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UNIVERSIDADE PAULISTA-UNIP CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA BASICA ENERGIA SOLAR MANAUS – AM 2018 UNIVERSIDADE PAULISTA-UNIP CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA BASICA JULIO HENRIQUE SOUSA DE LIMA Trabalho apresentado ao curso de Engenharia basica, como parte dos requisitos de nota para o 1º(primeiro) período. professora: Larissa Romao turma: EB1R34 RA: D7555D3 MANAUS – AM 2018 INTRODUÇÃO No assunto a seguir apresentará sobre o energia solar, como funcionar?, tipos de catalisação de energia solar? e como funciona a conversão para a energia que usamos?, e qual gera melhor beneficio financeiro e ambiental? esse tipo de energia é viável a localização do nosso pais o mapa global? Perguntas assim são completamente normais devido ao pouco investimento de nosso pais nesse tipo de tecnologia, sendo assim, o este trabalho tem a função de tirar quaisquer duvidas do leitor. ENERGIA SOLAR Historia da energia solar: A energia solar remonta os primórdios onde a luz solar era fonte de energia para fazer fogo e aquecer casas e água. Já em épocas mais a frente, mais precisamente no século XIX, o físico francês Alexandre Edmond Becquerel observou pela primeira vez o efeito fotovoltaico, quando realizava algumas experiências com eletrodos. Alexandre Edmond foi quem criou a energia solar no ano de 1839. No inicio da história da energia solar, quando foi descoberta e por longas décadas, a energia solar foi vista como uma tecnologia futurista, cujo uso se restringiria exclusivamente aos cientistas e suas pesquisas. Por possuir um alto custo inicial, acreditava-se que a energia proveniente dos raios solares não chegaria a ser utilizada de maneira geral. Entretanto, ocorreram muitos avanços fotovoltaicos que não só fizeram Albert Einstein ganhar seu primeiro Prêmio Nobel, no ano de 1923, como também foram responsáveis pela concretização da energia solar como uma maneira real de produzir energia limpa. Certamente uma passagem muito importante na história da energia solar. Durante a era moderna da história da energia solar, que teve início em 1954, Calvin Fuller, um químico dos Bell Laboratories nos Estados Unidos desenvolveu o processo de dopagem do silício. Fuller partilhou a sua descoberta com o físico Gerald Pearson que melhorou o experimento. Pearson descobriu que a amostra exibia um comportamento fotovoltaico e partilhou a descoberta com Daryl Chapin. As primeiras células fotovoltaicas produzidas tinham alguns problemas técnicos que foram superados pela química quando Fuller dopou silício com arsênio e depois com boro, obtendo células que exibiam eficiências recorde. A primeira célula solar foi formalmente apresentada numa reunião anual da National Academy of Sciences, em Washington, e anunciada numa coletiva de imprensa no dia 25 de Abril de 1954. Em nossos dias, principalmente nos últimos anos, as vantagens econômicas envolvendo a energia solar passaram a ter muito peso, além dos benefícios ao ambiente. O mercado de energia proveniente do sol também sofreu grandes quedas de preço de equipamentos, o que resultou em acessibilidade na instalação de sistemas solares pela população. Com certeza, esses avanços foram muito além do que Alexandre Edmond, quem criou a energia solar, imaginou enquanto realizava seus primeiros experimentos com eletrodos. Ainda não vivemos no ápice da história da energia solar, porém, os sistemas solares fotovoltaicos oferecem diversas vantagens e representam uma excelente alternativa para a geração de energia em diversos lugares, como comunidades isoladas que, muitas vezes ainda utilizam o diesel, combustível extremamente poluente, como fonte de energia ou até mesmo vivem no escuro. O Que É Energia Solar? Energia solar é a energia proveniente da luz e do calor do Sol que é aproveitada e utilizada por meio de diferentes tecnologias, principalmente como o aquecimento solar, energia solar fotovoltaica, energia heliotérmica e arquitetura solar. A energia solar é considerada uma fonte de energia renovável e sustentável. Definição de Energia Solar Energia solar é a energia proveniente da luz e do calor do Sol que é aproveitada e utilizada por meio de diferentes tecnologias, principalmente como o aquecimento solar, energia solar fotovoltaica, energia heliotérmica e arquitetura solar. A energia solar é considerada uma fonte de energia renovável e sustentável. O Potencial da Energia Solar A energia solar é considerada como inesgotável do ponto de vista humano. O potencial de energia solar é excepcional em comparação com todas as outras fontes de energia. Veja abaixo o potencial da energia solar em comparação com as outras fontes de energia. Ao lado direito da figura observamos o potencial total das fontes de energia não renováveis, ou seja, que provavelmente irão se esgotar algum dia, ao lado esquerdo vemos o potencial anual das energias alternativas que consideramos renováveis, ou seja, que se renovam anualmente. Principais tecnologias de Energia Solar Existem as mais variadas formas de aproveitar a energia solar como uma fonte de energia renovável. As principais tecnologias utilizadas são as seguintes: 1 - Energia Solar Térmica É uma forma de energia alternativa e, uma tecnologia, para o aproveitamento da energia solar para gerar energia térmica ou energia elétrica para uso na indústria e ou residências. A primeira instalação de equipamentos de energia solar térmica ocorreu no deserto do Saara, aproximadamente em 1910, quando um motor foi alimentado pelo vapor produzido através do aquecimento d`água utilizando-se a luz solar. 2 - Coletor Solar - Aquecedor de Água Solar É a forma mais conhecida de aproveitamento da energia solar térmica e é utilizado para aquecer água para banho em residências (os famosos aquecedores solares) e também para gerar água quente para uso industrial. 3 - Energia Solar Heliotérmica Esta é uma outra forma de se utilizar o calor da energia solar para gerar energia elétrica. Na maioria das vezes utilizam-se concentradores, como espelhos, para focar a energia em um ponto específico, seja no topo de uma torre ou em um tubo a vácuo, para aquecer o líquido que há dentro e usar este líquido para gerar vapor e alimentar uma turbina elétrica a vapor. Nas fotos a baixo você consegue ver estes dois tipos de tecnologias de energia solar utilizadas para gerar energia limpa. 4 - Energia Solar Fotovoltaica - Conversão Direta da Radiação Solar em Energia Elétrica Além dos processos térmicos descritos acima, a energia solar pode ser diretamente convertida em energia elétrica. A energia fotovoltaica é hoje a fonte de energia limpa que mais cresce no mundo. Ela usa materiais semicondutores como o silício cristalino para converter a luz solar em energia fotovoltaica (Energia solar elétrica). A energia fotovoltaica existe a mais de 100 anos e hoje é utilizada para gerar energia elétrica para milhares de residências e indústrias no mundo todo. Para ela ser aproveitada para gerar energia elétrica para casas e empresas as células fotovoltaicas (foto à direita) precisam ser montadas dentro de um painel solar visando proteção e durabilidade e por sua vez, este painel solar, será conectado em outros painéis em um sistema solar fotovoltaico. O sistema solar fotovoltaico é composto por: Painéis solares, inversor solar, sistema de fixação das placas solares, cabeamentos, conectores e outros materiais elétricos padrões. Os métodos de captura da energia solar São classificados em diretos ou indiretos e podem ser classificados também como passivos ou ativos: Direto São os métodos que precisam de apenas uma etapa para capturar a energia do sol e transformá-la em energiaque pode ser utilizada pelos homens. Exemplo: Energia Solar Fotovoltaica - a energia solar atinge uma célula fotovoltaica criando eletricidade. Indireto São os métodos que precisam de duas ou mais etapas para converter a energia solar em energia utilizável por nós. Um bom exemplo de um método indireto é a energia heliotérmica onde a energia solar atinge os espelhos refletores que por sua vez concentram o calor em um tubo a vácuo por onde passa água e, esta, quanto tiver sido transformada em vapor alimentará uma turbina para gerar energia elétrica. Sistemas Passivos e Ativos de Energia Solar Os sistemas passivos de energia solar são normalmente diretos (como uma estufa que transfere o calor do sol para o ar, mantendo o ambiente quente), já os sistemas ativos de energia solar, funcionam com o auxílio de dispositivos mecânicos para melhorar o desempenho da coleta da energia solar (como um tipo de sistema de aquecimento solar que utiliza uma bomba para forçar a circulação de água dentro do sistema). Principais benefícios da Energia Solar Benefícios da energia solar para o meio ambiente: Sistemas de energia solar utilizam energia limpa e pura do sol. A instalação de painéis solares em sua casa ou empresa ajuda a combater as emissões de gases do efeito estufa e reduz a nossa dependência dos combustíveis fósseis como o petróleo. Exemplos: 1 - Um sistema fotovoltaico padrão de 6kWp vai evitar a emissão de gases poluentes durante toda a sua vida útil de 30 anos, equivalente a plantar árvores em 10 campos de futebol inteiros! 2 - Este mesmo sistema economizaria água de 6 piscinas olímpicas em comparação com uma hidrelétrica. 3 - Economia de 79 toneladas de carvão queimado. 4 - Economia de 500.000km rodados com gasolina. Benefícios da Energia solar para o nosso Bolso: A energia solar é uma excelente forma de economizar dinheiro! Isso mesmo, quem utiliza energia solar térmica, fotovoltaica ou mesmo iluminação natural economizara milhares de reais (R$) todos os anos. Exemplo: um sistema fotovoltaico de 6kWp economizará para o seu dono por volta de R$ 250.000,00 ao longo de 30 anos de sua vida útil. Sim, o investimento inicial é alto, porém a quantidade de dinheiro que o sistema vai lhe economizar ao longo de sua vida útil mais que compensa este investimento. Energia Solar Residencial Existem diversas formas de se aproveitar a energia solar em uma casa, seja para secar a roupa no varal, para aquecer uma área através de uma estufa, produzir água quente para banho ou gerar energia elétrica utilizando-se um sistema fotovoltaico. Ao lado é possível visualizar um exemplo de como funciona a energia solar residencial fotovoltaica conectada na rede da distribuidora. De uma maneira simples: 1. Painel fotovoltaico produz energia elétrica em Corrente Contínua (CC); 2. Inversor solar fotovoltaico converte a energia elétrica para ser usada na casa; 3. A energia pronta para ser usada é conectada e distribuída através do “quadro de luz”; 4. Tudo o que estiver conectado na tomada irá utilizar a energia gerada pelo sistema fotovoltaico; 5. Se o gerador de energia solar fotovoltaica produzir mais energia que do que você está consumindo esta energia é jogada para rede elétrica e lhe dará “créditos de energia” para serem utilizados a noite ou em dias que não há muito sol. Energia Solar para Indústrias Da mesma forma como o diagrama acima explica para uma casa, a energia solar fotovoltaica pode ser utilizada por uma indústria para produzir a sua própria energia elétrica. A diferença é basicamente o tamanho do sistema fotovoltaico, ou seja, enquanto em uma casa você utiliza alguns poucos painéis fotovoltaicos em uma indústria é utilizado centenas ou milhares. Outra forma muito difundida de se utilizar a energia solar para indústria é através do aquecimento solar de água para processos indústrias. Além destas duas formas, é muito comum utilizar claraboias em telhados de fábricas para que a luz solar entre e assim gerar uma economia de gastos com iluminação. A Contribuição da Energia Solar ao Desenvolvimento Sustentável A energia solar é utilizada pelos seres humanos desde a Grécia Antiga, mas foi somente em 1839, quando o físico Alexandre Edmond Becquerel descobriu o efeito fotovoltaico, que ela passou a ser estudada cientificamente. O efeito fotovoltaico ocorre quando materiais como o arsenieto de gálio e o silício cristalino, dispostos em um painel, passam a gerar eletricidade após serem expostos à radiação do sol. Essa energia elétrica captada do sol pode ser usada para fazer funcionar aparelhos como calculadoras, relógios e celulares, ou transformada em energia mecânica para movimentar motores e máquinas. O astro também produz energia térmica, que é empregada em chuveiros, caldeiras industriais, aquecedores de piscinas e de pequenos ambientes, e em aparelhos capazes de esquentar líquidos e alimentos. Apesar do alto custo dos equipamentos de captação e transformação, o uso da energia solar é uma das atitudes sustentáveis mais promissoras na luta contra a degradação do meio ambiente, pois ela é renovável e limpa, isto é, nunca se acaba e não gera poluição. Além disso, é possível instalar um ou mais coletores solares em sua residência ou empresa para que sejam usados em combinação e na redução do consumo de outros tipos de energia. É bem verdade, também, que a produção de energia solar é muito baixa em lugares com clima desfavorável como em países de latitudes altas, porém, ela é perfeitamente viável em locais situados na zona tropical como o Brasil, onde os raios solares são intensos durante quase todo o ano. Enfim, a energia solar contribui enormemente para o desenvolvimento sustentável, pois os equipamentos empregados na sua produção, transformação e distribuição são duráveis e requerem baixo investimento em manutenção, o que proporciona mais autonomia, em longo prazo, para grandes e pequenas comunidades. CONCLUSAO De acordo com os dados apresentados ,aos olhos humanos a energia solar é praticamente ilimitada e bem menos poluente que muitos outros tipos de energia renováveis, sendo tambem uma com menor gasto financeiro, pois poderá trazer uma economia de até 250.000.00 ao longo de 30 ano da vida util dos equipamentos ali usados, assim como, evitando cerca de 79 toneladas de carvão queimados e tambem 500.000 km rodados de gasolina, assim evitando a emissão gases poluente na atmosfera durante toda sua vida útil. Ao certo ,a energia solar é a mais viável para países como o nosso, que se tem grande quantidade de raios solares , ou seja, maior nível de aproveitamento , BIBLIOGRAFIA https://www.portalsolar.com.br/blog-solar/energia-solar/historia-da-energia-solar- como-tudo-comecou.html http://www.atitudessustentaveis.com.br/atitudes-sustentaveis/contribuicao-energia- solar-desenvolvimento-sustentavel/ https://www.portalsolar.com.br/o-que-e-energia-solar-.html Historia da energia solar: O Que É Energia Solar? Energia solar é a energia proveniente da luz e do calor do Sol que é aproveitada e utilizada por meio de diferentes tecnologias, principalmente como o aquecimento solar, energia solar fotovoltaica, energia heliotérmica e arquitetura solar. A energia solar é considerada uma fonte de energia renovável e sustentável. Definição de Energia Solar O Potencial da Energia Solar Principais tecnologias de Energia Solar 1 - Energia Solar Térmica 2 - Coletor Solar - Aquecedor de Água Solar 3 - Energia Solar Heliotérmica 4 - Energia Solar Fotovoltaica - Conversão Direta da Radiação Solar em Energia Elétrica Os métodos de captura da energia solar Direto Indireto Sistemas Passivos e Ativos de EnergiaSolar Principais benefícios da Energia Solar Benefícios da energia solar para o meio ambiente: 1 - Um sistema fotovoltaico padrão de 6kWp vai evitar a emissão de gases poluentes durante toda a sua vida útil de 30 anos, equivalente a plantar árvores em 10 campos de futebol inteiros! 2 - Este mesmo sistema economizaria água de 6 piscinas olímpicas em comparação com uma hidrelétrica. 3 - Economia de 79 toneladas de carvão queimado. 4 - Economia de 500.000km rodados com gasolina. Benefícios da Energia solar para o nosso Bolso: Energia Solar Residencial Energia Solar para Indústrias A Contribuição da Energia Solar ao Desenvolvimento Sustentável
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