Unidade II CE 2018a

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Trade-off ou tradeoff é uma expressão que define uma situação em que 
há conflito de escolha. Ele se caracteriza em uma ação econômica que visa à 
resolução de problema mas acarreta outro, obrigando uma escolha. Ocorre quando 
se abre mão de algum bem ou serviço distinto para se obter outro bem ou serviço 
distinto.
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http://pt.wikipedia.org/wiki/Conflito
Não iremos discutir aspectos técnicos das diversas fontes de energias elétricas. 
Vamos focar nos aspectos econômicos, ambientais, sociais e regulamentares das 
diversas fontes de energia elétrica.
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Apesar de não se restringir a isso, a energia pode ser entendida como a capacidade 
de realizar trabalho, a capacidade de colocar as coisas em movimento, e movimento 
é algo fundamental no nosso dia-a-dia. As sociedades humanas dependem cada vez 
mais de um elevado consumo energético para sua subsistência. Para isso foram 
sendo desenvolvidos ao longo da história diversos processos de transformação, 
transporte e armazenamento de energia. Na realidade, em acordo com o expresso 
pela primeira lei da termodinâmica e pelos conceitos de energia interna e energia 
térmica, só existem, além da energia pura radiante, duas formas de energia 
armazenadas em um sistema: a potencial e a cinética. No cotidiano entretanto estas 
acabam recebendo nomes específicos que geralmente fazem referência explícita à 
natureza do sistema envolvido no armazenamento ou às plantas industriais onde 
estas são levadas à transformação. Assim tem-se a energia hidráulica como sinônimo 
de energia potencial gravitacional ou mesmo cinética armazenada nas águas de uma 
represa hidroelétrica, que conforme o nome diz, cuida da conversão de energia 
"hidráulica" em energia potencial elétrica; a energia nuclear para a energia potencial 
associada à interação nuclear forte, ou até mesmo, em senso comum, para a energia 
elétrica produzida em termoelétricas cujas fontes de energia térmica sejam reatores 
nucleares; a energia eólica associada à energia cinética de movimento das massas de 
ar (ventos); a energia solar associada à radiação eletromagnética com origem no Sol 
e energia geotérmica associada àenergia térmica do interior da terra.
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http://pt.wikipedia.org/wiki/Primeira_lei_da_termodin%C3%A2mica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_interna
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_t%C3%A9rmica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_hidr%C3%A1ulica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_nuclear
http://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_nuclear_forte
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_e%C3%B3lica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_solar
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_geot%C3%A9rmica
http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_t%C3%A9rmica
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A energia cinética é a energia que está relacionada com o estado de movimento de 
um corpo. Este tipo de energia é uma grandeza escalar que depende da massa e do 
módulo da velocidade do corpo em questão. Quanto maior o módulo da velocidade 
do corpo, maior é a energia cinética. Quando o corpo está em repouso, ou seja, o 
módulo da velocidade é nulo, a energia cinética é nula.
Um objeto de massa m que se move a uma velocidade de módulo v, possui uma 
energia cinética K que é expressa na mecânica clássica como:
K = (m.v2)/2
Exemplos de formas antigas de energia cinética:
• Moinhos;
• Navegação;
• Força físisa (humana, animal);
Exemplos de usos da energia cinética:
• Navegação;
• Moear graõs;
• Transportes;
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http://pt.wikipedia.org/wiki/Grandeza_escalar
http://pt.wikipedia.org/wiki/Massa
http://pt.wikipedia.org/wiki/Massa
http://pt.wikipedia.org/wiki/Velocidade
http://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica_cl%C3%A1ssica
Não se deve confundir energia térmica e temperatura, tão pouco deve-se pensar que 
temperatura é uma medida direta da energia térmica de um sistema, pois ela não o é. Ao 
passo que a energia térmica representa a quantidade total de energia cinética atrelada às 
partículas de um sistema clássico. 
O calor é a transferência de energia térmica que se dá entre dois sistemas devido 
exclusivamente à diferença de temperatura entre esses sistemas ou corpos.
A energia térmica e o calor medem-se em unidades de energia: o Joule no sistema SI, ou de 
forma alternativa a caloria, esta última certamente mais adequada à medida de calor e não 
da energia térmica propriamente dita.
A definição de caloria é a quantidade de calor (energia) necessária para elevar-se 1 grama de 
água de 14,5 graus Celsius (oC) para 15,5oC
Exemplos de formas antigas de energia térmica:
• Carvão 
• Carvão vegetal;
• Madeira;
• Esterco;
• Palha;
Exemplos de usos da energia térmica:
• Cozinhar;
• Produção de vidros;
• Produção de carvão vegetal;
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http://pt.wikipedia.org/wiki/Temperatura
http://pt.wikipedia.org/wiki/Joule
http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_SI
http://pt.wikipedia.org/wiki/Caloria
Observa-se no Brasil a substituição da lenha por outras fontes energéticas (derivados 
de petróleo e eletricidade).
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Observa-se no Brasil a substituição da lenha por outras fontes energéticas (derivados 
de petróleo e eletricidade).
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Observa-se no Brasil a substituição da lenha por outras fontes energéticas (derivados 
de petróleo e eletricidade).
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O Objetivo é discutir Fontes Alternativas e Renováveis de Energia Elétrica, porém, não 
pode-se esquecer que as fontes primárias de energia são as mesmas. Os derivados de 
petróleo (Gasolina, óleo diesel) podem ser tanto usados para o transporte (carros, 
caminhões, ônibus, trens, ...) como podem gerar energia elétrica através de Usinas 
Termoelétricas.
Do outro lado, do lado do consumo, também existem opções de fontes de energia. O 
transporte de grande escala pode ser realziados por ônibus (óleo diesel) ou com 
metrô (eletricidade). Um indústria pode usar geradores diesel em subsituição a 
energia elétrica no horário de ponta. Outro exemplo, é possível um consumidor 
residencial gerar sua energia (geração distribuída) ou substituir o chuveiro elétrico 
por um aquecimento solar.
No Brasil, além dessa competição entre energéticos a o caso da cana de açucar. 
Dependendo do preço do acuçar no mercado internacional, a produção de álcool 
para os véiculos pode aumentar (preços internacionais do açucar baixo) ou diminuir 
(preços internacionais do açucar elevados).
Assim é importante ter uma visão geral sobre a situação energética do Brasil e do 
Mundo ao se discutir fontes de energia elétrica.
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Fluxo Energético, retirado do Balanço Energético Nacional 2017 – ano base 2016, 
disponível em https://ben.epe.gov.br/
Tonelada equivalente de petróleo (tep): Unidade de energia.
A tep é utilizada na comparação do poder calorífero de diferentes formas de energia 
com o petróleo. Uma tep corresponde à energia que se pode obter a partir de uma 
tonelada de petróleo padrão.
1 tep = 11,63x103 kWh 
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Fluxo Energético, retirado do Balanço Energético Nacional 2017 – ano base 2016, 
disponível em https://ben.epe.gov.br/
Tonelada equivalente de petróleo (tep): Unidade de energia.
A tep é utilizada na comparação do poder calorífero de diferentes formas de energia 
com o petróleo. Uma tep corresponde à energia que se pode obter a partir de uma 
tonelada de petróleo padrão.
1 tep = 11,63x103 kWh 
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Observa-se que cada país possui uma realidade diferente. Enquanto que no Brasil a 
maior parte do consumo por Energia é atendida através de derivados de petroléo 
(oleo diesel, gasolina) e de Hidroeletricidade, em outros países como África do Sul, 
China e India a principal fonte de energia é o carvão.
Nos estados Unidos e na Alemanha além do petróleo e do carvão, existe também 
uma significativa participação do gás natural.
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Observa-se que cada país possui uma realidade diferente. Enquanto que no Brasil a 
maior parte do consumo por Energia é atendida através de derivados de petroléo 
(oleo diesel, gasolina) e de Hidroeletricidade, em outros países como África do Sul, 
China e India a principal fonte de energia é o carvão.
Nos estados Unidos e na Alemanha alémdo petróleo e do carvão, existe também 
uma significativa participação do gás natural.
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O gás não convencional pode ser considerado todo o gás natural cuja extração é mais 
complexa e menos atrativa economicamente, conceito que varia no tempo e de 
reservatório para reservatório. Atualmente, o termo se refere principalmente ao gás 
de xisto (gas-containing shales ou shale gas). Mas essencialmente existem diversas 
categorias de gás não convencional: alocado em reservatórios a grande profundidade 
(deep gas) ou em águas profundas (deep water); em formações pouco permeáveis 
(tight gas); gás de carvão (coalbed methane); gás de zonas geopressurizadas 
(geopressurized zones) e hidratos submarinos e árticos.
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Como referência vamos usar a classificação adotada pela Agência Nacional de Energia 
Elétrica – ANEEL no Atlas de Energia Elétrica do Brasil – 3º Edição.
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O carvão mineral, de origem fóssil, foi uma das primeiras fontes de energia utilizadas 
em larga escala pelo homem. Sua aplicação na geração de vapor para movimentar as 
máquinas foi um dos pilares da Primeira Revolução Industrial, iniciada na Inglaterra 
no século XVIII. Já no fim do século XIX, o vapor foi aproveitado na produção de 
energia elétrica. Ao longo do tempo, contudo, o carvão perdeu espaço na matriz 
energética mundial para o petróleo e o gás natural, com o desenvolvimento dos 
motores a explosão.
Existem dois tipos básicos de carvão na natureza: vegetal e mineral. O vegetal é 
obtido a partir da carbonização da lenha.
O mineral é formado pela decomposição da matéria orgânica (como restos de árvores 
e plantas) durante milhões de anos, sob determinadas condições de temperatura e 
pressão.
É composto por átomos de carbono, oxigênio, nitrogênio, enxofre, associados a 
outros elementos rochosos (como arenito, siltito, folhelhos e diamictitos) e minerais, 
como a pirita.
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Como mostra a Figura 53% das reservas mundiais de carvão mineral são compostas 
por carvão com alto teor de carbono (hulha) e 47% com baixo teor de carbono. A 
produção e o consumo mundial concentram-se nas categorias intermediárias: os 
carvões tipos betuminoso/sub-betuminoso e linhito. 
O primeiro, de maior valor térmico, é comercializado no mercado internacional. O 
segundo é utilizado na geração termelétrica local.
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O carvão é o combustível fóssil com a maior disponibilidade do mundo. As reservas 
totalizam 847,5 bilhões de toneladas, quantidade suficiente para atender a produção 
atual por 130 anos.
Além disso, ao contrário do que ocorre com petróleo e gás natural, elas não estão 
concentradas em poucas regiões. As reservas estão bem distribuídas pelos
continentes, com ênfase maior no hemisfério norte. Na verdade, são encontradas em 
quantidades expressivas em 75 países, sendo que três deles – Estados Unidos 
(28,6%), Rússia (18,5%) e China (13,5%) – concentram mais de 60% do volume total.
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O gás natural transformou-se de sapo em príncipe na matriz energética mundial. No 
século XIX, nos Estados Unidos, era considerado um estorvo ao ser encontrado junto 
com o petróleo, pois exigia uma série de procedimentos de segurança que 
encareciam e complicavam as atividades de prospecção. No século XX, a partir dos 
anos 80, o consumo entrou em franca expansão e o gás natural transformou-se na 
fonte de energia de origem fóssil a registrar maior crescimento no mundo.
No Brasil, a evolução no mesmo período foi ainda mais expressiva: 5650%, ao passar 
de 0,2 bilhões de m3 para 11,3 bilhões de m3, como registra o estudo BP Statistical 
Review of World Energy 2008. Ainda assim, a participação atual, de 9,3%, coloca o 
gás natural na quinta posição na matriz energética nacional.
Superado por lenha e carvão vegetal; energia hidráulica e eletricidade; produtos da 
cana-de-açúcar e petróleo e derivados. 
Na produção de energia elétrica, a participação é de 3,3%. 
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No Brasil, o gás natural é encontrado, em geral, associado ao petróleo. Tanto que a 
maior parte das reservas localiza-se no mar e não em terra, principalmente no litoral 
do Rio de Janeiro e Espírito Santo.
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No Brasil, as termelétricas movidas a derivados de petróleo são utilizados 
principalmente em usinas termelétricas complementares (acionadas em horários de 
pico ou em quadros de interrupção no fornecimento) àquelas movidas por outras 
fontes. Ou, então, para fornecer energia a sistemas isolados ou em áreas remotas.
Por isso, sua participação na matriz da energia elétrica é pequena. Essas unidades 
responderam,
As usinas abastecidas por óleo diesel estão instaladas principalmente na região Norte 
para atender os Sistemas Isolados – que ainda não são conectados ao Sistema 
Interligado Nacional (SIN), rede composta por linhas de transmissão e usinas que 
operam de forma integrada e que abrange a maior parte do território do país. 
Os custos do óleo utilizado são repassados a todos os consumidores de energia 
elétrica do país por meio do encargo Conta de Consumo de Combustíveis (CCC) 
Embutido na tarifa final.
A maior parte das demais usinas opera com óleo combustível ou gás de refinaria e 
está distribuída por todo o território nacional, com ênfase para a região Sudeste. 
Todas são complementares ao sistema hidrelétrico. Ou seja, são colocadas em 
operação para garantir o atendimento em momentos de pico de demanda ou para 
complementar a oferta proveniente das hidrelétricas em períodos de estiagem.
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No Brasil, as termelétricas movidas a derivados de petróleo são utilizados 
principalmente em usinas termelétricas complementares (acionadas em horários de 
pico ou em quadros de interrupção no fornecimento) àquelas movidas por outras 
fontes. Ou, então, para fornecer energia a sistemas isolados ou em áreas remotas.
Por isso, sua participação na matriz da energia elétrica é pequena. Essas unidades 
responderam,
As usinas abastecidas por óleo diesel estão instaladas principalmente na região Norte 
para atender os Sistemas Isolados – que ainda não são conectados ao Sistema 
Interligado Nacional (SIN), rede composta por linhas de transmissão e usinas que 
operam de forma integrada e que abrange a maior parte do território do país. 
Os custos do óleo utilizado são repassados a todos os consumidores de energia 
elétrica do país por meio do encargo Conta de Consumo de Combustíveis (CCC) 
Embutido na tarifa final.
A maior parte das demais usinas opera com óleo combustível ou gás de refinaria e 
está distribuída por todo o território nacional, com ênfase para a região Sudeste. 
Todas são complementares ao sistema hidrelétrico. Ou seja, são colocadas em 
operação para garantir o atendimento em momentos de pico de demanda ou para 
complementar a oferta proveniente das hidrelétricas em períodos de estiagem.
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A energia nuclear, também chamada atômica, é obtida a partir da fissão do núcleo do 
átomo de urânio enriquecido, liberando uma grande quantidade de energia. A 
energia nuclear mantém unidas as partículas do núcleo de um átomo. A divisão desse 
núcleo em duas partes provoca a liberação de grande quantidade de energia.
Atualmente os Estados Unidos lideram a produção de energia nuclear, porém os 
países mais dependentes da energia nuclear são França, Suécia, Finlândia e Bélgica. 
Na França, cerca de 80% de sua eletricidade é oriunda de centrais atômicas.
No fim da década de 1960, o governo brasileiro começou a desenvolver o Programa 
Nuclear Brasileiro, destinado a implantar no país a produção de energia atômica. O 
país possui a central nuclear Almirante Álvaro Alberto, constituída por três unidades 
(Angra 1, Angra 2, e Angra 3). Está instalada no município de Angra dos Reis, no 
estado do Rio de Janeiro. 
Essa fonte energética é responsável por muita polêmica e desconfiança: a falta de 
segurança, a destinação do lixo atômico, além da possibilidadede acontecerem 
acidentes nas usinas, geram a reprovação da utilização da energia nuclear por grande 
parte da população.
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A matéria-prima para a produção da energia nuclear é o minério de urânio, um metal 
pouco menos duro que o aço, encontrado em estado natural nas rochas da crosta 
terrestre. Desse minério é extraído o átomo de urânio utilizado na geração nuclear.
Em 2007 essas reservas totalizaram 4,6 milhões de toneladas distribuídas por 14 
países, com destaque para a Austrália, Cazaquistão e Canadá que, juntos,
respondem por mais de 50% do volume total.
No Brasil, apenas 25% do território foi prospectado em busca do minério. Ainda 
assim, o país ocupa o 7o lugar do ranking, com 278,7 mil toneladas em reservas 
conhecidas e correspondentes a cerca de 6% do volume total mundial. 
As jazidas estão localizadas principalmente na Bahia, Ceará, Paraná e Minas Gerais, 
conforme informações da Indústrias Nucleares do Brasil (INB). A principal delas, em 
Caetité, Bahia, possui 100 mil toneladas, volume suficiente para abastecer o 
complexo nuclear de Angra I, II e III por 100 anos.
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Em todo o mundo, o Brasil é o país com maior potencial hidrelétrico: um total de 260 
mil MW, segundo o Plano 2015 da Eletrobrás, último inventário produzido no país em 
1992. Destes, pouco mais de 30% se transformaram em usinas construídas ou 
outorgadas. De acordo com o Plano Nacional de Energia 2030, o potencial a 
aproveitar é de cerca de 126.000 MW. Desse total, mais de 70% estão nas bacias do 
Amazonas e do Tocantins/Araguaia.
A concentração das duas regiões não se relaciona apenas com a topografia do país. 
Tem a ver, também, com a forma como o parque hidrelétrico se desenvolveu. A 
primeira hidrelétrica de maior porte começou a ser construída no Nordeste (Paulo 
Afonso I, com potência de 180 MW), pela Companhia Hidrelétrica do S. Francisco
(Chesf). As demais, erguidas ao longo dos 60 anos seguintes, concentraram-se nas 
regiões Sul, Sudeste e Nordeste (com o aproveitamento integral do rio São Francisco). 
No Norte foram construídas Tucuruí, no Pará, e Balbina, no Amazonas. Mas apenas 
nos anos 90 a região começou a ser explorada com maior intensidade, com a 
construção da Usina Serra da Mesa (GO), no rio Tocantins.
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A Bioenergia é a segunda fonte mais importante na oferta primária de energia no 
Brasil, ficando atrás apenas dos Petróleo e Derivados.
Contudo na oferta de energia elétrica, mesmo mantendo a segunda posição, sua 
participação ainda é pequena.
A utilização da biomassa como fonte de energia elétrica tem sido crescente no Brasil, 
principalmente em sistemas de cogeração
(pela qual é possível obter energia térmica e elétrica) dos setores industrial e de 
serviços. 
Em 2007, ela foi responsável pela oferta de 18 TWh (terawatts-hora), segundo o 
Balanço Energético Nacional (BEN) de 2008. Este volume
foi 21% superior ao de 2006 e, ao corresponder a 3,7% da oferta total de energia 
elétrica, obteve a segunda posição na matriz da eletricidade nacional. Na relação das 
fontes internas, a biomassa só foi superada pela hidroeletricidade, com participação 
de 85,4% (incluindo importação).
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De acordo com o ABEEOLICA (Associação Brasileira de Energia Eólica), a curva da 
capacidade instalada da fonte eólica demostra o crescimento virtuoso da fonte no 
decorrer dos anos. A composição dos dados é feita através da consolidação das 
capacidades contratadas nos ambientes de contratação livre e regulado, ACL e ACR, 
respectivamente. Ao final de 2019 serão 16,2 GW instalados em território brasileiro. 
O ano de 2014 finalizou com 5.938,5 MW instalados contra os 5.986,0 MW previstos, 
apenas 0,8% abaixo do valor indicado no Boletim de Dados Dez. 2014. 
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https://globoplay.globo.com/v/6247248/
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Uma turbina eólica capta uma parte da energia cinética do vento que passa através 
da área varrida pelo rotor e a transforma em energia elétrica. A potência elétrica é 
função do cubo da velocidade de vento.
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Uma turbina eólica capta uma parte da energia cinética do vento que passa através 
da área varrida pelo rotor e a transforma em energia elétrica. A potência elétrica é 
função do cubo da velocidade de vento.
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http://g1.globo.com/jornal-nacional/noticia/2017/11/piaui-tem-o-maior-parque-de-
energia-solar-em-operacao-na-america-do-sul.html
292 MW – Parque solar Nova Olinda
LER 2015
Inicio operação 09/12/2017
Em operação – 180 MW
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O QUE SÃO AS REDES INTELIGENTES DE ENERGIA?
As redes inteligentes de energia, ou do inglês smart grid, são uma nova arquitetura de 
distribuição de energia elétrica, mais segura e inteligente, que integra e possibilita ações a 
todos os usuários a ela conectados.
Nesse conceito, o fluxo de energia elétrica e de informações se dá de forma bidirecional. 
Assim, a energia tradicionalmente gerada, transmitida e distribuída de forma radial a partir 
de instalações das concessionárias poderá, também, ser gerada e integrada às redes elétricas 
a partir de unidades consumidoras. Cria-se, então, a figura do prosumidor, aquele que é 
produtor e consumidor, que produz e que fornece energia à rede.
Sensores instalados nas redes elétricas enviam dados relativos ao consumo de energia 
diretamente da unidade consumidora para a distribuidora. Esses sensores passarão a 
alimentar os sistemas comerciais e técnicos da distribuidora, possibilitando o planejamento 
mais efetivo e eficiente da rede. Além disso, a rede é preparada para reduzir ao máximo a 
ocorrências e a duração de falta de energia.
Os consumidores receberão medidores inteligentes que interagem com a concessionária em 
tempo real, permitindo que acompanhem de perto, ou pela Internet, como a energia é 
utilizada em casa. Além disso, poderão abastecer seus carros elétricos com energia. 
Essas possibilidades de consumo mais econômico e consciente da energia elétrica 
contribuem também para a redução das emissões de gases de efeito estufa do sistema 
elétrico brasileiro.
Fonte: http://www.cemig.com.br/pt-
br/A_Cemig_e_o_Futuro/sustentabilidade/nossos_programas/Redes_Inteligentes/Paginas/as
_redes_inteligentes.aspx 
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Disciplina espécifica sobre o tema: Energia Solar, Energia Eólica e Cogeração
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Disciplina espécifica sobre o tema: Energia Solar, Energia Eólica e Cogeração
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