Fisica fase 3 OFFGRID

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CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
 PROJETO: FUNDAMENTOS DE ENGENHARIA – FÍSICA I
 NOME: Joana Corrêa
 
Relatório parcial que apresente a matriz de fontes de geração de energia elétrica a nível Mundial e Nacional.
O projeto é uma apresentação sobre o âmbito da utilização da energia elétrica nacional e internacional, constituindo dados sobre oferta e demanda, inclusivamente sobre as principais fontes envolvidas na matriz elétrica do país. O motivo da alta da energia elétrica é a maior crise hídrica que o país enfrenta desde 1930. Com a diminuição das chuvas, o nível dos reservatórios das hidrelétricas que produzem a energia que abastece o país está baixo, sendo necessário complementar a oferta com a produção termelétrica, fazendo aumentar o custo de geração que é passado ao consumidor. Também veremos o potencial de geração das principais fontes de energia renováveis no país, com análise de custos de instalação, incentivos existentes para o crescimento dessas fontes e discussões a respeito da necessidade da adesão efetiva delas na matriz elétrica nacional, visando atender todas as demandas. Visando o alto potencial energético através de fontes renováveis e se baseando em experiencias internacionais, o trabalho contribui na sugestão de medidas para a ampliação da utilização de energia eólica, solar e outras na geração de energia elétrica, fator considerado essencial para o crescimento sustentável e econômico do país.
OBJETIVO 
Tem como objetivo distinguir o perfil das matrizes energética e elétrica brasileiras em comparação com o cenário mundial, relacionando as principais fontes e suas vantagens e desvantagens históricas (levando em consideração dados dos últimos 10 anos). O potencial energético e elétrico brasileiro é fantástico, sendo considerado como uma grande vocação para a energia renovável, pois o potencial energético do Brasil tem uma fonte de biomassa muito grande que é o álcool. Enquanto no potencial elétrico, além do maior potencial hídrico, tem também o maior potencial mundial para energia eólica e solar. Contudo, para explorar todo esse potencial é necessário um grande investimento em infraestrutura e o Brasil não possui este recurso. E, mesmo sendo renovável, não devemos esquecer que o impacto ambiental existe e caso o projeto não seja adequado, pode inclusive potencializar a agressão ao meio ambiente.
•	Indicar quais as fontes da matriz energética para geração de energia elétrica, a nível Mundial
O mundo possui uma matriz energética composta, principalmente, por fontes não renováveis, como o carvão, petróleo e gás natural: 
 
 
Matriz Energética Mundial 2020
Fontes renováveis como solar, eólica e geotérmica, por exemplo, juntas correspondem a apenas 2,5% da matriz energética mundial, assinaladas como “Outros” no gráfico. Somando à participa-ção da energia hidráulica e da biomassa, as renováveis totalizam aproximadamente 15%.
A matriz energética do Brasil é muito diferente da mundial. Por aqui, usamos mais fontes renová-veis que no resto do mundo. Somando lenha e carvão vegetal, hidráulica, derivados de cana, eólica e solar e outras renováveis, nossas renováveis totalizam 47,4%, quase metade da nossa matriz energética: 
 
 Matriz Energética Brasileira 2022
Comparando o consumo de energia proveniente de fontes renováveis e não renováveis no Brasil e no mundo para o ano de 2020:
 
Percebemos pelo gráfico que a matriz energética brasileira é mais renovável do que a mundial. Essa característica da nossa matriz é muito importante. As fontes não renováveis de energia são as maiores responsáveis pela emissão de gases de efeito estufa (GEE). Como consumimos mais energia das fontes renováveis que em outros países, dividindo a emissão de gases de efeito estufa pelo número total de habitantes no Brasil, veremos que nosso país emite menos GEE por habitan-te que a maioria dos outros países.
•	Indicar quais as fontes da matriz energética para geração de energia elétrica, a nível Nacional
A matriz energética brasileira é composta por 44,8% de fontes renováveis de energia, de acordo com a Empresa de Pesquisa Energética (EPE), o que faz dela uma das mais limpas do mundo. Uma dessas fontes renováveis é a água, empregada na geração de energia hidrelétrica. Enquanto a energia hidráulica representa 11% da matriz energética brasileira, a água responde por 56,8% da eletricidade que é gerada no Brasil, sendo, portanto, a principal fonte de energia elétrica do país. A despeito da queda observada entre 2020 e 2021 (explicada por fatores como a escassez hídrica no país), a biomassa e outros elementos derivados da cana-de-açúcar representam a principal fonte de energia renovável no Brasil, respondendo por 16,4% da matriz energética nacional. No caso do etanol, um dos elementos derivados da cana-de-açúcar, sua principal utilização é como combustível no setor de transportes. Lenha, carvão vegetal e outras fontes completam o quadro de recursos renováveis da matriz energética brasileira. O conjunto descrito como “outras fontes renováveis” pela EPE inclui fontes de energia que têm crescido nos últimos anos no Brasil, como a energia eólica e a energia solar. Integram esse grupo também a lixívia (ou licor negro) — líquido resultante do processamento de papel e celulose —, o biodiesel e o biogás. Apesar do uso crescente de energia renovável, as fontes não renováveis são predominantes na matriz energética brasileira. O relatório mais recente da EPE indica que esse tipo de fonte representa 55,2% da matriz energética do país, com maior participação dos combustíveis fósseis. Somente o petróleo responde por 34,4% da energia consumida no Brasil, seguido do gás natural (13,3%) e do carvão mineral (5,6%). Além desses, o urânio também faz parte da matriz brasileira, sendo utilizado na geração de energia nuclear.
•	Indicar qual a ordem de grandeza da geração energética diária, mensal ou anual, a nível Mundial e Nacional. 
 
Segundo a IEA (Agência Internacional de Energia, em inglês), o mundo tem uma geração de energia elétrica próxima de 25.721 TWh (terawatt por hora), 617,304 TWh (terawatt por dia), 18.776,33 TWh (terawatt por mês) e 225.315,96 TWh (terawatt por ano).
Referências: 
( https://www.epe.gov.br/pt/abcdenergia/matriz-energetica-e-eletrica
https://brasilescola.uol.com.br/brasil/matriz-energetica-brasileira.htm
https://novaescola.org.br/planos-de-aula/fundamental/8ano/ciencias/matrizes-energetica-e-eletrica-brasileiras-e-mundiais/2466 )
Relatório Parcial: Vantagens e Desvantagens dos Sistemas Centralizados e Descentralizados de Geração e Distribuição de Energia.
Introdução/ objetivo:
Os sistemas de geração e distribuição de energia desempenham um papel crucial na infraestrutura de uma sociedade moderna. Duas abordagens predominantes para essa função são os sistemas centralizados e descentralizados. Este relatório apresenta uma análise parcial das vantagens e desvantagens associadas a ambas as abordagens.
Sistemas Centralizados e suas vantagens:
Eficiência Econômica: Os sistemas centralizados podem ser mais eficientes em termos econômicos, pois permitem a construção de instalações de grande escala, reduzindo os custos de produção por unidade de energia.
Manutenção Simplificada: A centralização facilita a manutenção, uma vez que as operações e reparos podem ser concentrados em locais específicos, otimizando os recursos e o tempo.
Controle Operacional: A gestão centralizada oferece um controle mais preciso sobre a produção e distribuição de energia, permitindo ajustes rápidos em resposta à demanda.
Desvantagens:
Perdas na Transmissão: Grandes distâncias entre a central de geração e os consumidores podem resultar em perdas significativas durante a transmissão da energia.
Vulnerabilidade a Falhas: Um ponto centralizado é mais suscetível a falhas críticas, como apagões, que podem afetar vastas áreas.
Impacto Ambiental: Grandes centrais de geração tendem a ter um impacto ambiental mais significativo, especialmente em termos de emissões e uso da terra.
Considerações dos sistemas centralizados:
Apesardas desvantagens, avanços tecnológicos podem permitir a implementação de sistemas centralizados mais eficientes e ambientalmente sustentáveis, incorporando tecnologias de captura de carbono e otimização na transmissão de energia. Em resumo, os sistemas centralizados desempenham um papel fundamental na matriz energética global, mas é essencial equilibrar as vantagens com uma abordagem consciente em relação aos impactos sociais e ambientais. Um exemplo clássico de sistema centralizado é uma usina termelétrica ou uma usina hidrelétrica de grande porte, que centraliza a geração em um único local para atender a uma ampla área geográfica.
Sistemas Descentralizados a nível local e suas vantagens:
Resiliência: A distribuição localizada oferece maior resiliência a falhas, pois um problema em uma área não afeta necessariamente outras.
Integração com Fontes Renováveis: Facilita a integração de fontes renováveis, como solar e eólica, em uma escala menor, promovendo a sustentabilidade.
Redução de Perdas de Transmissão: A proximidade entre a geração e os consumidores reduz as perdas durante a transmissão de energia.
Desvantagens:
Custos Iniciais Elevados: A implementação de sistemas descentralizados pode exigir investimentos iniciais mais altos, especialmente em comunidades menos desenvolvidas.
Complexidade de Controle: A gestão descentralizada pode ser mais complexa, requerendo tecnologias avançadas para monitoramento e controle eficientes.
Limitações na Escala: A geração local pode enfrentar limitações na escala, tornando-se desafiador atender a grandes centros urbanos.
Considerações dos sistemas descentralizados:
O avanço das tecnologias de armazenamento de energia e redes inteligentes pode superar algumas das desvantagens dos sistemas descentralizados, permitindo uma gestão eficiente e uma maior integração de fontes renováveis. Em síntese, os sistemas descentralizados oferecem benefícios significativos, especialmente em termos de resiliência e sustentabilidade, mas é crucial abordar desafios como custos iniciais e complexidade de controle para garantir uma transição suave para essas soluções. Um exemplo de sistema descentralizado é uma rede de painéis solares em telhados residenciais que gera energia localmente, reduzindo a dependência de grandes centrais de geração.
Conclusão Parcial:
Ambas as abordagens apresentam vantagens e desvantagens, e a escolha entre sistemas centralizados e descentralizados deve considerar as necessidades específicas de cada região. A busca por soluções híbridas que combinem o melhor de ambos os mundos pode ser uma estratégia promissora para o futuro do setor de energia.
Referências:
 
SEARS, F.; YOUNG, H. D.; ZEMANSKY, M.W.; FÍSICA I: MECÂNICA, 14ª ed., Ed. Pearson.
SALES, G.L..; MAIA, M.C.; FÍSICA BASICA I: LICENCIATURA EM MATEMÁTICA; Ed. UAB/IFCE, 2011. E-book: https://educapes.capes.gov.br/bitstream/capes/429546/2/Fisica%20Basica%201-livro.pdf
Indicar forma de criar sistema de geração descentralizada, a nível local, no bairro Fragoso, em Miguel Pereira.
Para criar um sistema de geração descentralizada a nível local no bairro Fragoso, em Miguel Pereira, é importante considerar várias etapas e opções.
 Aqui estão algumas sugestões:
Avaliação da Viabilidade: Inicie realizando uma análise da viabilidade técnica, econômica e ambiental para determinar quais fontes de energia renovável são mais adequadas para a região. Isso pode incluir energia solar, eólica, biomassa ou hidrelétrica, dependendo das características locais.
Energia Solar: Miguel Pereira, assim como muitas regiões do Brasil, possui um bom potencial para energia solar devido ao seu clima ensolarado. Considere a instalação de painéis solares em telhados de residências, prédios públicos e áreas comunitárias para gerar eletricidade localmente.
Energia Eólica: Se houver condições favoráveis, como ventos consistentes e fortes, a energia eólica também pode ser uma opção viável. Pequenos aerogeradores podem ser instalados em terrenos abertos ou em áreas rurais próximas ao bairro Fragoso.
Micro hidrelétricas: Se houver rios ou córregos na região, a instalação de micro hidrelétricas pode ser uma opção. Isso envolve a construção de pequenas barragens ou turbinas em cursos d'água para gerar eletricidade de forma sustentável.
Incentivos e Parcerias: Procure por programas de incentivo do governo, subsídios ou financiamentos para projetos de energia renovável. Além disso, estabeleça parcerias com instituições locais, ONGs ou empresas privadas que tenham interesse em investir em energia limpa.
Educação e Engajamento Comunitário: Envolver a comunidade local desde o início do processo é fundamental. Realize campanhas de conscientização sobre os benefícios da geração descentralizada de energia, promova workshops e capacitações sobre conservação de energia e instalação de sistemas renováveis.
Monitoramento e Manutenção: Após a instalação do sistema de geração descentralizada, é importante implementar um plano de monitoramento e manutenção regular para garantir o funcionamento adequado e a eficiência ao longo do tempo.
Ao seguir essas etapas e considerar as opções de energia renovável disponíveis, é possível criar um sistema de geração descentralizada eficiente e sustentável no bairro Fragoso, contribuindo para a redução da dependência de fontes de energia não renováveis e para o desenvolvimento sustentável da comunidade local.
Referências:
https://blog.esferaenergia.com.br/fontes-de-energia/energia-descentralizada
https://www.ecycle.com.br/geracao-distribuida/
https://pt.wikipedia.org/wiki/Miguel_Pereira
Relatório: Adaptação da Matriz Energética para Sistemas Off-grid em Nível Residencial
Introdução:
Com o crescente interesse em fontes de energia renovável e a busca por soluções mais sustentáveis e autossuficientes, a implementação de sistemas off-grid em nível residencial tem se tornado uma opção viável. Este relatório descreve como é possível adaptar a matriz energética atualmente utilizada para geração de energia elétrica aos sistemas off-grid em nível residencial, explorando as principais tecnologias e considerações envolvidas.
1. Análise da Matriz Energética Atual:
Antes de considerar a transição para sistemas off-grid, é essencial realizar uma análise detalhada da matriz energética atualmente utilizada na região residencial. Isso inclui a fonte de energia predominante, a demanda de energia dos consumidores e os custos associados à infraestrutura de geração, transmissão e distribuição.
2. Identificação de Fontes de Energia Renovável:
Uma vez compreendida a matriz energética atual, é possível identificar as fontes de energia renovável disponíveis na região. Isso pode incluir energia solar, eólica, hidrelétrica de pequena escala, biomassa ou uma combinação dessas fontes, dependendo das características locais.
3. Dimensionamento do Sistema Off-grid:
O próximo passo é dimensionar o sistema off-grid de acordo com a demanda de energia dos consumidores e a disponibilidade das fontes de energia renovável identificadas. Isso envolve a determinação da capacidade dos painéis solares, turbinas eólicas, baterias de armazenamento, entre outros componentes do sistema.
4. Implementação da Infraestrutura:
Com o dimensionamento concluído, a infraestrutura necessária pode ser implementada. Isso inclui a instalação de painéis solares nos telhados das residências, turbinas eólicas em locais estratégicos, baterias de armazenamento para fornecer energia durante períodos de baixa geração e sistemas de controle e monitoramento.
5. Monitoramento e Manutenção:
Após a implementação, é importante estabelecer um plano de monitoramento e manutenção regular para garantir o funcionamento adequado do sistema off-grid. Isso pode envolver a verificação periódica dos painéis solares, a manutenção das turbinas eólicas, o monitoramento do estado de carga das baterias, entre outras atividades.
6. Educação e Engajamento Comunitário:
Para garantir o sucesso da transição para sistemas off-grid, é fundamental envolvera comunidade local desde o início do processo. Isso pode incluir campanhas de conscientização sobre os benefícios da energia renovável, workshops educacionais sobre a operação e manutenção dos sistemas off-grid e o estabelecimento de programas de incentivo.
Conclusão:
A adaptação da matriz energética atualmente utilizada para geração de energia elétrica aos sistemas off-grid em nível residencial oferece uma oportunidade única para promover a sustentabilidade e a autossuficiência energética. Com uma abordagem cuidadosa e a implementação das tecnologias adequadas, é possivel criar comunidades resilientes e ambientalmente conscientes.
Este relatório fornece uma visão geral dos passos envolvidos na adaptação da matriz energética para sistemas off-grid em nível residencial, destacando a importância da análise prévia, da escolha de fontes de energia renovável adequadas, do dimensionamento correto do sistema e do engajamento comunitário. Com um planejamento adequado e o apoio das partes interessadas, a transição para sistemas off-grid pode ser bem-sucedida e beneficiar tanto os consumidores quanto o meio ambiente.
Referências:
https://www.gov.br/pt-br/noticias/energia-minerais-e-combustiveis/2021/08/entenda-como-a-matriz-eletrica-brasileira-esta-mudando
https://ecomenergia.com.br/blog/matriz-energetica-mundial-e-brasileira-potenciais-de-geracao-de-energia-renovavel/
https://www.gesel.ie.ufrj.br/app/webroot/files/publications/01_reltec2.pdf
Considerações Finais:
A matriz de fontes de geração de energia elétrica a nível mundial e nacional está passando por uma transformação significativa, com uma crescente ênfase em energias renováveis e uma busca por soluções mais sustentáveis e resilientes. A diversificação da matriz energética, a integração eficiente de energias renováveis e a mitigação dos impactos ambientais são elementos-chave para garantir um futuro energético mais seguro, limpo e acessível.