carbono que pode ser produzido 
pela queima parcial dos combustí.veis fósseis em processos não 
monitorados e que reduzem a eficiência das caldeiras. 
O lixo radioativo da usina nuclear é proveniente das 
pastilhas enriquecidas de urânio usadas para gerarem energia. 
Este lixo é deposto perto do processo de fissão porque é muito 
reativo até mesmo para ser manuseado, esta deposição ocorre em 
piscinas debaixo do núcleo (tecnologia adotada mundialmente). 
A vantagem deste processo é que ele não emite os gases que 
provocam o efeito estufa, apesar de que teremos de desenvolver 
um tratamento adequado para este material radioativo no futuro. 
Importância da geração termoelétrica 
Durante muito tempo vivemos como se a energia elétrica 
fosse ilimitada. Até que surgiram as crises de energia. A pior crise 
de energia ocorreu na região oeste dos Estados Unidos onde os 
cidadãos americanos tiveram que gastar aproximadamente U$ 
40 bilhões de dólares a mais com a conta de energia elétrica 
do que nos doze meses anteriores, ainda por cima enfrentando 
blackouts e cortes no fornecimento. A tarifa de energia mudava 
de valor várias vezes ao longo de um mesmo dia. No Brasil nossa 
pior crise aconteceu em 2001 quando foi adotado o racionamento 
de energia em todo o país. 
Nosso sistema foi concebido a acionar primeiro as usinas 
com o custo operacional mais baixo e à medida que a carga 
aumenta, reco1Temos as usinas com custo operacional mais 
elevado para manter os índices de confiabilidade e as tarifas baixas. 
30 J ( Energias Renováveis
------
Consultando o site da EPE (Empresa de Pesquisa Energética) 
a nossa geração de energia no ano de 2018 foi assim dividida: 
Tabela 1: Geração de energia elétrica por fonte no Brasil - participação em 2018. 
1. Hidráulica 65,2% 
2. Gás natural 10,5% 
3. Biomassa 8,2% 
4. Solar e eólica 6,9% 
5. Carvão 4,1% 
6. Nuclear 2,6% 
7. Derivados 2,5% 
Total 100% 
A tabela 1 pode ser representada através do gráfico em 
formato de pizza, retratado na figura 8: 
Figura 8: Matriz energética brasileira 
Matriz Energética Brasileira 
Fonte:http://epe.gov.hr/pt /abcdenergia/matri7.-energetica-e-e1etrica acessado em 23/09/19. 
As termelétricas f orain instaladas para aumentar a 
robustez do sistema de geração e diminuir nossa dependência 
das usinas hidrelétricas e consequentemente das chuvas. Elas são 
acionadas em períodos secos ou quando o índice pluviométrico 
(índice que mede a quantidade de chuva) pennanece abaixo do 
esperado. Podemos saber se estamos utilizando ou não a geração 
Energias Renováveis) ( 31
._____ _
termoelétrica de forma maciça na nossa matriz energética através 
das bandeiras de energia. 
Bandeiras de energia 
Além das tarifas, desde 2015 aANEEL (Agência Nacional 
de Energia Elétrica) adotou um sistema de bandeiras de energia: 
Bandeira verde, não há cobrança de excedentes e indica 
que o sistema de geração está operando principalmente com a 
matriz hidrelétrica; 
Já a bandeira amarela sinaliza que é preciso tomar 
cuidado. O custo de geração está crescendo, ou seja, as usinas 
térmicas já começaram a ser acionadas e o rúvel de água nos 
reservatórios das usinas hidrelétricas é preocupante; 
A critica é chamada de bandeira vermelha e sinaliza 
que as térmicas estão operando e a demanda está alta. O rúvel 
dos reservatórios está entrando na região critica. A bandeira 
vermelha é dividida em dois rúveis (crítico e muito crítico). 
Para cada bandeirade energia o valor do kVvh sofre um 
acréscimo, variando de zero para a bandeira verde, R$ 1,50 a cada 
100 k\'h/hconsumidos para a bandeira amarela, R$ 3,00 a cada 100 
kWh consumidos para a bandeira vermelha rúvel I e R5,00 p:ua 
a vermelha rúvel II. A geração de energia termoelétiica é mais 
cara porque devemos pagar pelos combustiveis, diferentemente 
da geração de energia através de hidroeléti"icas, eólicas ou 
fotoelétricas que não pagamos pelo uso da águam, vento ou sol. 
A vantagem da diversificação da matriz energética é que 
episódios traumáticos como o "Apagão de energia" ocorrido em 
2001 ficam cada dia mais distantes e impossíveis de se repetirem. 
____ 3_2_____..;) ( Energias Renováveis 
E então? Gostou do que lhe mostramos? Aprendeu mesmo 
tudinho? Agora, só para termos certeza de que você realmente 
entendeu o tema de estudo deste capítulo, vamos resumir tudo 
o que vimos. Você deve ter aprendido que o consumo de energia
de um país determina seu nível de desenvolvimento, quanto mais
energia ele consome, mais desenvolvido ele é. Você também teve
a oportunidade de aprender sobre a geração termoelétrica a partir
de combustíveis fósseis (gás natural e carvão), que utilizamos os
geradores à diesel para emergências e que no Brasil utilizamos a
geração de energia a partir de fontes renováveis como a biomassa
proveniente do bagaço da cana-de-açúcar e do lixo. Você também
estudou sobre a geração de energia nuclear e os problemas quando
ocorre um acidente na planta de geração. Finalmente pudemos
analisar a importância das usinas térmicas na estabilidade do
sistema elétrico brasileiro assim como estudamos alguns aspectos
nocivos ao meio ambiente deste tipo de geração.
Energias Renováveis) (..__33
UNIDADE 
____ 3_4___.;) ( Energias Renováveis
#W 
INTRODUÇAO 
Nesta unidade vamos estudar as fontes eólica e solar. 
Esses dois sistemas de geração de energia são os sistemas que 
mais cresceram nos últimos anos dentro das energias renováveis, 
assim como o preço de instalação destes sistemas diminuíram 
consideravelmente. A tecnologia que envolve estas gerações é 
a que mais evolui assim como a capacidade de instalação e os 
lugares onde estes sistemas podem ser construídos. O Brasil é 
um dos melhores países do mundo para a instalação de ambas as 
usinas eólicas e fotovoltaicas e dentro Brasil o Nordeste é a região 
de destaque, recebendo constantes e vultuosos investimentos 
nestes setores. A geração de energia a partir do sol começou a ser 
desenvolvida com a corrida espacial, já os moinhos de vento são 
usados a milhares de anos. Entendeu? Ao longo desta unidade 
letiva você vai mergulhar neste universo! 
Energias Renováveis) ( 35
-------
OBJETIVOS 
Olá. Seja muito bem-vindo à Unidade 2. Nosso objetivo 
é auxi.liru: você no alcance dos segumtes objetivos até o ténnino 
desta etapa de estudos: 
Identificar e entender o funcionamento da geração 
de energia elétrica a partir da energia eólica; 
Identificar e entender o funcionamento da geração 
de energia elétrica a partir da energia fotovoltaica; 
Estudar as vantagens e desvantagens de cada sistema 
de geração assim corno seus desafios futuros; 
Identificar e entender as vantagens e desvantagens 
da geração eólica e fotovoltaica. 
Então? Está preparado para urna viagem sem volta rumo ao 
conhecimento? Ao trabalho! 
____ 3_6_____..;
) ( Energias Renováveis
Geração de energia eólica 
Ao término deste capítulo você será capaz de entender a 
importância da energia elétrica ser obtida a partir de f antes 
renováveis como a geração eólica e fotovoltaica. Isto abrirá 
um campo de trabalho que está crescendo vertiginosamente no 
Brasil. É de fundamental importância no processo de geração 
de energia compreender como a energia dos ventos e do sol 
é transformada em energia elétrica. E então? Motivado para 
desenvolver esta competência? Então vamos lá. Avante! 
No contexto do aumento de utilização de f antes renováveis 
para produção de energia elétrica visando à sustentabilidade, a 
energia eólica se coloca atualmente como uma das alternativas 
mais promissoras para geração de energia elétrica. Uma vantagem 
desta forma de geração de energia é que os impactos ambientais 
são de mais fácil controle e mitigação do que as outras f antes 
convencionais de geração de eletricidade. 
A energia eólica consiste na energia cinética contida nos 
movimentos das massas de ar na atmosfera (ventos), produzidos 
essencialmente pelo aquecimento diferenciado das camadas 
de ar pelo Sol (geração de diferentes densidades e gradientes 
de pressão) e pelo movimento de rotação da Terra sobre o seu 
'
. . 
propno eixo. 
Energias Renováveis) ( 37 
------
No cenário energético atual, a utilização da energia 
eólica para geração de energia elétrica apresenta um notável 
crescimento, tanto para alimentação de cargas elétricas remotas 
como para conexão às redes de transmissão. Isso resultou em 
um período de notável evolução em pouco mais de 30 anos com 
o aperfeiçoamento da tecnologia, aumento da potência unitária
das turbinas eólicas e o crescimento do número de fabricantes,
com redução dos custos do aerogerador conforme pode ser
demonstrado pela figura 01.
140 
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Figura 01: Evolução da potência unitária das turbinas eólicas 
• Aerogeradores de Serie
Prototlpos
6 
6 
6 
1980 1985 1990 1995 
Ano 
2000 
Fonte: Edisci plina 
10,0 MW 
2005 2010 
A geração de energia a partir da matriz eólica é feita 
através da movimentação de aerogeradores pela força do vento. 
Os ventos giram as pás das turbinas que alimentam um rotor 
conectado a um conversor de energia. Atualmente a geração 
pode ser feita em corrente contínua ou alternada. 
A instalação destes sistemas depende basicamente da 
velocidade do vento na região. Estudos mostram que este 
projeto se torna viável quando os ventos ultrapassam os 7 mi s 
____ 3_8___.;) ( Energias Renováveis
de velocidade. No Brasil, a melhor área para instalação destas 
turbinas é na região N ardeste. Mas existem centrais na região 
Sul e Sudeste também. 
A potência disponível para aproveitamento energético dos 
ventos depende, além da localização, da área de captação das 
turbinas eólicas e é proporcional ao cubo de sua velocidade. 
Mesmo variações pequenas da velocidade do vento podem 
ocasionar grandes alterações na potência. Tais características 
reforçam a importância de se dispor de dados confiáveis e de 
boa qualidade. Como em todo projeto de engenharia, e mais 
especificamente naqueles associados às fontes renováveis 
de natureza intermitente e sazonal, o período de coleta, a 
qualidade e as formas de modelagem e tratamento estatístico 
dos dados e inf armações relacionadas ao vento garantem o 
dimensionamento adequado do sistema eólico, minimizam 
erros de estimativa de produção e também como consequência, 
garantem o dimensionamento adequado do sistema eólico, 
como reduzem eventuais prejuízos financeiros às empresas 
donas do empreendimento. A grande dificuldade do projeto 
é que a velocidade do vento tem comportamento aleatório 
e de difícil previsão, a modelagem otimizada das medidas de 
direção e intensidade, normalmente coletadas com anemômetros 
instalados a 1 O m do solo são tratadas como se fossem uma 
distribuição de Weibull. 
Como as turbinas eólicas em operação comercial são 
instaladas no interior da camada limite (abaixo de 650 m), torna­
se importante conhecer a distribuição da velocidade do vento 
com a altura, que vai permitir determinar a produtividade de 
uma turbina instalada em uma torre de certa altura. Além disso, 
o perfil de vento afeta a vida útil das pás do rotor, pois influencia
os esforços mecânicos cíclicos exercidos sobre as pás.
O conhecimento da velocidade média do vento é 
fundamental para a estimativa da energia gerada. Primeiro, 
porque os aerogeradores começam a gerar a uma determinada 
Energias Renováveis) ( 39
-------
velocidade de vento de partida ( cut-in) eparam de gerar quando a 
velocidade ultrapassa deternrinado valor (cut-out), estabelecido 
por questões de segurança, sendo, portanto, importante registrar 
a frequência de duração das calmarias e dos ventos fortes. Com 
ventos na velocidade de partida ( cut-in) a turbina é ligada e com 
ventos em velocidade excessiva ( cut-out) a turbina é desligada. 
Os documentos que apresentam resultados dos 
levantamentos de dados relacionados à energia eólica são 
denominados "Atlas do Potencial Eólico". Com base nos últimos 
atlas, estima-se que o potencial eólico do Brasil gire em tomo de 
154 GW e temos somente 15 GW instalados até o ano de 2019, 
ou seja, temos um potencial de crescimento de mais de 1 O vezes 
a nossa potência instalada. Na figura 02 é mostrado o perfil da 
velocidade média dos ventos no Brasil. 
40 J ( Energias Renováveis
---------
Figura 02: Velocidade média anual do vento a 50 m de altura 
POTENCIAL EÓLICO 
BRASIL 
f..'rnd.1ro(m:1.:J 54\'VC� 
Pie��:> Unls,rc\� T,a·1wC'1� dr Mr,catc1 • LTM 
Mata 
.!ll 4 > 6,0
4,5 • 6,0
"' 2 3,0-4,5 
u < 3,0 
Velocidade média do vento (m/s) 
50 m acima do nível da superflcie 
Campo Zona Morro 
Aberto Costeira 
> 7,0 > 8,0 > 9,0
6,0 • 7,0 6,0· 7,0 7,5 ·9,0 
4,5 • 6,0 4,5 • 6,0 6,0 • 7,5 
<4,5 <4,5 < 6,0 
,I 
Montanha 
> 11,0 
8,5-11,0 
7,0 • 8,5 
< 7,0 
Fonte:Aneel 
Turbinas eólicas 
NOTAS: 
N 
*e 
W ··· · E 
Sw i Se 
s 
1000 
Mata mcfica áseas de vegetai;âo nativa, com arbustos e áf'."Ofes altas. 
Campo abeno ,efe,e-se a à1eas planas d<, pastagens, plantações e/ ou 
wgetaçAo ba1Xa, sem mu tas árvores altas. 
Zonas costeiras são áreas de praia, normalmente com larga faixa de areia, 
onde o vento mode p1edominantemente no sentido mar·terra. 
Morros são áreas de relevo le .. iemente ondulado, relativamente complexo e de 
pouca vegeta�ão ou pasto. 
Montarllas representam ã,eas oo ,ele,,o complexo com altas montan�a� 
O potencial eólico é dado pa,a loca,s nos topos das montanhas em tond,çóes 
favor�s pa,a o fluxo de vento, 
As máquinas eólicas modernas são denominadas turbinas 
eólicas, sistemas de conversão de energiaeólica ou aerogeradores. 
Sua faixa de aplicação varia de pequenas turbinas com potências 
da ordem de dezenas ou centenas de kW (utilizadas em áreas 
rurais) até turbinas com potências da ordem de alguns MW, 
normalmente conectadas à rede elétrica. Há uma grande 
Energias Renováveis) (��-1 ____ _
variedade de máquinas eólicas desenvolvidas para produção de 
energia elétrica e mecânica. 
Os principais componentes de um aerogerador de eixo 
horizontal são descritos abaixo e mostrados na figura 03: 
Rotor: constando das pás e do suporte (cubo) em que 
estas são acopladas, e do mecanismo de controle de passo da pá; 
Trem de acionamento: contém as outras partes rotativas 
da turbina, além do rotor, os eixos, a caixa multiplicadora de 
velocidade, os acoplamentos, o freio mecânico e o gerador 
elétrico; 
Nacele e sua base: compartimento no qual estão alojados 
os outros componentes além do rotor e de seu sistema de orientação; 
Suporte estrutural. 
H.otor 
Figura 03: Velocidade média anual do vento a 50 m de altura 
Pá,--/ 
\ I 
\ 1 
\ 1 
\ 1 
� Vultipl cador cc vclodclaclc 
/ ::":::::: 
Comrole de ç ro 
---.--+----1---- S1.\tern,1 de 
l======I 
rnnuole 
Si\tema de freio 
ae·odi11:1rrnco 
Fonte: Aneel 
____ 4_2___.;) ( Energias Renováveis
Aplicação e classificação das turbinas eólicas 
A geração eólica pode ser feita de forma isolada, ou seja, o 
gerador não é conectado à rede de energia e atende uma demanda 
específica. Este sistema é muito usado em regiões afastadas com 
vento, mas que possuem baixo índice de radiação solar. 
Existem também os sistemas eólicos conectados à rede que 
se divide em dois tipos: instalados em terra, ou instalados no mar 
(e estes são denominados o.ffshore). Geralmente os países que 
usam esta maneira de instalar são países que não possuem uma 
grande extensão territorial e as áreas com maiores velocidade 
dos ventos ficam no mar. O problema desta instalação marítima 
é seu alto custo de construção e de conexão à rede de energia. 
Os sistemas eólicos também se classificam em: 
Tabela O 1 : Relação de tamanho e potência instalada 
Tamanho Potência instalada (kW) 
Pequeno Até 100 
Médio De 100 a 1.000 
Grande > 1.000
Fonte: A autora 
O maior problema enfrentado pela geração de energia 
através do movimento dos ventos é a imprevisibilidade desta 
velocidade, fazendo com que a capacidade de geração de 
energia oscile muito. Com a tecnologia atual, a eficiência da 
conversão da energia cinética eólica em energia elétrica é de 
aproximadamente 30%, ou seja, a capacidade de geração de 
energia é uma variável intrinsecamente ligada às condições 
climáticas (no caso, velocidade do vento). Em algumas regiões 
como Fernando de Noronha e no Rio Grande do Norte este fator 
pode subir para 50% dada a homogeneidade dos ventos nestas 
regiões. Mas os fatores de capacidade acima de 50 por cento 
como os vistos no Nordeste só são registrados normalmente 
Energias Renováveis) ( 43
-------
por um seleto grupo de países, como Cabo Verde (64%), Aruba 
(66%) e Curaçao (76%), segundo os dados da Irena (AAgência 
Internacional para as Energias Renováveis - Irena, na sigla em 
inglês). 
Mesmo assim, em 2019,já chegamos a ter 85% da energia 
consurrúda no Nordeste fornecida exclusivamente por geração 
eólica. Esta fonte é a que mais tem crescido nos últimos anos, 
com seu crescimento anual superior a 20%. Este recorde é 
quebrado mês a mês e o futuro desta energia renovável é muito 
pronussor. 
O Brasil possui muitas fábricas de aerogeradores, você 
já pode ter se deparado com uma dessas imensas pás sendo 
transportadas nas nossas rodovias, envolvendo uma logística 
bem complicada devido ao tamanho de cada uma delas, algumas 
possuem mais de 1 O m. 
Geração fotovoltaica 
A geração de energia a partir da energia solar é feita 
através de células fotovoltaicas. Essas células são feitas a partir 
do silício (que tem sua origem na areia). O silício é tratado e 
dopado com átomos de fósforo e boro, formando uma junção 
pn (é como se fosse um diodo) para que os elétrons estimulados 
pela luz solar, chamados de fótons passem de uma camada de não 
condução para uma de condução. Este deslocamento de átomos 
(por definição um deslocamento de átomos é uma corrente 
elétrica) dá origem a uma diferença de potencial, chamada de 
efeito fotovoltaico. 
Essas pastilhas podem ser compostas de silício 
monocristaJino ( o processo de fabricação mais caro), 
multicristaJino (processo de fabricação inte1mediário em 
questões de preço) e amorfo (processo de fabricação mais 
barato). O rendimento varia em cada um destes tipos de placas. 
Geralmente ele é da ordem de 20%. Como um diodo cada célula 
44 ) ( Energias Renováveis 
-----
fotovoltaica gera O, 7 V e uma célula é ligada a outra em série 
formando uma placa fotovoltaica. Este sistema de geração 
de energia também é ideal para regiões isoladas ou de dificil 
acesso como a Antártica. Para regiões montanhosas os sistemas 
fotovoltaicos são mais eficientes que outras maneiras de geração 
de energia elétrica devido a funcionarem melhor em altitudes 
elevadas porque o sistema recebe mais radiação solar. Por outro 
lado, geradores a diesel e os demais tipos de geração que utilizam 
máquinas geradoras sofrem queda de rendimento pelo fato do ar 
ser rarefeito. 
Figura 04: Maneira de instalação mais comum de placas fotovoltaicas - nos telhados das residências 
Fonte: Freepik 
O Brasil possui um ótimo índice de radiação solar, 
principalmente o Nordeste, com destaque para a região do 
semiárido. A energia fotovoltaica pode ser dividida em: 
Sistemas autônomos: fornecem energia elétrica somente 
para uma instalação e não são interligados a rede da concessionária. 
Se forem equipados com baterias o sistema pode fornecer energia 
em momentos em que as células não estão expostas ao sol. O 
sistema fotovoltaico gera energiamesmo em dias nublados (não 
no rendimento máximo, mesmo assim há geração), mas não 
Energias Renováveis) ( 45
._____ _
durante à noite. Estes sistemas vão :funcionar até a capacidade de 
armazenamento da bateria ser consumida, se esta não for recarregada 
pelo painel fotovoltaico. 
Sistemas interligados: Os sistemas interligados são 
conectados à rede elétrica para receberem energia da concessionária 
em períodos em que o painel solar não estiver :funcionando ou 
quando a instalação consumir mais energia do que o painel solar 
puder fornecer. Possuem um medidor bidirecional para vender a 
energia excedente para a concessionária, ou seja, a energia gerada 
pelo sistema fotovoltaico e não consumida pela instalação. Como 
a geração fotovoltaica é feita em con·ente e tensão contínua é 
necessário um conversor para transformar esta forma de energia 
em corrente e tensão alternada (a energia utilizada na rede elétrica). 
Para morú.torar este processo de conversão ainda temos um 
controlador de carga, o cabeamento e um protetor de surtos. Todos 
esses equipamentos são projetados para uma vida útil de 25 anos. 
A maior parte do custo :financeiro dos sistemas fotovoltaicos 
é realizado na aquisição do equipamento. Sistemas de geração de 
energia elétrica à base de energia solar têm custos operacionais 
e de manutenção baixos. Geralmente um sistema fotovoltaico se 
paga em torno de 6 a 8 anos dependendo da complexidade dos 
equipamentos e da energia gerada. A diferença do tempo (25 - 8 = 
17 anos) permite ao proprietário obter o retorno do investimento. As 
contas de energia elétrica ainda vêm no valor mírú.mo cobrado pela 
distribuidora. Se for um sistema interligado à rede da concessionária 
podem vir também em forma de bônus quando a geração de energia 
fotovoltaica estiver excedendo ao consumo. 
Este tipo de energia quando equipado com filtros e controles 
eletrônicos tem uma qualidade muito superior à fornecida 
pelas concessionárias e podem ser utilizados em processos 
que requerem um fornecimento de energia sem instabilidade e 
def 01mações na forma de onda, geralmente processos com muita 
eletJ:ônica embarcada e automatizados. 
____ 4_6_____..;) ( Energias Renováveis 
As preocupações mais citadas em relação à energia 
fotovoltaica incluem o custo inicial, o armazenamento da 
energia e a variabilidade do recurso solar. Nuvens, neblina, 
sujeira e neve afetam diretamente a quantidade de radiação solar 
recebida pelas placas fotovoltaicas. Os locais com muita neve 
ou dias chuvosos produzem menos energia do que os locais 
ensolarados. Alguns desses locais exigem módulos extras. Os 
conjuntos de placas precisam receber o máximo possível de 
luz solar direta, de preferência no período entre às 8 e às 16 
hs. Essa exposição precisa ser sem interferências para termos 
um rendimento ótimo. Obstruções incluem árvores, prédios, 
montanhas, folhas e sujeira. Linhas de distribuição de energia 
elétrica também podem causar sombreamentos indesejáveis. 
Para os painéis solares serem instalados nos telhados das 
nossas casas é preciso que tenha sido feito um cálculo estrutural 
de reforço para que o peso extra das placas seja suportado pela 
residência sem causar danos ou rachaduras. 
O Brasil é um dos melhores locais para instalação de 
sistemas fotovoltaicos devido ao seu elevado índice de radiação 
solar. O único problema ainda é o preço de todo o sistema. 
Geralmente a instalação de um painel solar com possibilidade 
de ligação à rede da concessionária é orçada na faixa entre R$ 
10.000 a R$ 20.000 para uma residência com 4 pessoas - o 
padrão médio brasileiro. 
Vídeo de 14 min do programa É de Casa da rede Globo onde é 
mostrado em detalhes um painel solar, seus componentes e um 
cálculo aproximado dos valores de instalação e do retorno do 
investimento. Acesse no link https://bit.ly/2mT40aW. 
Energias Renováveis) ( 47
------
O geração de energia elétrica a partir dos painéis solares 
também é da ordem de 25 a 30% ( o cálculo acima já é feito levando 
em consideração este número) e depende das condições climáticas. 
Você sabia que a energia fotovoltaica começou a ser pesquisada 
durante a corrida espacial? Os cientistas estavam preocupados 
em como gerar energia no espaço e essa tecnologia foi 
considerada a melhor opção. Hoje os avanços neste setor muitas 
vezes são feitos com pesquisas para melhorar a geração de 
energia para foguetes, satélites e sondas espaciais. Os cientistas 
já conseguiram produzir células fotovoltaicas que convertem 
45% da luz solar em eletricidade. O problema ainda é o alto 
custo desta tecnologia. 
Requisitos para a instalação de wn painel solar 
Para a instalação de um painel solar na sua residência deve 
ser analisado o índice de radiação solar da região que pode ser 
obtido no site da própria Aneel. Também deve ser feito uma 
consulta a concessionária de energia local para verificar quais os 
documentos são necessários para a interligação deste sistema a 
rede de energia para a venda do excedente de energia produzido 
e não consumido pela residência. O valor auferido por esta venda 
deve ser utilizado para se analisar a possibilidade da instalação 
de um painel solar interligado a rede ou somente a instalação de 
um painel solar com baterias para alimentar a residência. 
Também deve ser feito um estudo da área de sombreamento 
do telhado da residência e se o mesmo vai precisar de um reforço 
estrutural devido ao peso dos equipamentos a serem instalados. 
Os painéis solares devem ser instalados de maneira que fiquem 
____ 4_8____,.
) ( Energias Renováveis
a maior quantidade possível de horas expostos ao sol e que os 
raios solares incidam perfazendo um ângulo de 90 ° com as 
células fotovoltaicas. 
Hoje existem sites que nos dão o índice de radiação solar 
bastando que saibamos a latitude e longitude da nossa residência. 
Um deles pode ser consultado em https://bit.ly/2nlf9LO. 
l 
3 
4 
s 
.; 
Figura 05: Irradiação solar no Brasil 
Brasil 
Irradiação diária média anual 
entre 1.500 e 2.400 kWh/m2 /ano, 
Alemanha: 900-1.250 kWh/m2/ano 
França: 900-1.650 kWh/m2/ano 
Espanha: l.200-l.850kWh/m2 /ano 
Fonte: Abinee adaptado doAtlas Brasileiro de Energia Solar (2006) 
Finalmente deve ser feito um estudo detalhado do local 
de armazenamento das baterias que devem ser acondicionadas 
em uma sala longe da presença de pessoas e animais e com 
ventilação e climatização adequada. 
De posse de todas essas inf armações deve-se entrar em 
contato com alguns fabricantes de painéis solares para que 
possa realizar pelo menos três orçamentos para a aquisição do 
Energias Renováveis) ( 49
-------
equipamento além da instalação dos mesmos. Para isto é preciso 
termos os dados de consumo de todos os equipamentos da 
residência e a possível ampliação da carga pelo menos por três 
anos para se realizar um bom dimensionamento dos painéis. 
Finalmente deve-se procurar algumas instituições financeiras 
para ver se elas possuem linhas de crédito que possam ajudar na 
aquisição do equipamento. O governo federal oferece algumas 
linhas junto com alguns estados além da isenção de impostos. 
Com todos esses dados em mãos é possível se calcular o 
custo de aquisição deste painel solar a vista ou a prazo e quando 
se dará o retomo deste investimento, além do valor para o qual 
se reduzirá a conta de energia elétrica, pois ainda se deve pagar o 
mínimo cobrado por cada concessionária de distribuição de energia. 
Infelizmente, não possuímos fábricas de painéis solares, 
sendo a grande maioria delas todas importadas da China. Alguns 
fabricantes estão tentando desenvolver este mercado no Brasil 
para que consigamos avançar na diminuição do preço desta 
fonte de energia. 
A corrida espacial impulsionou o mercado 
de painéis solares 
O primeiro satélite enviado ao espaço pelos russos, o 
Sputnik era alimentado por uma bateria a base de prata e zinco 
que tinha a função somente de alimentar um equipamento que 
emitia um sinal de beep. Assim começava a corridaespacial e
a busca por fontes que pudessem produzir energia no espaço. 
Quem resolveu este problema foi um cientista alemão, Hans 
Ziegler que conseguiu convencer a NASA (a agência espacial 
americana) a utilizar painéis solares para produzir energia 
elétrica no espaço. O Vanguard I foi o primeiro satélite a utilizar 
um painel solar que possuía o tamanho de uma bola de futebol 
e continha apenas quatro pequenos painéis fotovoltaicos que 
produziram energia para o satélite por sete anos. 
____ s_o___.;) ( Energias Renováveis
Hoje todos os equipamentos enviados ao espaço são 
alimentados por painéis solares, como por exemplo o telescópio 
Hubble, a Estação Espacial Internacional (ISS) que possui um 
total de 375 m2 de painéis fotovoltaicos que rastreiam o sol, 
maximizando a produção de energia elétrica; além dos robôs 
Spirit e Opportunity que exploraram a superfície de Marte, 
enviando fotos para podermos ver como é o planeta vermelho. 
A sonda Rosetta, lançada em 2004 pela Agência Espacial 
Europeia (ESA), para explorar o cometa 67P, utiliza 2 conjuntos 
de painéis fotovoltaicos de 32m2 cada, capazes de gerar 850 W 
a uma distância de 792 milhões de quilômetros da Terra. 
Células solares para uso em satélites são dispositivos 
de alta confiabilidade, garantidos por testes severos feitos em 
condições extremas de temperatura, ciclos térmicos, vácuo, 
aceleração, choques mecânicos e radiação por partículas. A 
exigência desse nível de confiabilidade se justifica pelo fato 
de que os satélites em órbita em torno da Terra não podem ser 
consertados em caso de avaria. Sobre a composição dos painéis, 
as células solares são feitas com Arsênio e Gálio, o que garante 
maior eficiência na produção de energia elétrica. Em testes já 
realizados na superfície da Terra, esse tipo de painel chegou a ter 
eficiência de 33,9%, praticamente o dobro das placas comuns de 
silício. O que limita a produção comercial destes painéis ainda é 
seu alto custo. Esses materiais prolongam a vida útil dos painéis. 
O projeto da parte de suprimento de energia elétrica 
de um satélite depende do gasto de energia dos componentes 
eletrônicos, tais como os resistores e diodos, que formam os 
diversos subsistemas ( telecomunicações, computador de bordo, 
controle de atitude e controle térmico). Cada célula solar gera 
uma pequena quantidade de energia elétrica. O projeto correto 
calcula a quantidade de células solares necessárias para que o 
gerador solar forneça a energia requerida pelo satélite. 
Energias Renováveis) ( 51 
------
Figura 06: Imagem dos painéis solares da estação espacial 
Fonte: Paxabay 
Painéis solares compostos por células solares estão 
localizados nas partes externas dos satélites. Os painéis podem 
estar juntos ao corpo do satélite ou abertos e orientados para 
o Sol. De modo geral, os painéis usados em equipamentos
espaciais precisam ter uma grande área de superfície que pode
ser apontada para o sol. A maioria desses painéis são móveis,
e podem ser direcionados para o sol, garantindo energia em
todo o tempo, ou mesmo serem direcionados para o lado oposto
ao sol, quando as baterias já estão totalmente carregadas. A
pesquisa por novos materiais, eficiência e economia dos preços
resulta em vantagens para os consumidores de painéis solares
convencionais assim como a Fórmula 1 trouxe várias inovações
tecnológicas como o ABS, freio a disco, suspensão eletrônica,
airbag para os carros de passeio.
52 ) ( Energias Renováveis 
-----
Geração distribuída 
Durante muito tempo as fontes de energia estiveram longe 
dos centros consumidores, cabendo a nós um papel passivo. 
Faz pouco tempo que o consumidor pode passar a produzir 
a sua própria energia, como é o caso da instalação de painéis 
solares, passando a ser um agente ativo no sistema. Além de 
gerar sua própria energia os consumidores podem também 
vender o excedente para as concessionárias de energia passando 
a ser produtores de energia. A geração de energia por parte dos 
consumidores é chamada de geração distribuída, conforme pode 
ser visto na figura 07 abaixo: 
Figura 07: Geração distribuída 
Fonte: Freepik 
Com esta forma de gerar energia o consumidor passa a 
exercer um papel ativo no sistema elétrico. A concessionária de 
energia também faz a sua parte instalando um medidor inteligente 
na residência deste consumidor. A vantagem deste medidor é 
que ele é anti-fraude e totalmente digital. Com ele o consumidor 
pode acompanhar exatamente o valor do seu consumo ou do seu 
crédito por meio de um aplicativo. Este crédito pode ser usado 
até mesmo em outra unidade residencial e comercial atrelada ao 
mesmo CPF da instalação onde é feita a geração distribuída. 
Energias Renováveis) ( 53
-------
Com o seu próprio sistema de geração de energia 
o consurrúdor também disporá de uma ene:rgia de me1hor
qualidade (se ele investir em bons equipamentos) e poderá
até mesmo exercer um controle eficiente do seu consumo, por
exemplo, escolher uma momento de alta geração para usar o ar
condicionado, ou escoJher vender a energia para a concessionária
dependendo do valor da tarifa que a mesma estiver pagando.
A geração distribuída será a causadora de uma revolução 
no sistema elétrico de potência, pelo fato de ser anti-fraude o 
valor da tarifa tenderá a diminuir e por estar interligado à Internet 
a concessionária poderá ofertar serviços exclusivos baseados no 
padrão de consumo daquela residência. 
Este artigo escrito na forma de folder do Ministério das Minas e 
Energia faz uma completa análise do uso da energia solar para 
geração de ene:rgia elétrica e aquecimento de água, exemplifica as 
vantagens do sistema de geração distribuída em que o proprietário 
recebe os créditos da energia elétrica excedente cedida ao sistema 
válidos por até 5 anos. Também aborda as principais usinas no Brasil 
e no mundo, citando até as vantagens do Brasil por possuirmos 
áreas com intensa radiação solar e com poucas nuvens na maior 
parte do ano. Disporúvel em: https:/!bit.ly/2kivGV9. 
Em alguns países o valor da tarifa varia durante as horas do 
dia, fato que teve origem na pior crise de ene:rgia enfrentado pela 
Califórnia. Um aplicativo igual aquele que monitora o valor que 
gastamos de Inte1net na nossa conta de celular é utilizado para 
que o consurrúdor possa decidir o melhor horário para utilizar 
aparelhos que consomem muita energia. Estabelecimentos 
____ 5_4___.;) ( Energias Renováveis
comerciais também usam este aplicativo para decidir sobre o melhor 
momento para acionar suas bombas hidráulicas por exemplo. 
Com isto o consumidor passará de mero usuário a 
protagonista no processo de geração e uso da energia elétrica. A 
desvantagem desta tecnologia é que ainda não existe um padrão 
bem definido para que as concessionárias possam responsabilizar 
ou executar serviços de manutenção na rede dentro da residência 
do consumidor ou em seu estabelecimento comercial. 
A vanguarda deste serviço será a união do fornecimento de 
energia com o acesso a Internet. A rede de energia poderá passar 
a utilizar o cabo para-raios para transmitir serviços de acesso a 
Internet por fibra óptica. Esta fibra seria lançada junto com o cabo 
para-raios e esse serviço de fornecimento de Internet seria uma 
fonte de renda extra para a concessionária assim como ele seria 
responsável pelo monitoramento da instalação do consumidor. 
A cidade de Búzios no município do Rio de Janeiro é a 
pioneira na implantação desta tecnologia e vem obtendo muito 
sucesso em se tornar uma cidade inteligente com todos os 
seus serviços, como trânsito, iluminação pública conectados e 
monitorados via Internet. 
Energias Renováveis) ( 55
-------
Vantagens e desvantagens da geração 
eólica e fotovoltaica 
O impacto ambiental causado pelas turbinas eólicas é 
pequeno quando comparado a hidroelétricas e tennoelétricas, 
mas existe. Os principais impactos são: ruído, interferência 
eletromagnética, colisão de pássaros e a limitação do uso do 
espaço ocupado.Os geradores eólicos produzem ruído ( especialmente nas 
pás), que aumenta de acordo com a velocidade do vento e são 
impossíveis de serem eliminados por completo. Esses ruídos se 
situam abaixo dos níveis que comprometem a saúde humana, 
geralmente na casa dos 60 dB. O ruído aerodinâmico tende a 
aumentar com a velocidade de rotação. 
Também pode ocorrer interferência eletromagnética 
se os geradores forem instalados em áreas próximas a torres 
de rádio, televisão. Se pessoas estiverem morando próximos 
aos geradores esta interferência também pode ser senti.da nos 
aparelhos domésticos. 
O principal problema enfrentado pelos aerogeradoes é o 
impacto que estas fazendas eólicas exercem sobre a população 
local de pássaros. Alguns ruídos emitidos por estas turbinas 
desorientam os pássaros fazendo com que os mesmos colidam 
com as pás. 
Alguns estudos também relacionam o movimento das pás 
a perda de cores pelos recifes de corais, quando os aerogeradores 
são instalados perto do mar. 
Finalmente, estas turbinas têm enfrentado alguma oposição 
quando são instaladas em áreas litorâneas que poderiam ser 
utilizadas para o turismo. 
Já os painéis fotovoltaicos apresentam um baixíssimo 
impacto ambiental durante sua vida útil. Seu principal impacto 
ambiental é durante a fabricação das pastilhas, pois alguns 
____ 5_6___.;) ( Energias Renováveis
métodos de fabricação de células fotovoltaicas utilizam materiais 
perigosos, como o seleneto de hidrogênio e solventes similares 
aqueles usados na produção de outros semicondutores. Os 
riscos podem ser reduzidos a níveis baixos se técnicas modernas 
minimização e reciclagem de sobras forem empregadas durante 
a fabricação. A destruição de módulos que contém cádmio ou 
outros metais pesados poderia criar danos ao meio ambiente, 
no entanto os módulos descartados podem ser reciclados, 
minimizando os problemas com o seu descarte. 
Vantagens da utilização dos painéis solares 
e da energia eólica 
As principais vantagens destas tecnologias são a sua 
utilização em áreas antes esquecidas, na sua maioria que não 
eram rentáveis economicamente, como os telhados das casas, 
os estacionamentos, a região semiárida, a região costeira, ou 
mesmo o mar. 
Atualmente as grandes fazendas de geração fotovoltaica 
possuem tecnologia que fazem com que suas placas acompanhem 
o movimento do sol, movimento esse inspirado no girassol. O
problema deste avanço tecnológica ainda é que esta maneira de
se instalar os painéis é muito mais cara que a convencional. A
instalação de painéis solares em estacionamentos ( área que não
era aproveita) traz a vantagem da sombra e de uma renda para
aquela área que antes só servia para guardar carros. Finalmente
existem alguns projetos de instalação de painéis solares em
comunidades de baixa renda que trazem uma fonte de renda
extra para seus moradores.
Energias Renováveis) ( 57 
------
Figura 08: Vista área de uma fazenda de painéis solares 
Fonte: Freepik 
A nova fronteira de instalação dos painéis solares agora 
são os rios utilizados como reservatórios de hidroelétricas. 
Pesquisas mostram que a instalação destes painéis na água 
aumenta o rendimento do mesmo devido a temperatura da água 
ser menor do que a do solo. Pesquisas envolvendo a CHESF 
(Companhia de Energia do Rio São Francisco) já mostram 
resultados promissores com o uso desta tecnologia. 
Figura 09: Nova fronteira de instalação de painéis solares - rios utilizados como 
reservatórios de hidroelétricas 
Fonte: Freepik 
____ 5_8___.;) ( Energias Renováveis
Quanto a energia eólica as inovações ocorrem na fabricação 
de pás que podem se mover em todas as direções. Estas turbinas 
aumentam a eficiência de geração de energia elétrica e também 
existem muitos projetos que combinam os dois tipos de geração 
de energia elétrica, ou seja, fazendas de painéis solares instaladas 
juntamente com aerogeradores. 
As principais vantagens destas fontes de energia é que elas 
são consideradas a que causam menores impactos ambientais 
e possuem uma longa vida útil. Com as mudanças climáticas, 
as hidroelétricas passaram também a não gerarem toda a sua 
capacidade produtiva devido a falta de água no seu reservatório 
e especialistas começaram a debater sobre o uso desta água. A 
água é de vital importância para a manutenção da vida e seu 
uso para abastecimento humano, de animais e para a produção 
de alimentos deve ser prioritário face a sua utilização para a 
geração de energia elétrica. 
Por esta razão estas energias renováveis vêm se expandindo, 
porque elas não competem com este líquido tão importante para 
a manutenção da vida humana. Mesmo as mudanças climáticas 
que têm alterado o clima no planeta são favoráveis a estas 
matrizes energéticas, porque o aquecimento global eleva a 
temperatura do planeta o que faz com que a geração fotovoltaica 
se beneficie assim como a geração eólica está se beneficiando 
das mudanças nos ventos. 
As empresas face a introdução das bandeiras tarifárias e a 
dificuldade de se prever o valor da conta de energia anualmente 
porque esta previsão é influenciada pelo índice de chuvas 
adotaram a energia solar ou eólica como uma estratégia para 
redução o custo da conta de eletricidade. Estas soluções têm sido 
utilizadas cada vez mais desde que a ANEEL institui o Mercado 
Atacadista de Energia. Este mercado é uma espécie de bolsa de 
valores, só que em vez de ações são negociados kWh (energia 
elétrica). Assim grandes consumidores podem produzir sua 
energia elétrica em um lugar e vender essa energia, abatendo 
Energias Renováveis) ( 59
-------
assim o valor utilizado por ele em outro local. Esses locais não 
precisam ficar no mesmo Estado, devido a operação desta bolsa 
de valores ser feita em todo o teITitório nacional. 
Alguns integrantes desse mercado têm conseguido tarifas 
muito vantajosas de fornecimento de energia elétrica ou a venda 
de sua geração em condições bem atraentes, ainda mais quando 
esta energia é excedente, ou seja, é uma. energia que não estava 
sendo prevista para ser gerada. Isto é válido quando as condições 
climáticas ajudam a geração de energia e o valor da velocidade do 
vento ou da radiação solar excede o previsto. Um exemplo de duas 
indústrias que utilizam este sistema pode ser visto no vídeo abaixo. 
Vídeo produzido pela GloboN ews de aproximadamente 23 
minutos no programa Cidade e Soluções mostrando duas empresas 
alimentadas por energia fotovoltaica e urna empresa por energia 
eólica, inclusive sendo com instalação de painel solar no Rio 
Grande do Sul - região que não possui um índice de radiação solar 
máximo como em outras regiões, por exemplo no Nordeste do país. 
Acesse no link https:/ /bit.ly/2mS6Flf 
_____ 6_o___,,) ( Energias Renováveis
Energias Renováveis) ( 61
.__ 
UNIDADE 
____ 6_2___.;) ( Energias Renováveis
#W 
INTRODUÇAO 
Nesta unidade vamos estudar outras fontes de energia 
que são inovadoras e objetos de inúmeras pesquisas: a 
geração geotérmica ( que usa os gases aquecidos do interior 
do nosso planeta), a geração a base das células a combustível, 
especialmente o hidrogênio ( o combustível que será usado em 
todos os nossos futuros carros elétricos) e a geração maremotriz 
(a geração de energia pela força das ondas do mar). Devido ao 
seu custo elevado comparado aos métodos tradicionais estas 
gerações não são comumente encontradas, mas seu potencial 
energético é quase infinito. A geração a célula de combustível 
tem sido intensamente estudada para que o carro elétrico se torna 
acessível fazendo com que possamos aposentar de vez o carro 
alimentado a combustíveis fósseis. Somente com uma drástica 
redução no uso das energias não renováveis poderia reduzir e 
desacelerar a evolução do aquecimento global, deixando assim 
um país melhor para as futuras gerações. Entendeu? Ao longo 
desta unidade letiva você vai mergulhar neste universo! 
Energias Renováveis) ( 63
-------
OBJETIVOS 
Olá. Seja muito bem-vindo à Unidade 3. Nosso objetivo 
é auxi.liru: