Sistemas de Geração de Energia Elétrica Final

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Brasília-DF. 
SiStemaS de Geração de enerGia elétrica
Elaboração
Felipe Andery Reis
Produção
Equipe Técnica de Avaliação, Revisão Linguística e Editoração
Sumário
APrESEntAção ................................................................................................................................. 4
orgAnizAção do CAdErno dE EStudoS E PESquiSA .................................................................... 5
introdução.................................................................................................................................... 7
unidAdE i
Introdução ....................................................................................................................................... 9
CAPÍtuLo 1 
HIstórIa da geração de energIa elétrIca ......................................................................... 9
CAPÍtuLo 2
sIstemas de geração de energIa elétrIca no BrasIl ...................................................... 21
unidAdE ii
Fontes de geração de energIa ..................................................................................................... 32
CAPÍtuLo 1 
Fontes de geração de energIa ........................................................................................ 32
unidAdE iii
sIstemas HíBrIdos de energIa .......................................................................................................... 94
CAPÍtuLo 1
sIstemas HíBrIdos de energIa ............................................................................................. 94
unidAdE iV
Impactos amBIentaIs e sustentaBIlIdade ....................................................................................... 108
CAPÍtuLo 1
Impactos amBIentaIs e sustentaBIlIdade .......................................................................... 108
rEfErênCiAS ................................................................................................................................ 120
4
Apresentação
Caro aluno
A proposta editorial deste Caderno de Estudos e Pesquisa reúne elementos que se 
entendem necessários para o desenvolvimento do estudo com segurança e qualidade. 
Caracteriza-se pela atualidade, dinâmica e pertinência de seu conteúdo, bem como pela 
interatividade e modernidade de sua estrutura formal, adequadas à metodologia da 
Educação a Distância – EaD.
Pretende-se, com este material, levá-lo à reflexão e à compreensão da pluralidade 
dos conhecimentos a serem oferecidos, possibilitando-lhe ampliar conceitos 
específicos da área e atuar de forma competente e conscienciosa, como convém 
ao profissional que busca a formação continuada para vencer os desafios que a 
evolução científico-tecnológica impõe ao mundo contemporâneo.
Elaborou-se a presente publicação com a intenção de torná-la subsídio valioso, de modo 
a facilitar sua caminhada na trajetória a ser percorrida tanto na vida pessoal quanto na 
profissional. Utilize-a como instrumento para seu sucesso na carreira.
Conselho Editorial
5
organização do Caderno 
de Estudos e Pesquisa
Para facilitar seu estudo, os conteúdos são organizados em unidades, subdivididas em 
capítulos, de forma didática, objetiva e coerente. Eles serão abordados por meio de textos 
básicos, com questões para reflexão, entre outros recursos editoriais que visam tornar 
sua leitura mais agradável. Ao final, serão indicadas, também, fontes de consulta para 
aprofundar seus estudos com leituras e pesquisas complementares.
A seguir, apresentamos uma breve descrição dos ícones utilizados na organização dos 
Cadernos de Estudos e Pesquisa.
Provocação
Textos que buscam instigar o aluno a refletir sobre determinado assunto antes 
mesmo de iniciar sua leitura ou após algum trecho pertinente para o autor 
conteudista.
Para refletir
Questões inseridas no decorrer do estudo a fim de que o aluno faça uma pausa e reflita 
sobre o conteúdo estudado ou temas que o ajudem em seu raciocínio. É importante 
que ele verifique seus conhecimentos, suas experiências e seus sentimentos. As 
reflexões são o ponto de partida para a construção de suas conclusões.
Sugestão de estudo complementar
Sugestões de leituras adicionais, filmes e sites para aprofundamento do estudo, 
discussões em fóruns ou encontros presenciais quando for o caso.
Atenção
Chamadas para alertar detalhes/tópicos importantes que contribuam para a 
síntese/conclusão do assunto abordado.
6
Saiba mais
Informações complementares para elucidar a construção das sínteses/conclusões 
sobre o assunto abordado.
Sintetizando
Trecho que busca resumir informações relevantes do conteúdo, facilitando o 
entendimento pelo aluno sobre trechos mais complexos.
Para (não) finalizar
Texto integrador, ao final do módulo, que motiva o aluno a continuar a aprendizagem 
ou estimula ponderações complementares sobre o módulo estudado.
7
introdução
O Brasil possui um potencial energético com aproximadamente 8,5 milhões de 
quilômetros quadrados e 7 mil quilômetros de litoral. Os potenciais hidráulicos, a 
irradiação solar, a biomassa e a força dos ventos são em grande quantidade, mantendo 
a autossuficiência energética do país em relação às reservas de combustíveis fosseis 
limitadas.
Hoje, as duas principais fontes energéticas, hidráulica e petróleo, têm sido muito 
aproveitadas. Cerca de 90% do fornecimento de energia elétrica do país tem origem da 
geração hidráulica, sendo que o petróleo representa mais de 30% da matriz energética 
do Brasil. 
Considerando a importância das fontes hidráulicas e de petróleo, a atual situação do 
setor elétrico brasileiro, o crescimento da demanda energética, a diminuição de oferta 
de energia e as restrições em investimentos financeiros e ambientais à expansão do 
sistema de geração de energia, os profissionais do setor elétrico identificaram que no 
futuro será necessário maior aproveitamento das fontes alternativas de geração de 
energia.
É bem claro para o Brasil a diferença entre a oferta existente na matriz de energia e o 
aumento da demanda pela sociedade brasileira, oriundos dos centros urbanos e das 
regiões do interior, em fase de desenvolvimento, em que as atuais formas de suprimento 
energético não atendem às condições socioeconômicas da maior parte da população.
Na atual situação energética do país, ações de planejamento e regulação de oferta devem 
estimular outras formas de suprimento energético, tornando-se compatíveis com as 
matrizes energéticas e as necessidades socioeconômicas das cidades e do interior. 
É importante que cada fonte ou recurso de geração de energia seja bem aproveitado, 
visando obter o máximo de benefícios fornecidos e minimizando os impactos negativos 
ao meio ambiente e à sociedade.
A atual estrutura do setor elétrico no Brasil, além das ações governamentais e diretrizes 
nacionais, garante o funcionamento básico do mercado energético, em que as regras 
de fornecimento e os mecanismos de regulação, baseados em dados pesquisados e 
informações consistentes proporcionam a atuação dos agentes reguladores do setor. 
Novas tecnologias são desenvolvidas e implementadas para melhoria e interação desta 
gestão.
8
Como base de informação e norteador para aplicação das políticas e diretrizes, a Agência 
Nacional de Energia Elétrica, a ANEEL, disponibiliza aos profissionais, agentes do 
setor e a toda a sociedade dados e informações sobre fontes e tecnologias de geração 
de energia elétrica, investimentos e empreendimentos de geração e transmissão, assim 
como aspectos socioeconômicos de interesse do setor elétrico brasileiro.
[SAIBA MAIS]
Para maiores informações sobre o sistema de geração de energia elétrica no 
Brasil visite a página da Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, disponível 
em: <http://www.aneel.gov.br/>.objetivos
 » História e sistemas de geração de energia elétrica no Brasil.
 » Conhecer quais são as fontes de geração de energia renováveis e não 
renováveis no Brasil.
 » Tipos e utilização de sistemas híbridos de energia no Brasil.
 » Impactos ambientais e sustentabilidade decorrente do sistema de geração 
de energia elétrica no Brasil.
9
unidAdE iintrodução
CAPÍtuLo 1 
História da geração de energia elétrica
História da geração de energia elétrica no 
Brasil
Para entender um pouco sobre a geração da energia elétrica no Brasil, um resumo da 
história será ilustrado, no qual serão entendidas as diversas fases de desenvolvimento 
do parque energético do Brasil, considerando o período, as necessidades e a fonte 
energética envolvida em cada época.
Primeira fase – 1879 a 1889
A primeira ação do governo em relação à implementação do serviço público de energia 
elétrica no Brasil foi no período imperial. D. Pedro II, em 1879, concedeu a Thomas 
Alva Edison a oportunidade de instalar sua invenção no país utilizando equipamentos 
e estrutura necessária, destinados à utilização da eletricidade na iluminação pública. 
A seguinte sequência histórica representa a evolução da geração de energia elétrica no 
Brasil:
 » 1879: D. Pedro II concedeu a Thomas Alva Edison a implantação de 
serviço de iluminação pública.
 » 1879: Inauguração da primeira “iluminação pública” permanente da 
Estação Central da Estrada de Ferro D. Pedro II, na cidade do Rio de 
Janeiro. A energia elétrica era gerada por um dínamo acionado por 
locomóveis.
10
UNIDADE I │ INtroDUção
Figura 1. geração de eletricidade por locomóvel. 
Fonte: adIB (2007). disponível em: <http://www.carlosadib.com.br/elet_locom%20-%20demei%20-%20z.jpg>. acesso em: 
13/11/2017.
 » 1881: a primeira iluminação pública “externa” foi instalada, em um 
trecho do Jardim do Campo da Aclamação, atual Praça da República, Rio 
de Janeiro.
 » 1883: operação da primeira Usina Hidrelétrica do Brasil, localizada em 
Ribeirão do Inferno, afluente do Rio Jequitinhonha, onde foi destinada 
ao fornecimento de energia elétrica e força motriz a serviços de mineração 
em Diamantina/MG.
 » 1883: D. Pedro II inaugurou o primeiro serviço público municipal de 
iluminação pública do Brasil e da América do Sul, na cidade de Campos, 
norte do Estado do Rio de Janeiro, com 39 lâmpadas, por meio da 
primeira usina termelétrica, movida a vapor proveniente de caldeira a 
lenha, com capacidade de 52 kW. 
 » 1885: operação da Usina Hidrelétrica da Companhia Fiação e Tecidos 
São Silvestre, Viçosa/MG, em regime de autoprodução.
 » 1887: vários empreendimentos de usinas de energia elétrica foram 
implementados neste período.
 » 1888: criação da Companhia Mineira de Eletricidade com o objetivo 
de fornecer iluminação pública e particular a Juiz de Fora/MG e força 
motriz a sua fábrica e a outras da região.
 » 1889: operação da Usina Hidrelétrica Marmelos-Zero, a primeira de 
maior porte do Brasil com 250 kW de potência, iniciou operação em 1889, 
expandida para 375 kW em 1892, usina esta da Companhia Mineira de 
Eletricidade, de propriedade do industrial Bernardo Mascarenhas.
11
Introdução │ unIdAdE I
Segunda fase – 1892 a 1934
A partir desta fase, continuaram os investimentos em geração de eletricidade e foram 
observadas as primeiras ações estruturais, a formação de concessionárias nacionais e 
estrangeiras.
Os principais eventos desta fase foram: 
 » 1892: inauguração da primeira linha de bondes elétricos de caráter 
permanente no Rio de Janeiro, pela Companhia Ferro-Caril do Jardim 
Botânico.
Figura 2. largo de são Francisco – rio de Janeiro – 1895 usina termoelétrica para iluminação pública.
Fonte: <http://3.bp.blogspot.com/_ggumppxndka/sw1ofvoJr_I/aaaaaaaaaBm/Ir-HYwcnelu/s1600/mferrez+largo+de+s%c3%a
3o+Francisco+de+paul.jpg>. acesso em: 13/11/2017.
 » 1899: constituição em Toronto/Canadá da The São Paulo Tramway 
Railway, Light and Power Company Limited, para atender a primeira 
linha paulistana de bondes elétricos. Marca o início de investimento 
estrangeiro no Brasil, com os capitais canadenses.
 » 1903 e 1904: publicação, respectivamente, da primeira lei sobre energia 
elétrica, Lei no 1.145, de 31 de dezembro de 1903, e do primeiro Decreto no 
5.704, de 10 de dezembro de 1904, para regulamentar, em termos gerais, 
a concessão, o aproveitamento da energia hidráulica dos rios brasileiros 
para fins de serviços públicos.
 » 1904: criação da The Rio de Janeiro Tramway, Light and Power 
Company Limited, com a finalidade da exploração de todos os serviços 
urbanos de utilidades públicas (bondes e ônibus, iluminação pública, 
produção e distribuição de eletricidade, gás canalizado e telefonia).
12
UNIDADE I │ INtroDUção
 » 1908: operação da Usina de Fontes Velha, da Light, cuja potência atingiu 
24.000 kW (24 MW) em 1909, o que significou 20% da potência instalada 
naquela época no Brasil.
 » 1909: criação da Companhia Brasileira de Energia Elétrica (CBEE).
 » 1912: criação da Companhia Paulista de Força e Luz (CPFL) e da Brazilian 
Traction Light and Power, que unificou as empresas do Grupo LIGHT. 
 » 1913: operação da Usina Hidrelétrica Delmiro Gouveia, primeira do 
Nordeste, construída para aproveitar o potencial da Cachoeira de Paulo 
Afonso no Rio São Francisco.
 » 1927: início das atividades da American and Foreign Power Company 
(AMFORP), subsidiária da Bond and Share Co., a qual adquiriu várias 
pequenas empresas no interior do Estado de São Paulo, São Gonçalo/RJ, 
Petrópolis/RJ e Pelotas/RS.
 » 1933: criação da Divisão de Águas vinculada ao Ministério da Agricultura, 
denominada Serviço de Águas.
 » 1934: promulgação do Decreto no 24.643, de 10 de julho de 1934, o 
chamado de Código de Águas, o qual se constitui em marco regulatório 
muito importante. 
terceira fase – 1939 a 1957
 » 1939: criação do Conselho Nacional de Águas e Energia Elétrica 
(CNAEE), até a criação do Ministério de Minas e Energia (MME) e da 
Centrais Elétricas Brasileiras S.A. (ELETROBRÁS), no início da década 
de 1960.
 » 1945: criação da Companhia Hidroelétrica do São Francisco (CHESF), 
com o objetivo de realizar o aproveitamento do potencial hidráulico da 
cachoeira de Paulo Afonso.
 » 1950: elaboração do Plano de Eletrificação de Minas Gerais, desenvolvido 
pela Companhia Brasileira de Engenharia (CBE), o qual teve como 
resultado a organização da Centrais Elétricas de Minas Gerais S.A. 
(CEMIG), depois denominada Companhia Energética de Minas Gerais 
(CEMIG), criada em 1952.
13
Introdução │ unIdAdE I
 » 1953: criação, em função do Plano de Eletrificação do Estado de São 
Paulo, das Usinas Elétricas do Paranapanema S.A. (USELPA), da Usina 
Hidrelétrica Lucas Nogueira Garcez (70 MW) e da Usina Hidrelétrica 
Jurumirim (97,7 MW); da Companhia Hidrelétrica do Rio Pardo 
(CHERP), em 1955, responsável pela construção da Usina Hidrelétrica 
Armando de Salles Oliveira Limoeiro (32 MW) e da Usina Hidrelétrica 
Euclides da Cunha (108,8 MW) e da Centrais Elétricas do Urubupungá 
S.A. (CELUSA), que iniciou os projetos da Usina Hidrelétrica Eng. Souza 
Dias (1.551,2 MW) e da Usina Hidrelétrica de Ilha Solteira (3.444 MW). 
 » 1953 a 1956: criação da Companhia Paranaense de Energia Elétrica 
(COPEL) e da Espírito Santo Centrais Elétricas S.A. (ESCELSA). No Rio 
Grande do Sul, a Comissão Estadual de Energia Elétrica (CEEE) procedeu 
à expansão do parque gerador, dando continuidade à execução do Plano 
de Eletrificação e construindo a Usina Hidrelétrica Passo do Inferno, a 
Usina Hidrelétrica Canastra e a Usina Termelétrica Candiota.
 » 1954: criação da Empresa Fluminense de Energia Elétrica (EFE).
 » 1955: criação da Centrais Elétricas de Santa Catarina S.A. (CELESC) e da 
Centrais Elétricas de Goiás S.A. (CELG).
 » 1956: criação da Companhiade Eletricidade do Amapá (CEA) e da 
Centrais Elétricas Matogrossenses S.A. (CEMAT).
 » 1957: criação da Central Elétrica de Furnas S.A. denominada 
posteriormente Furnas Centrais Elétricas S.A. (FURNAS), com o objetivo 
expresso de aproveitar o potencial hidrelétrico do Rio Grande para 
solucionar a crise de energia na Região Sudeste.
quarta fase – 1957 a 1986
A quarta fase foi iniciada por um importante marco regulatório, seguido de incremento 
do processo de estatização. Os principais eventos dessa fase são vistos a seguir.
 » 1957: publicação do Decreto no 41.019, de 26 de fevereiro de 1957, o qual 
estabeleceu o Regulamento dos Serviços de Energia Elétrica. 
 » 1958: criação da Companhia Energética do Maranhão (CEMAR).
 » 1960: criação do Ministério de Minas e Energia (MME) pela Lei no 3.782, 
de 22 de julho de 1960.
14
UNIDADE I │ INtroDUção
 » 1960: criação da Companhia Hidrelétrica do Vale do Rio Paraíba 
(CHEVAP), com o objetivo de promover a construção da Usina 
Hidrelétrica Funil.
 » 1960: criação da Companhia de Eletricidade do Estado da Bahia 
(COELBA), da Empresa Energética de Sergipe S.A. (ENERGIPE) e da 
Companhia Energética de Alagoas (CEAL).
 » 1961: criação da Centrais Elétricas Brasileiras S. A. (ELETROBRÁS).
 » 1962 a 1986: criação de empresas estatais com áreas de concessão 
delimitadas, na maior parte das empresas, pelos limites dos estados, com 
controle acionário dos governos estaduais, entre elas: 
 › Companhia Energética do Piauí (CEPISA) (1962). 
 › Centrais Elétricas do Pará (CELPA) (1962). 
 › Companhia Energética do Rio Grande do Norte (COSERN) (1962). 
 › Companhia Energética do Amazonas (CEAM) (1963). 
 › Sociedade Anônima de Eletrificação da Paraíba (SAELPA) (1964). 
 › Centrais Elétricas de São Paulo (CESP) (1966). 
 › Companhia de Eletricidade de Brasília (CEB) (1968). 
 › Companhia Energética de Pernambuco (CELPE) (1969). 
 › Centrais Elétricas de Rondônia (CERON) (1969). 
 › Companhia Energética de Roraima (CER) (1969). 
 › Companhia de Eletricidade do Acre (ELETROACRE) (1965). 
 › Companhia Energética do Ceará (COELCE) (1971). 
 › Empresa Energética de Mato Grosso do Sul S.A. (ENERSUL) (1979).
 › Companhia de Energia Elétrica do Estado do Tocantins (CELTINS) 
(1986) (FUSP, 2006).
15
Introdução │ unIdAdE I
fatos relevantes
 » 1964: organização da ELETROBRÁS, que passou a atuar como empresa 
holding das concessionárias públicas de energia elétrica do governo 
federal e, ainda, no planejamento setorial, voltando suas atividades 
para a expansão do sistema elétrico brasileiro, com estudos e projetos 
e construção de usinas e linhas de transmissão. 
 » 1965: criação do Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica 
(DNAEE) com a missão de realizar estudos hidrológicos, fiscalização, 
dar concessões e controlar os aproveitamentos das águas e dos 
serviços de eletricidade. Em 1964 foi feita uma reavaliação dos ativos e 
estabelecida sua permanente atualização pela correção monetária, ao 
mesmo tempo em que era assegurada a rentabilidade de 10% a 12% 
ao ano;
O setor elétrico expandia-se com o aumento da participação do poder público, 
constituindo novas empresas e tornando-se acionista de concessionárias, 
verificando-se também a criação, pelos governos estaduais, das suas empresas 
e autarquias. 
A ELETROBRÁS foi criada 1962 para assumir o papel de empresa holding, 
gerenciando vultosos recursos, e assumiu a responsabilidade pelo planejamento, 
coordenação da construção, ampliação e operação dos sistemas de geração, 
transmissão e distribuição de energia elétrica. Apesar do crescimento da 
participação estatal na indústria de energia elétrica, até o fim dessa fase foi 
observada a predominância do capital estrangeiro nas empresas. 
quinta fase – 1968 a 2001
No início da quinta fase, foram observadas a aceleração do processo de estatização, 
seguido de um modelo centralizado com tarifas equalizadas, e remuneração limitada. 
Ao final dessa fase, o Brasil experimentou um novo processo de desestatização (ou 
privatização) restando apenas seis concessionárias distribuidoras sob domínio de 
capital dos estados a seguir: 
 » CEB (DF).
 » CELG (GO). 
16
UNIDADE I │ INtroDUção
 » CEMIG (MG). 
 » COPEL (PR).
 » CELESC (SC).
 » CEEE (RS). 
A criação da Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, se destacou ao final, em 
substituição ao Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica, DNAEE, além dos 
seguintes demais eventos: 
 » 1968 a 1972: formação do sistema de empresas controladas atuantes 
em âmbito regional responsáveis pela geração em grosso e pela operação 
do sistema hidrelétrico interligado.
 » 1978: publicação da Portaria DNAEE no 46, de 17 de abril de 1978, 
que estabeleceu as disposições relativas à continuidade de serviço no 
fornecimento de energia elétrica e da Portaria DNAEE no 47, de 17 de abril 
de 1978, que determinou critérios quanto às tensões de fornecimento. 
 » 1979: aquisição, pelo governo federal, das empresas do Grupo LIGHT, 
fato que originou a Light Serviços de Eletricidade, subsidiária no Rio de 
Janeiro e Eletricidade de São Paulo (ELETROPAULO), está controlada 
pelo Governo do Estado de São Paulo.
 » 1984 a 1985: operação de grandes hidrelétricas em função do crescimento 
vertiginoso do consumo anual de energia elétrica, na qual se destacaram 
as seguintes usinas:
 › Usina Hidrelétrica de Tucuruí (6.495 MW), pela ELETRONORTE 
(1973).
 › Usina Hidrelétrica Itaipu (14.000 MW), por intermédio da Itaipu 
Binacional (1973).
 › Usina Termo Nuclear Angra I (1985), em parceria com a Alemanha.
 » 1996: criação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), por 
meio da Lei no 9.427, de 26 de dezembro de 1996 (FUSP, 2006).
 » 2001: publicação da Resolução ANEEL no 505, de 26 de novembro de 
2001, que estabeleceu as disposições relativas à conformidade dos níveis 
de tensão de energia elétrica em regime permanente. 
17
Introdução │ unIdAdE I
nacionalização e centralização das usinas 
hidrelétricas do Brasil
O desenvolvimento econômico foi acelerado, especialmente entre 1968 e 1974, com 
índices de crescimento de 11%, com importantes investimentos no setor de infraestrutura.
O processo de nacionalização foi implementado com a aquisição pelo Governo Federal, 
das empresas do Grupo AMFORP, passando a Companhia Auxiliar de Empresas Elétricas 
(CAEEB), que já atuava como empresa de serviços na centralização e na supervisão das 
operações administrativas, de engenharia, jurídicas e contábeis das concessionárias da 
AMFORP, a gerir as concessionárias filiadas. Em 1968 as antigas empresas da AMFORP 
foram incorporadas, em sua maioria, às concessionárias públicas estaduais.
Em 1970, com a criação de ITAIPU, estabeleceu-se uma hierarquia funcional com 
concessionárias federais sendo supridoras regionais, concessionárias estaduais sendo 
supridoras de área e outras concessionárias estaduais e empresas privadas sendo 
responsáveis pela distribuição de energia elétrica, caracterizando o início do processo 
de centralização. 
Com a criação da Centrais Elétricas de São Paulo S.A. (CESP), após denominada 
Companhia Energética de São Paulo (CESP), foram executados importantes projetos 
hidrelétricos, como: 
 » Usina Hidrelétrica Barra Bonita (140,76 MW).
 » Usina Hidrelétrica Ministro Álvaro de Souza Lima (143,1 MW).
 » Usina Hidrelétrica Mário Lopes Leão (264 MW).
 » Usina Hidrelétrica Xavantes (414 MW).
 » Usina Hidrelétrica Rosana (376,2 MW). 
 » Usina Hidrelétrica Senador José Ermírio de Moraes (1.396,2 MW), entre 
outros.
A CEMIG desenvolveu similares iniciativas em Minas Gerais, sendo necessário destacar 
a execução dos projetos da:
 » Usina Hidrelétrica Jaguará (424 MW).
 » Usina Hidrelétrica Volta Grande (380 MW).UsinaHidrelétrica São Simão 
(1.710 MW). 
18
UNIDADE I │ INtroDUção
 » Usina Hidrelétrica Emborcação (1.192 MW).
 » Usina Hidrelétrica Nova Ponte (510 MW). 
No Paraná, verificou-se a construção da:
 » Usina Hidrelétrica Gov. Bento Munhoz da Rocha Neto (1.676 MW.)
 » Usina Hidrelétrica Gov. Parigot de Souza (252 MW), da COPEL. 
E a execução dos projetos da:
 » Usina Hidrelétrica Itaúba (512,4 MW).
 » Usina Hidrelétrica Passo Real (158 MW), da CEEE, no Rio Grande do Sul.
A partir de 1971, a centralização foi intensificada pela ELETROBRÁS de todos os 
recursos do Fundo Global de Reversão. 
fatos relevantes – equalização tarifária e 
regulação do setor energético no Brasil
Em 1974, foi introduzida a equalização tarifária em todo o território nacional, 
acompanhada da câmara de compensação intrassetorial (RENCOR), que 
repassava o excedente de receita de algumas empresas para outras deficitárias. 
O modelo setorial pautado pela organização do sistema ELETROBRÁS garantiu 
a expansão expressiva dos segmentos de geração e transmissão de energia 
elétrica ao longo dos anos 1960 e 1970, tendência que viria a ser revertida, na 
década de 1980, tanto como reflexo das mudanças nas regras dos merca dos 
financeiros internacionais, como dos obstáculos à continuidade da captação 
interna de recursos. 
A partir dos anos 1980, o modelo começou a mostrar suas deficiências repercutindo 
negativamente na situação econômico-financeira das concessionárias, sendo 
ameaçada a sobrevivência da maioria delas. 
O Brasil passou a experimentar nova onda de privatização a partir de 1992, 
quando foi proposto o Plano Nacional de Desestatização (PND) do governo de 
Fernando Collor de Mello (1990-1992), tendo sido definida como prioridade a 
venda das distribuidoras, facilitada no período de 1992 a 1994, por meio da Lei 
no 8.631/1993 e implementada no período do governo seguinte.
19
Introdução │ unIdAdE I
Com a criação da Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, organizada como 
autarquia especial vinculada ao Ministério de Minas e Energia e que sucedeu o 
antigo Departamento Nacional de Águas e Energia Elétrica – DNAEE, ela passou 
a atuar, de forma mais forte nos setores de concessão, regulação, mediação e 
ainda na fiscalização dos serviços concedidos. 
As atribuições da Agência Nacional de Energia Elétrica, ANEEL, são: 
 » Regular e fiscalizar a geração, a transmissão, a distribuição e a 
comercialização da energia elétrica. 
 » Mediar os conflitos de interesses entre os agentes do setor elétrico e 
entre estes e os consumidores. 
 » Conceder, permitir e autorizar instalações e serviços de energia. 
 » Garantir tarifas justas. 
 » Zelar pela qualidade do serviço. 
 » Exigir investimentos; estimular a competição entre os operadores e 
assegurar a universalização dos serviços. 
Para conhecer maiores informações sobre a história da geração de eletricidade no 
Brasil, visite o site Memória da Eletricidade em: <http://memoriadaeletricidade.
com.br>.
Com base nos dados do capítulo 1, verifique as questões a seguir.
 » Quando e como surgiu a geração de eletricidade no Brasil? Qual 
tipo de equipamento foi utilizado inicialmente para esta geração de 
eletricidade?
O primeiro ato e a preocupação do governo com a implementação do serviço 
público de energia elétrica no Brasil foi no período imperial. D. Pedro II, em 
1879, concedeu a Thomas Alva Edison a oportunidade de instalar no país 
seus equipamentos e processos de sua invenção, destinados à utilização da 
eletricidade na iluminação pública. A energia elétrica era gerada por um dínamo 
acionado por locomóveis.
 » Qual foi a primeira usina hidrelétrica construída no Brasil?
20
UNIDADE I │ INtroDUção
Em 1883, iniciou-se a operação da primeira Usina Hidrelétrica do Brasil, 
localizada em Ribeirão do Inferno, afluente do Rio Jequitinhonha, destinada ao 
fornecimento de força motriz a serviços de mineração em Diamantina/MG.
 » Qual objetivo principal do Brasil em investir, na segunda fase, na 
geração de energia?
A partir da segunda fase, continuam os investimentos em geração de eletricidade 
e observam-se as primeiras ações estruturais, a formação de concessionárias 
nacionais e estrangeiras.
 » Em que período foi criado a ELETROBRAS?
Criação do Conselho Nacional de Águas e Energia Elétrica (CNAEE), até a criação 
do Ministério de Minas e Energia (MME) e da Centrais Elétricas Brasileiras S.A. 
(ELETROBRÁS), no início da década de 1960.
 » O sistema elétrico do Brasil entrou em crise e os racionamentos 
elétricos eram constantes, quando e por que ocorreu este fato?
No período imediato ao pós-guerra (Segunda Guerra Mundial), a produção 
no Brasil já não acompanhava a demanda por eletricidade. O sistema elétrico 
entrou em crise, os racionamentos eram constantes, cresceu a participação da 
autoprodução. 
Tornou-se necessária ações do governo visando à capitalização do setor, sendo 
então instituído o Fundo Federal de Eletrificação e criado o Imposto Único sobre 
Energia Elétrica – IUEE, ambos por meio da Lei no 2.308, de 31 de agosto de 1954. 
21
CAPÍtuLo 2
Sistemas de geração de energia 
elétrica no Brasil
Sistemas de geração de energia elétrica no 
Brasil
No Brasil, a geração e a distribuição de energia elétrica são formadas por uma rede 
complexa de geradores e transmissores, que possuem a finalidade de conduzir a 
energia elétrica desde o local de sua geração até o local onde será consumida. Esse 
sistema possui vários elementos conectados, como unidades geradoras, vias de 
transmissão e distribuição e os consumidores finais da energia elétrica, de forma 
integrada ou não.
Há alguns anos, no período de desenvolvimento das indústrias, as linhas de 
transmissão e distribuições de energia eram isoladas e atendiam especialmente às 
necessidades locais. A região mais interligada neste período de desenvolvimento era 
a região Sudeste.
Como o aumento de demanda de energia elétrica, proveniente dos centros urbanos 
e industriais das regiões sul e sudeste, houve um incentivo para a integração do 
sistema de energia no país. Nesta oportunidade, o maior potencial de geração foi 
considerado a fonte de geração de energia hidroelétrica, mesmo ela não sendo 
próxima aos locais de maior consumo. A figura 3 apresenta um diagrama que 
exemplifica como é gerada, transmitida e distribuída a energia elétrica entre os 
meios geradores e consumidores.
22
UNIDADE I │ INtroDUção
Figura 3. produção, transmissão e geração de energia elétrica.
Fonte: <http://s3.static.brasilescola.uol.com.br/img/2016/09/rede_distribuicao_energia.jpg>. acesso em: 13/11/2017.
A distribuição de energia no Brasil envolve alguns processos, entre eles os processos 
de produção, transmissão e distribuição de energia elétrica até o consumidor final. 
As empresas responsáveis por distribuir energia elétrica, sejam elas públicas ou 
privadas, são responsáveis pelos processos de geração, transmissão e entrega da 
energia. Para isto, são utilizados equipamentos como fio condutores, transformadores 
e equipamentos de medição, controle e proteção das redes elétricas. 
Com o objetivo principal de chegar às residências e empresas de todos os consumidores 
finais, o sistema de distribuição é considerado muito mais amplo e ramificado que o 
sistema de transmissão. As redes de distribuição são compostas por linhas de alta, 
média e baixa tensão. 
A potência da energia distribuída e entregue pode ser dividida em redes elétricas 
primárias e secundárias. Nas redes elétricas primárias, as redes de distribuição são 
de média tensão e atendem a médias e grandes empresas, inclusive indústrias. Nas 
redes elétricas secundárias, as redes de distribuição são de baixa tensão e atendemresidências, pequenos estabelecimentos e iluminação pública.
Atualmente no Brasil, há cerca de 80 milhões de unidades consumidoras (correspondente 
a um único consumidor e se refere ao ponto de entrega de energia com medição 
23
Introdução │ unIdAdE I
individualizada). A maior parte das UCs, totalizando 85%, são unidades residenciais, 
porém, a indústria é responsável por 35% do consumo de energia elétrica no país.
Mercado consumidor de energia elétrica
Para melhor visualização e percepção da atual situação do mercado consumidor de 
energia elétrica do Brasil, as tabelas 1, 2 e 3 ilustram o resumo dos dados fornecidos 
pelo Ministério das Minas e Energia.
tabela 1. consumo de energia elétrica no Brasil estratificado por classe. 
Acumulado 12 meses
Dez/16 
GWh
Evolução mensal 
(Dez/16/Nov/16)
Evolução anual 
(Dez/16/Dez/15)
Jan/15-Dez/15 
(GWh)
Jan/16-Dez/16 
(GWh)
Evolução
Residencial 11.358 2,0% 2,6% 131.024 132.893 1,4%
Industrial 13.453 -2,8% 0,9% 168.859 164.034 -2,9%
Comercial 7.562 2,5% -3,3% 90.416 88.185 -2,5%
Rural 2.249 -0,3% 5,8% 25.844 26.795 3,7%
Demais 
classes*
4.095 1,3% -2,4% 48.259 48.094 -0,3%
Perdas 10.165 20,3% -6,1% 107.455 111.629 3,9%
Total 48.882 3,8% -1,0% 571.856 571.630 0,0%
* em demais classes estão consideradas poder público, iluminação pública, serviço público e consumo próprio das 
distribuidoras. dados contabilizados até dezembro de 2016.
Fonte: Boletim mensal de monitoramento do sistema elétrico brasileiro – janeiro 2017. disponível em: <http://www.mme.gov.
br/documents/10584/4475726/Boletim+de+monitoramento+do+sistema+el%c3%a9trico+-+Janeiro-2017.pdf/18c00330-
e3d9-4534-a9f1-73af3e989604>. acesso em: 13/11/2017.
tabela 2. consumo médio de energia elétrica por classe de consumo.
Valor mensal Acumulado 12 meses
Dez/16 kWh/
NU
Evolução 
mensal 
(Dez/16/
Nov/16)
Evolução 
anual 
(Dez/16/
Dez/15)
Jan/15-Dez/15 
(kWh/NU)
Jan/16-Dez/16 
(kWh/NU)
Evolução
Consumo 
médio 
residencial
164 1,7% 0,3% 161 160 -0,9%
Consumo 
médio 
industrial
25.053 -2,6% 3,1% 25.657 25.456 -0,8%
Consumo 
médio 
comercial
1.323 2,3% -3,8% 1.324 1.285 -3,0%
Consumo 
médio rural
507 -0,4% 4,3% 493 504 2,2%
24
UNIDADE I │ INtroDUção
Valor mensal Acumulado 12 meses
Dez/16 kWh/
NU
Evolução 
mensal 
(Dez/16/
Nov/16)
Evolução 
anual 
(Dez/16/
Dez/15)
Jan/15-Dez/15 
(kWh/NU)
Jan/16-Dez/16 
(kWh/NU)
Evolução
Consumo 
médio demais 
classes *
5.309 1,1% -4,2% 5.311 5.196 -2,2%
Consumo 
médio total
480 -0,1% -1,6% 490 475 -3,0%
* em demais classes estão consideradas poder público, Iluminação pública, serviço público e consumo próprio das 
distribuidoras. dados contabilizados até dezembro de 2016.
Fonte: Boletim mensal de monitoramento do sistema elétrico brasileiro – janeiro 2017. disponível em: <http://www.mme.gov.
br/documents/10584/4475726/Boletim+de+monitoramento+do+sistema+el%c3%a9trico+-+Janeiro-2017.pdf/18c00330-
e3d9-4534-a9f1-73af3e989604>. acesso em: 13/11/2017.
tabela 3. unidades consumidoras de eletricidade no Brasil – estratificação por classes. 
Número de Unidades Consumidoras
Período
Evolução
Dez/15 Dez/16
Residencial (NUCR) 67.679.371 69.278.134 2,4%
Industrial (NUCI) 548.456 536.979 -2,1%
Comercial (NUCC) 5.688.987 5.717.721 0,5%
Rural (NUCR) 4.369.678 4.433.111 1,5%
Demais classes* 757.274 771.394 1,9%
Total (NUCT) 79.043.766 80.737.339 2,1%
* em demais classes estão consideradas poder público, Iluminação pública, serviço público e consumo próprio das 
distribuidoras.
Fonte: Boletim mensal de monitoramento do sistema elétrico brasileiro – janeiro 2017. disponível em: <http://www.mme.gov.
br/documents/10584/4475726/Boletim+de+monitoramento+do+sistema+el%c3%a9trico+-+Janeiro-2017.pdf/18c00330-
e3d9-4534-a9f1-73af3e989604>. acesso em: 13/11/2017.
Para maiores informações sobre o boletim mensal de monitoramento do 
sistema elétrico brasileiro de janeiro 2017, visite o seguinte documento 
da página do Ministério de Minas e Energia: <http://www.mme.gov.br/
documents/10584/4475726/Boletim+de+Monitoramento+do+Sistema+El%C3
%A9trico+-+Janeiro-2017.pdf/18c00330-e3d9-4534-a9f1-73af3e989604>.
As redes de transmissão e distribuição de energia no Brasil seguiram a trajetória histórica 
dos processos de urbanização e industrialização. Na Figura 4 é ilustrado o mapa atual 
do sistema de transmissão, com os principais sistemas interligados no Brasil.
25
Introdução │ unIdAdE I
Figura 4. sistema elétrico nacional Interligado. 
Fonte: aBradee (20170. disponível em: <http://www.abradee.com.br/images/artigos/mapa%20sin%20-%20horizonte%202015.
png>. acesso em: 13/11/2017.
Os grandes centros urbanos e as regiões industriais do Brasil são considerados os 
maiores consumidores de energia elétrica. Desta forma, a infraestrutura das redes de 
transmissão e distribuição foram direcionadas para esses espaços.
Sistema interligado nacional – Sin 
Segundo a (ONS, 2017), o sistema de geração e transmissão de energia elétrica do 
Brasil é considerado um sistema hidro-termo-eólico de grande porte, predominando 
26
UNIDADE I │ INtroDUção
as usinas hidrelétricas e com múltiplos proprietários. O Sistema Interligado Nacional 
(SIN) é composto pelos seguintes subsistemas: Sul, Sudeste/Centro-Oeste, Nordeste 
e a maior parte da região Norte. A interligação dos sistemas elétricos, por meio da 
malha de transmissão, favorece a transferência de energia entre os subsistemas, além 
de permitir a obtenção de ganhos sinérgicos e explorar a diversidade entre os regimes 
hidrológicos das bacias. 
A integração dos recursos de geração e transmissão permite o atendimento ao mercado 
com segurança e economicidade. A figura 5 ilustra a sala de controle do Centro Nacional 
de Operação do Sistema (CNOS).
Figura 5. sala de controle do centro nacional de operação do sistema (cnos).
Fonte: ons (2017). disponível em: <http://www.ons.org.br/images/educativo/galeria_fotos/sala%20de%20controle%20do%20
cnos_Brasilia.jpg>. acesso em: 13/11/2017. 
Usinas hidrelétricas compõem a capacidade instalada de geração do SIN que são 
distribuídas em dezesseis bacias hidrográficas de diferentes regiões do Brasil. 
A instalação de usinas eólicas nos últimos anos, principalmente nas regiões Nordeste e 
Sul, apresentou um forte crescimento, aumentando a importância deste tipo de geração 
para o atendimento do mercado. 
As usinas térmicas, geralmente localizadas próximas dos principais centros de carga, 
desempenham um importante papel estratégico, pois contribuem para a segurança do 
SIN. Elas são despachadas em função das condições hidrológicas vigentes, em que são 
permitidas a gestão dos estoques de água armazenada nos reservatórios das usinas 
hidrelétricas assegurando assim o atendimento futuro. Os sistemas de transmissão 
27
Introdução │ unIdAdE I
possibilitam o suprimento do mercado consumidor e integram as diferentes fontes de 
geração de energia. 
Sendo a maior parte da capacidade de geração no Brasil oriundas da hidrelétrica, 
os montantes gerados nacionalmente dependem do regime de chuvas nas bacias 
hidrográficas, que variam entre as regiões do Brasil.
O fornecimento de energia ficou mais eficiente e menos sujeito às possíveis restrições 
de oferta regionais devido a interligação elétrica das usinas, por meio do Sistema 
Interligado Nacional. A energia gerada em uma região com grande quantidade de água 
pode ser redirecionada de forma a equilibrar o sistema como um todo. A operação 
do SIN é centralizada, garantindo que as decisões de despacho das usinas geradoras 
sejam tomadas de tal forma a contemplar as necessidades nacionais de abastecimento 
de energia. A minimização dos custos futuros associados à eventual falta de energia é 
um dos critérios da operaçãocentralizada, o que pode provocar significativos prejuízos 
para o país.
Como instrumentos de manobra para o gerenciamento da falta de energia, são também 
utilizadas usinas termoelétricas (ou termelétricas), pois estas não dependem de regimes 
sazonais para a produção de energia elétrica. Desta forma, o despacho de uma usina 
termelétrica hoje em dia pode ajudar na economia de água no futuro, considerando 
que dentro de um cenário de escassez, pode resultar em menores riscos de déficit para 
o setor.
Sistema interligado nacional e o mercado 
brasileiro
Em março de 2013, a capacidade instalada da matriz de energia elétrica do Brasil 
alcançou 122,9 mil megawatts (MW), uma potência 64,3% maior do que os 74,8 mil 
MW instalados em dezembro de 2001. Considerado este um aumento significativo, o 
Sistema Interligado Nacional (SIN) exige uma coordenação sistêmica para garantir que 
a energia gerada pelos 2.800 empreendimentos em operação chegue ao consumidor 
com segurança, garantindo o suprimento de forma contínua e com qualidade, além dos 
preços acessíveis para todos.
Essa coordenação é feita pelo Operador Nacional do Sistema (ONS), cuja função é 
controlar a operação eletro-energética das instalações de geração e de transmissão 
de energia elétrica do Sistema Interligado Nacional, no qual predomina a fonte 
hidrelétrica.
28
UNIDADE I │ INtroDUção
Para operar o SIN, o ONS conta com cinco Centros de Operação espalhados pelo país 
(como visto na seção anterior, a figura 5 ilustra um Centro Nacional de Operação do 
Sistema) que realizam a coordenação, supervisão e o controle da operação de toda a 
matriz de energia elétrica do Brasil. No ano, esses centros controlam mais de 49 mil 
intervenções e recebem, a cada 4 segundos, mais de 40 mil registros de medidas, além 
de gravar mais de 10 milhões de registros por dia. Eles também têm à disposição 761 
instruções de operação e 1.040 diagramas atualizados.
Apenas 2,2% da geração de eletricidade do país ainda se encontra fora do SIN, em 
pequenos sistemas elétricos dimensionados para o atendimento de necessidades 
localizadas, conhecidos como Sistemas Isolados, que se encontram, principalmente, na 
região amazônica. Atualmente, o SIN atende 98% do mercado brasileiro. 
Para maiores informações sobre o diagrama esquemático, operação, gestão e 
distribuição das usinas hidrelétricas do Brasil pelo SIN, visite o seguinte mapa 
de distribuição na página da ONS: <http://www.ons.org.br/images/conheca_
sistema/mapas_g/Hidrel%C3%A9tricas2013-2017_Mai2013.png>.
Matriz mais limpa
Baseando-se nas pesquisas realizadas pela Empresa de Pesquisa Energética (EPE), 
o governo do Brasil precisará contratar 52 giga watts (GW) de potência instalada 
para o SIN até o ano de 2021, dado o crescimento da atividade econômica do País. 
As projeções levam em consideração uma expansão média anual do PIB (Produto Interno 
Bruto) de 4,7% nos próximos dez anos. A ideia é que a maior parte das contratações seja 
feita apenas de fontes renováveis, como as hidrelétricas, eólicas e termelétricas que 
são baseadas em biomassa, soluções ambientalmente vantajosas para o país. Com essa 
nova expansão, o total do Sistema Interligado Nacional passará dos atuais 122,9 mil 
MW para 174,2 mil MW nos próximos dez anos. 
Hidrelétricas de grande porte como as de Santo Antônio, Jirau e Belo Monte estão em 
andamento. Quando a usina de Belo Monte estiver concluída, será a terceira maior do 
mundo. Esses projetos continuarão a manter o Brasil como o maior mercado mundial 
de energias renováveis. 
As usinas hidrelétricas em operação respondiam por 68,9% da matriz de energia elétrica 
brasileira, em março de 2013. A segunda maior fonte é a termoelétrica, responsável 
por 29,4% da capacidade instalada, incluindo a fonte nuclear (1,6%). Outra fonte 
participante da matriz de energia elétrica é a eólica (1,7%).
29
Introdução │ unIdAdE I
importância das fontes alternativas na matriz 
elétrica nacional
A matriz energética no Brasil possui grande participação de fontes renováveis, o que 
contribui para que as emissões do setor energético sejam relativamente baixas quando 
comparadas as dos países desenvolvidos. Contudo, o crescimento previsto deste setor 
pode aumentar significativamente as emissões do país. 
O uso racional da energia elétrica, o crescente aumento da demanda energética e a 
preocupação com as questões ambientais tem norteado a procura por uma maior 
eficiência da atual matriz energética brasileira. Neste cenário, a busca por fontes 
alternativas de energia integradas à rede possibilita o desenvolvimento de todas as 
regiões do país, provoca um menor impacto ambiental possível.
Nas últimas décadas, o aumento do consumo energético no Brasil tem originado um 
impacto negativo sobre o ambiente, o que contribui para a implementação de novas 
estratégias energéticas e ambientais. A utilização racional dos recursos naturais para 
satisfazer as necessidades humanas atuais, sem comprometer os recursos para as 
gerações futuras, são preocupações da sustentabilidade ambiental.
Os aproveitamentos do sol, a utilização do vento para conversão em energia, são 
formas que tendem a minimizar a emissão de poluentes na atmosfera, uma vez que não 
requerem processos de combustão.
Para conhecer mais sobre o sistema de geração de energia elétrica no Brasil, 
consulte:
 » RIBEIRO, Amarolina. Distribuição de energia elétrica no Brasil. Brasil 
Escola. Disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/geografia/
distribuicao-energia-eletrica-no-brasil.htm>. Acesso em: 23 de julho 
de 2017. 
 » ONS. Operador Nacional do Sistema Elétrico. Sistema Interligado 
Nacional. Disponível em: <http://www.ons.org.br/conheca_
sistema/o_que_e_sin.aspx>. Acesso em: 23 de julho de 2017.
Atualmente, considerando todas as fontes e a importação de outros países, a matriz de 
energia elétrica brasileira é apresentada na tabela 4. 
30
UNIDADE I │ INtroDUção
tabela 4. relação de matriz de energia elétrica do Brasil.
Fonte Capacidade Instalada Total
Origem Fonte Nível 1
Fonte Nível 
2
N° de 
Usinas
(KW ) %
N° de 
Usinas
(KW ) %
Biomassa
Agroindustriais
Bagaço de 
Cana-de-
Açúcar
397 11.047.910 6,8328 415 415 415
Biogás-AGR 3 1.822 0,0011 3 3 3
Capim Elefante 3 65.700 0,0406 86 86 86
Casca de Arroz 12 45.333 0,0280 13 13 13
Biocombustíveis 
líquidos
Etanol 1 320 0,0001 17 17 17
Floresta
Óleos vegetais 2 4.350 0,0026 451 451 451
Carvão Vegetal 7 41.197 0,0254 22 22 22
Gás de Alto 
Forno - 
Biomassa
10 114.265 0,0706 163 163 163
Lenha 3 15.650 0,0096 1 1 1
Licor Negro 17 2.273.036 1,4058 2206 2206 2206
Resíduos 
Florestais
49 385.100 0,2381 1266 1266 1266
Resíduos animais Biogás - RA 13 4.439 0,0027 2 2 2
Resíduos sólidos 
urbanos
Biogás - RU 16 120.384 0,0744 51 51 51
Carvão - RU 1 2.700 0,0016 11.160.765 11.160.765 11.160.765
Eólica Cinética do vento Cinética do vento 451 10.943.243 6,7681 4.670 4.670 4.670
Fóssil
Carvão mineral
Calor de 
Processo - CM
1 24.400 0,0150 2.829.248 2.829.248 2.829.248
Carvão Mineral 12 3.317.465 2,0517 4.439 4.439 4.439
Gás de Alto 
Forno - CM
9 390.130 0,2412 123.084 123.084 123.084
Gás Natural
Calor de 
Processo - GN
1 40.000 0,0247 10.943.243 10.943.243 10.943.243
Gás Natural 162 12.977.729 8,0263 3.731.995 3.731.995 3.731.995
Outros Fósseis
Calor de 
Processo - OF
1 147.300 0,0911 13.017.729 13.017.729 13.017.729
Petróleo
Gás de 
Refinaria
6 315.560 0,1951 147.300 147.300 147.300
Óleo 
Combustível
73 4.058.051 2,5098 10.024.775 10.024.775 10.024.775
Óleo Diesel 2109 4.670.836 2,8887 99.368.727 99.368.727 99.368.727
Outros 
Energéticos de 
Petróleo
18 980.328 0,6063 1.990.000 1.990.000 1.990.000
Hídrica Potencial hidráulico
Potencial 
hidráulico1266 99.368.727 61,457 172.234 172.234 172.234
Nuclear Urânio Urânio 2 1.990.000 1,2307 6,9026 6,9026 6,9026
Solar Radiação solar Radiação solar 51 172.234 0,1065 0,0028 0,0028 0,0028
Importação
Paraguai 5.650.000 3,4943
5,0529
Argentina 2.250.000 1,3915
Venezuela 200.000 0,1236
Uruguai 70.000 0,0432
Total 4696 161.688.209 100 4696 161.688.209 100
Fonte: aneel. disponível em: <http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/capacidadebrasil/operacaocapacidadeBrasil.cfm>. 
acesso em: 14/11/2017.
31
Introdução │ unIdAdE I
Com base nos dados do capítulo 2, verifique as questões a seguir.
 » Como é formada a rede de geração e distribuição de energia elétrica 
no Brasil? 
É constituída por uma rede complexa de geradores e transmissores, com 
a finalidade conduzir a energia elétrica desde o local de sua geração até o 
lugar onde será consumida. Esse sistema conecta unidades geradoras, vias de 
transmissão e distribuição e seus consumidores finais da energia elétrica, de 
forma integrada ou não.
 » Qual estimativa atual da formação de unidades consumidores de 
energia elétrica no Brasil?
Atualmente no Brasil, cerca de 80 milhões de Unidades Consumidoras 
(correspondente a um único consumidor e se refere ao ponto de entrega de 
energia com medição individualizada). A maior parte das UCs, totalizando 85%, 
são unidades residenciais, porém, a indústria é responsável por 35% do consumo 
de energia elétrica no país.
 » Como são classificadas as unidades consumidoras de energia no Brasil?
Residencial, industrial, comercial, rural e demais classes.
 » O que é e qual atuação do SIN no Brasil?
O Sistema Interligado Nacional (SIN) é composto pelos seguintes subsistemas: 
Sul, Sudeste/Centro-Oeste, Nordeste e a maior parte da região Norte. 
A interligação dos sistemas elétricos, por meio da malha de transmissão, favorece 
a transferência de energia entre os subsistemas, além de permitir a obtenção 
de ganhos sinérgicos e explorar a diversidade entre os regimes hidrológicos 
das bacias. A integração dos recursos de geração e transmissão permite o 
atendimento ao mercado com segurança e economicidade.
32
unidAdE ii
fontES dE 
gErAção dE 
EnErgiA
CAPÍtuLo 1 
fontes de geração de energia
fontes de geração de energia
As fontes de energia são recursos que podem ser oriundos da natureza ou não, e são 
utilizados pela sociedade e pelo homem, para a geração de algum tipo de energia. 
A energia gerada é utilizada para diversos fins, com o objetivo de fornecer resultados de 
trabalho, como exemplo, o deslocamento de veículos, a geração de calor ou produção 
de eletricidade. É uma área de grande relevância e estratégica no cenário geográfico 
e político do mundo. O desenvolvimento dos países depende de uma infraestrutura 
energética capaz de suprir as demandas de sua população e de suas atividades 
econômicas. 
As fontes de energia também são consideradas uma questão de conservação ambiental, 
pois graves impactos sobre a natureza podem ser ocasionados dependendo das 
formas de utilização dos diferentes recursos. Os meios de transporte, de comunicação, 
iluminação, além das residências, indústrias, comércios em geral, e vários campos da 
sociedade, dependem totalmente da disponibilidade de energia. 
Com o crescimento socioeconômico de diversos países, a procura por recursos para 
a geração de energia cresce a cada ano, aumentando também o caráter estratégico e 
até disputas internacionais em busca desses recursos. As fontes de energia podem ser 
classificadas de diferentes formas, de acordo com a capacidade natural de reposição 
de seus recursos. As fontes renováveis e as fontes não renováveis fazem parte desta 
classificação. 
33
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Para maiores informações sobre fontes de energia renováveis e não renováveis, 
visite o seguinte mapa de interação e utilização de fontes de energia na página 
Portal Energia: <https://www.portal-energia.com/wp-content/uploadsthumbs/
ciclo-da-energia.jpg>.
Microgeração 
O fornecimento de energia elétrica pode causar consideráveis danos ambientais, desde 
seu processo de geração até a sua distribuição. Quanto maior for o sistema elétrico, ou 
seja, quanto maior for o trajeto entre geração e o consumo da energia, maiores poderão 
ser os impactos em razão da presença de construções e equipamentos de transmissão e 
distribuição, além de acrescentar uma perda extra de potência ao sistema. 
Quando um fluxo de potência percorre um meio, parte dessa energia é convertida 
em perdas de diferentes naturezas. Dessa maneira, a geração distribuída tem se 
tornado uma ferramenta na melhoria da eficiência e confiabilidade global do sistema 
elétrico nacional, além de ser uma ferramenta de sustentabilidade. A modalidade de 
microgeração foi criada como medida de ampliação da geração distribuída e incentivo 
à utilização de fontes renováveis de energia elétrica. Desta forma, surge então a 
necessidade de viabilizar essa modalidade da produção de energia elétrica em pequena 
escala, de analisar os impactos ambientais e os impactos sobre os níveis de qualidade e 
confiabilidade do sistema elétrico e dos usuários a ele conectados. 
Conceito de micro geração
A micro geração surge junto com o conceito de geração distribuída. A geração distribuída 
pode ser entendida como a instalação de pequena unidade de geração junto à rede de 
distribuição ou consumidor. No Brasil, a potência máxima de 30 MW é a mais utilizada 
para definir geração distribuída. 
Uma das vantagens desse tipo de geração é o aumento da confiabilidade do sistema 
elétrico, considerando a diminuição das perdas nas redes, de transmissão, aumento da 
disponibilidade de energia, além da diminuição da emissão de gases na atmosfera e o 
aproveitamento de recursos naturais e sistemas de cogeração. 
A micro geração distribuída é considerada toda central geradora de energia elétrica com 
potência instalada menor ou igual a 100 kW. Esse nível de potência varia de país para 
país, de acordo com a regulação local. As fontes das micro centrais devem ser baseadas 
em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada, conforme 
34
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
regulamentação da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), conectada na rede 
de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras e não despachadas 
pela ONS.
É importante diferenciar uma central geradora de energia elétrica, com potência instalada 
superior a 100 kW e menor ou igual a 1 MW para fontes (mini geração distribuída) com 
fontes baseadas em energia hidráulica, solar, eólica, biomassa ou cogeração qualificada 
(micro centrais distribuídas) conforme regulamentação da ANEEL, conectada na rede 
de distribuição por meio de instalações de unidades consumidoras. Desta forma, a 
classificação da geração distribuída então diferencia o micro gerador, com potência de 
até 100 kW, o mini gerador, com potência de até 1MW, e a geração distribuída com 
potência de até 30MW. 
O micro gerador de energia é considerado um consumidor e produtor de energia elétrica 
no Brasil. A energia é gerada para consumo próprio e seu excedente é vendido para a 
rede elétrica. Esse consumidor pode ser residencial ou comercial. 
Os sistemas de micro geração podem possuir uma única fonte, ou combinar duas ou 
mais fontes renováveis, desde que não seja excedido o limite de produção. 
São consideradas fontes apropriadas para micro geração, a energia solar fotovoltaica, 
micro geradores eólicos, microturbinas hidráulicas, biomassa e células a combustível. 
No Reino Unido, a classificação de micro geração é diferente do sistema brasileiro, que 
considera a micro geração as unidades de geração que utilizam unicamente a biomassa, 
biocombustíveis, células a combustível,células fotovoltaicas, recursos hídricos e energia 
eólica para geração de eletricidade e produção de calor com capacidade máxima de 50 
kW para eletricidade e 45kW para calor. 
fontes renováveis
As fontes renováveis de energia são aquelas que possuem a capacidade de reposição 
naturalmente, porém, algum dia elas podem se esgotar. Algumas destas fontes, como 
o vento, chuva, marés, ondas, geotérmicas e a luz solar, são permanentes, mas outras, 
como a água, biomassa e hidrogênio podem acabar, dependendo da maneira como elas 
são utilizadas. Nem toda fonte renovável de energia está livre da emissão de poluentes 
ou de impactos ambientais em larga escala. 
É importante destacar que nem todo recurso natural é renovável, ou seja, são retirados 
da natureza, porém existem em quantidade limitada. Alguns destes recursos são o 
urânio, o carvão e o petróleo. No ano de 2008, cerca de 19% do consumo mundial de 
35
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
energia veio de fontes renováveis, sendo 13% provenientes da tradicional biomassa 
(usada principalmente para aquecimento), e 3,2% a partir da hidroeletricidade.
Outras fontes de energias renováveis que constituem pequenas hidrelétricas, biomassa, 
eólica, solar, geotérmica e biocombustíveis, representaram outros 2,7% e este percentual 
está crescendo muito rapidamente. A proporção das energias renováveis na geração de 
eletricidade é de cerca de 18%, com 15% da eletricidade global vindo de hidrelétricas e 
3% de novas energias renováveis.
Algumas fontes de energia renováveis e seus funcionamentos serão descritos a seguir. 
Energia eólica
A conversão de energia cinética em energia mecânica vem sendo utilizada pela 
humanidade há mais de 3.000 anos. Os moinhos de vento tinham diferentes funções, 
como o bombeamento de água para irrigação das plantações, sendo muito importantes 
na agricultura.
O vento é um recurso energético inesgotável pela natureza e, portanto, considerado 
renovável. Em algumas regiões do mundo, a sua frequência e intensidade são 
suficientes para a geração de eletricidade por meio de equipamentos aero geradores. 
Estes equipamentos se movimentam pelas pás das hélices, movendo assim turbinas e 
geradores que convertem a energia mecânica produzida pelo vento em energia elétrica.
A utilização desse tipo de energia para a produção de eletricidade iniciou-se na década 
de 1980, na Dinamarca. Desde 1990, o setor de energia eólica vem apresentando um 
crescimento acelerado em todo o mundo. A figura 6 ilustra um exemplo de geração de 
energia eólica.
Figura 6. energia eólica. 
Fonte: mundo educação. disponível em: <http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/upload/conteudo_legenda/3f37ca20c96ec
8aac1780e7350b9558c.jpg>.
36
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
fundamentos da energia eólica
Alguns elementos que fazem parte do sistema de energia eólica serão descritos a seguir.
tipos de aero geradores
rotores de eixo vertical
Os rotores de eixo vertical possuem a vantagem de não necessitarem de meios de 
acompanhamento para variações da direção do vento, reduzindo assim a complexidade 
do projeto e os esforços devido às forças de Coriolis. Eles também podem ser movidos 
por forças de sustentação (lift) e por forças de arrasto (drag). Os principais tipos de 
rotores de eixo vertical são: Darrieus, Savonius e turbinas com torre de vórtices. 
Os rotores do tipo Darrieus são movidos por forças de sustentação e são constituídos 
por lâminas curvas de perfil aerodinâmico, atadas pelas duas pontas ao eixo vertical. 
A figura 7 ilustra um aero gerador de eixo vertical.
Figura 7. aero gerador experimental de eixo vertical.
Fonte: cresesB. disponível em: <http://www.cresesb.cepel.br/images/tutorial_eolica/image029.jpg>.
rotores de eixo horizontal
Os rotores de eixo horizontal são os mais comuns. Eles são movidos pelas forças de 
sustentação e forças de arrasto. Um corpo que impede o movimento do vento sofre a ação 
de forças que atuam perpendicularmente ao escoamento (forças de sustentação) e de 
forças que atuam na direção do escoamento (forças de arrasto). Ambas são proporcionais 
ao quadrado da velocidade relativa do vento e as forças de sustentação dependem da 
37
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
geometria do corpo e do ângulo de ataque (que é formado entre a velocidade relativa do 
vento e o eixo do corpo).
Os rotores que giram predominantemente sob o efeito de forças de sustentação 
permitem liberar muito mais potência do que aqueles que giram sob efeito de forças de 
arrasto, para uma mesma velocidade de vento.
Os rotores de eixo horizontal ao longo do vento (convencionais) são movidos por forças 
de sustentação e devem possuir mecanismos capazes de permitir que o disco varrido 
pelas pás esteja sempre em posição perpendicular ao vento. Estes rotores podem ser 
constituídos de uma pá e contrapeso, duas pás, três pás ou múltiplas pás (multivane 
fans). As pás podem ter as mais variadas formas e empregar os mais variados materiais. 
Em geral, utilizam-se pás rígidas de madeira, alumínio ou fibra de vidro reforçada.
Sobre a posição do rotor em relação à torre, o disco varrido pelas pás pode estar a jusante 
do vento (down wind) ou a montante do vento (up wind). Quando o disco varrido pelas 
pás está jusante ao do vento, a sombra da torre provoca vibrações nas pás. Quando o 
disco está montante do vento, a sombra das pás provoca esforços vibratórios na torre. 
Os sistemas a montante do vento necessitam de mecanismos de orientação do rotor 
com o fluxo de vento, enquanto nos sistemas a jusante do vento, a orientação é realizada 
automaticamente. Os rotores mais utilizados para geração de energia elétrica são os de 
eixo horizontal do tipo hélice, que são normalmente compostos de 3 pás ou, em alguns 
casos, quando as velocidades médias são muito altas e há possibilidade de geração de 
maior ruído acústico, 1 ou 2 pás. A figura 8 ilustra os componentes de um aero gerador 
de eixo horizontal. 
a. Componentes de um aero gerador de eixo horizontal:
 › Pás + Rotor.
 › Transmissão Mecânica.
 › Gerador Elétrico (Conversor).
 › Sistema de Controle e freio.
 › Sistema Estrutural – torre. 
 › Sistema de refrigeração.
 › Sistema de monitoramento.
 › Controle.
38
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
 › Proteção.
 › Nacele.
 › Torre.
Figura 8. componentes de um aero gerador de eixo horizontal.
Fonte: <http://s3.amazonaws.com/magoo/aBaaaauYgaI-7.jpg>. acesso em: 14/11/2017.
Algumas opções de configuração relacionadas ao projeto de uma turbina e que são 
escolhidas conforme estudos técnicos e econômicos são listadas a seguir.
 » Número de pás do rotor.
 » Orientação do rotor com relação à torre.
 » Material em que são feitas as pás, método de construção, perfil do 
aerofólio.
 » Projeto do cubo: rígido, flexível, em balanço.
39
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
 » Controle do torque aerodinâmico: estol e controle de passo.
 » Velocidade do rotor: fixa ou variável.
 » Orientação do rotor com relação à direção do vento: livre ou mecanismo 
ativo.
 » Gerador elétrico: síncrono ou assíncrono (gaiola de esquilo ou rotor 
bobinado).
 » Multiplicação de velocidade do rotor: com caixa de engrenagem (eixo 
paralelo ou planetário), sem caixa de engrenagem (acoplamento direto 
do gerador elétrico ao eixo de baixa rotação).
Para maiores informações sobre princípio de funcionamento do aero gerador, 
visite o seguinte site: <https://evolucaoenergiaeolica.files.wordpress.
com/2012/06/aerogeradores.gif>.
b. Considerações sobre especificação do aero gerador:
 › Rotor eólico: pás, cubo do aero gerador, mecanismos de controle de 
passo.
 › Pás:
 · Aspectos considerados no projeto: aerodinâmico, estrutural.
 · Fatores que influenciam no projeto aerodinâmico: potência e 
velocidadenominal.
31
2
=Pm pAv Cp
Onde: 
Pm = Torque (T) (Newton-metro) x Velocidade angular (w)
Razão de velocidade de ponta de pá:
1
RRV
V
ω
λ = = 
Solidez = área sólida das pás (S) / pela área formada pela rotação das pás.
c. Aerofólio.
d. Número de pás.
40
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
É vantagem ter um número menor de pás em função da técnica empregada atualmente 
na fabricação das pás, tendo em vista que o custo da turbina eólica fica reduzido. 
Em comparação de desempenho entre as turbinas de uma, duas e três pás, a turbina de 
três pás possui uma maior eficiência.
Razões para obter maior estabilidade:
 » O momento polar de inércia é constante em relação ao movimento de 
guinada do rotor.
 » Possui uma menor velocidade rotacional para uma mesma produção de 
energia.
 » Menor ruído.
 » Atualmente, as turbinas de três pás são as mais usadas pois possuem o 
sistema menos complexo para absorver os impactos das cargas do rotor 
com a turbina.
e. Controle de potência do rotor:
Em relação ao controle de potência do rotor, o método emprega o controle (estol ou 
controle de passo) e tem um efeito significante no projeto das pás no que diz respeito à 
escolha do aerofólio.
f. Orientação do rotor:
A orientação do rotor em relação à torre tem efeito na geometria das pás de forma 
secundária, relacionada à inclinação das pás em relação ao plano de rotação.
Outros aspectos relativos ao projeto das pás:
 » Conexão ao cubo.
 » Proteção contra descargas atmosféricas.
 » Sistema de aquecimento.
g. Fatores restritivos ao projeto da torre:
 › Estético.
 › Econômico.
 › Aerodinâmico.
41
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
 › Estrutural – posicionamento das pás – fadiga.
 › Regime esperado de vento – fatores climáticos.
 › Facilidade de acesso.
 › Disponibilidade de equipamento para transporte e içamento.
h. Sistema integrado à rede elétrica.
Figura 9. sistema integrado a rede elétrica.
grupo eólico com gerador com: (a) rotor bobinado; (b) rotor de ímãs permanentes. (carvalho, 2006)
Fonte: neves (2014). 
Ampliação da produção de energia eólica no Brasil
No ano de 2016, foi apurado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) uma 
expansão de 2.491 MW, e a Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE) 
42
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
também registrou um aumento de 53,4% em relação ao ano de 2015. Desta forma, 
confirma-se a liderança do Brasil na produção dessa energia renovável.
A geração dessa fonte renovável tem uma tendência em aumentar nos próximos anos, 
inclusive, baratear o custo da geração de energia no país. Atualmente, mais de 7% de 
toda a energia produzida no Brasil é de energia eólica. Considerando que a energia 
eólica é mais barata em comparação com a energia gerada em usinas hidrelétricas, ela 
possui uma tendência de crescimento muito grande.
Para saber mais sobre a ampliação da energia eólica no Brasil, acesse o vídeo: 
Brasil amplia produção de energia eólica. Disponível em: <https://youtu.be/
efoodYAdbvA>. Acesso em: 27 de jul. 2017.
nordeste na liderança de geração de energia eólica
Na região Nordeste atualmente 50% da energia gerada é eólica, e a tendência é que 
isso cresça. A região é beneficiada por temporadas de ventos fortes, desta forma, ela 
continua sendo o maior polo brasileiro de geração de energia eólica. O Rio Grande do 
Norte foi o principal estado gerador no Brasil no ano de 2016. As usinas potiguares 
produziram 1.206 MW médios no período, representando um aumento de 50% em 
relação ao ano de 2015. 
Em razão do alto custo de seus equipamentos, atualmente a energia eólica não é tão 
utilizada no mundo. Alguns países como Estados Unidos, China e Alemanha já adotaram 
substancialmente esse recurso. A principal vantagem deste tipo de geração de energia 
é a não emissão de poluentes na atmosfera e os baixos impactos ambientais. A fgura 25 
ilustra os dados da energia eólica no Brasil. 
Para maiores informações sobre a capacidade de energia eólica no Brasil, visite 
o seguinte site: <http://www.brasil.gov.br/infraestrutura/2017/03/brasil-e-o-
maior-gerador-de-energia-eolica-da-america-latina>.
Energia solar
Uma outra fonte de energia renovável é a energia solar. Ela aproveita a luz do sol para 
a geração de eletricidade e também para o aquecimento da água. Este tipo de energia 
é uma boa opção na busca por alternativas que impactam menos o meio ambiente, 
pois consiste numa fonte energética renovável e limpa, pois não emite poluentes. 
Normalmente, ela é utilizada em locais mais isolados, secos e ensolarados. 
43
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Duas formas de aproveitamento da energia solar são existentes, sendo a fotovoltaica e 
a térmica. Para energia solar fotovoltaica, são utilizadas células específicas que lançam 
mão do chamado “efeito fotoelétrico” para a produção de eletricidade. Para energia 
solar térmica, o aquecimento da água é utilizado tanto para uso direto quanto para a 
geração de vapor. Este atuará em processos de ativação de geradores de energia, mas 
também podem ser utilizados também outros tipos de líquidos.
A energia solar ainda não é muito utilizada mundialmente devido ao seu alto custo. 
Aos poucos seu aproveitamento vem crescendo com a instalação de placas em 
residências, indústrias e grandes empreendimentos e também na construção de usinas 
solares voltadas para a geração de energia elétrica. 
A obtenção da energia solar pode ocorrer pela forma direta e indireta. Pela forma direta, 
a energia é obtida por meio de células fotovoltaicas, utilizando geralmente material base 
silício. Quando a luz solar atinge as células, ela é diretamente convertida em eletricidade. 
O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons incidem sobre os átomos, proporcionando 
a emissão de elétrons, que gera corrente elétrica. Os preços destas células são bem 
elevados. Pela forma indireta, a energia é obtida pela construção de usinas em áreas 
de grande insolação, pois como a energia solar atinge a Terra de forma tão difusa, ela 
requer captação em grandes áreas. Nestas áreas, são distribuídos centenas de coletores 
solares conforme ilustrado na figura 10.
Figura 10. painel fotovoltaico.
Fonte: <http://www.brasil.gov.br/infraestrutura/2016/01/brasil-estara-entre-os-20-paises-com-maior-geracao-solar-em-2018/
solarpowerplantserpac.jpg/@@images/618e1b80-3c8b-4d86-a6a7-fc669baed123.jpeg>. acesso em: 14/11/2017.
Alguns países utilizam bastante este tipo de energia. Por exemplo, em Israel, 
aproximadamente 70% das residências possuem coletores solares. Outros países adeptos 
à utilização da energia solar são Estados Unidos, Alemanha, Japão e Indonésia. Já no 
44
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
Brasil, a utilização de energia solar está aumentando significativamente, principalmente 
pela utilização do coletor solar destinado ao aquecimento de água.
Como foi observado, a energia solar possui aspectos bastante positivos em relação à sua 
abundância, e pelo fato de ser renovável e limpa. Porém, ela ainda é pouco utilizada, 
pois os custos para a obtenção são muito elevados, não sendo viável economicamente. 
Para baratear os custos de instalação e aumentar a eficiência, necessita-se de pesquisas 
e maior desenvolvimento tecnológico.
Componentes de um sistema fotovoltaico
Existem dois tipos básicos de sistemas fotovoltaicos: os sistemas isolados (Off-grid) e 
os conectados à rede (Grid-tie).
A instalação dos sistemas isolados é realizada em locais remotos ou onde há um custo 
elevado para se conectar à rede elétrica. Já os sistemas conectados à rede, substituem 
ou complementam a energia elétrica convencional disponível na rede elétrica. A fgura 
11 ilustra um sistema de energia fotovoltaico utilizado em uma residência.
Figura11. sistema de energia solar fotovoltaica.
Fonte: <https://www.neosolar.com.br/images/saiba-mais/energia_solar_fotovoltaica-off-grid.jpg>. acesso em: 14/11/2017.
De acordo com a figura 11, um sistema fotovoltaico é composto por quatro componentes 
básicos: 
 » Painéis solares – painéis responsáveis por transformar energia solar 
em eletricidade.
45
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
 » Controladores de carga – responsáveis por evitar sobrecargas ou 
descargas exageradas na bateria, aumentando sua vida útil e desempenho.
 » Inversores – responsáveis por transformar a corrente contínua (CC) 
das baterias em corrente alternada (AC), ou outra tensão desejada.
 » Baterias – as baterias armazenam a energia elétrica para que o sistema 
possa ser utilizado quando não há sol.
Convém destacar que um sistema isolado necessita de baterias e controladores de carga, 
já um sistema conectado à rede funciona somente com painéis e inversores, pois não 
precisam armazenar energia.
irradiação solar
A constante solar, que corresponde ao valor de 1367 W/m2, é conhecida como a 
densidade média anual do fluxo energético proveniente da radiação solar. Ela é medida 
no plano perpendicular em relação a direção de propagação dos raios solares no topo 
da atmosfera.
Cerca de 54% da irradiação solar que incide no topo da atmosfera é refletida em torno 
de 7% e absorvida em torno de 47% pela superfície terrestre. Os demais 46% são 
absorvidos ou refletidos diretamente pela atmosfera. A potência total disponibilizada 
pelo sol a Terra é cerca de 94 mil TW que chegam efetivamente a superfície terrestre. 
A figura 12 exemplifica a distribuição de irradiação solar sobre a superfície da Terra.
Figura 12. distribuição de irradiação solar sobre a superfície da terra.
Fonte: manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos – João tavares pinho / marcos antônio galdino – cepel dte – 
cresesB.
46
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
Brasil estará entre os 20 países com maior geração 
solar em 2018
No ano de 2014, houve a primeira contratação de energia solar de geração pública 
centralizada, e, no ano de 2015, mais dois leilões ocorreram, totalizando 2.653 MW. 
A potência instalada de geração de energia solar fotovoltaica contabilizada no final do 
ano de 2014 foi de 180 Gigawatts, sendo 40,2 Gigawatts a mais que o ano de 2013. 
No ano de 2018, o Brasil deverá estar entre os 20 países com maior geração de energia 
solar, considerando-se a potência já contratada e a escala da expansão dos demais 
países. O Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE 2024) estima que a capacidade 
instalada de geração solar chegue a 8.300 MW em 2024, sendo 7.000 MW geração 
descentralizada e 1.300 MW distribuída. A proporção de geração solar deve chegar a 
1% do total.
Estudos para o planejamento do setor elétrico em 2050 estimam que 18% dos domicílios 
no Brasil contarão com geração fotovoltaica (8,6 TWh) ou 13% da demanda total de 
eletricidade residencial.
Para saber mais sobre a energia solar no Brasil, veja os vídeos abaixo: 
Maior parque de energia solar do Brasil entra em funcionamento no oeste 
baiano. Disponível em: <http://g1.globo.com/bahia/jornal-da-manha/videos/v/
maior-parque-de-energia-solar-do-brasil-entra-em-funcionamento-no-oeste-
baiano/5919557/>. Acesso em: 27 de jul. 2017.
Cidades e Soluções: As novas tecnologias sobre energia solar no Brasil. Disponível 
em: <http://g1.globo.com/globo-news/cidades-e-solucoes/videos/v/cidades-
e-solucoes-as-novas-tecnologias-sobre-energia-solar-no-brasil/5189597/>. 
Acesso em: 27 de jul. 2017.
Reportagem do Fantástico sobre a Energia Solar Fotovoltaica no Brasil. Disponível 
em: <https://www.youtube.com/watch?v=2jkyJoi-DZU>. Acesso em: 27 de jul. 
2017.
Energia hidrelétrica
O aproveitamento hidráulico da água dos rios para a movimentar as turbinas de 
eletricidade corresponde a energia hidrelétrica (ou hidroelétrica). Chamamos de energia 
potencial o nome dado a força da água em movimento. Essa água passa por tubulações 
da usina com grande força e velocidade, e realiza a movimentação das turbinas. 
47
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Nesse processo, ocorre a transformação de energia potencial (provida da água) em 
energia mecânica (produzida pelo movimento das turbinas). Em um gerador estão 
conectadas as turbinas em movimento, sendo responsável pela transformação da 
energia mecânica em energia elétrica. A figura 13 ilustra a usina hidroelétrica de Itaipu.
Figura 13. usina hidroelétrica de Itaipu.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/upload/e/energia%20hidreletrica2.jpg>. acesso em: 
14/11/2017.
Pelo fato de o Brasil ter um grande potencial que corresponde a quantidade de rios 
propícios para a geração de hidroeletricidade, essa é a principal fonte de energia 
elétrica do país, ao lado das termoelétricas. Nas usinas hidroelétricas, são construídas 
barragens no leito do rio para o manter a água (represa) que será utilizada no processo 
de geração de eletricidade. A construção destas barragens em rios que apresentem 
desníveis em seus terrenos, são mais aconselháveis, pois tem por objetivo diminuir 
a superfície inundada. Desta forma, a instalação dessas usinas em rios de planalto 
é recomendada, sendo também possível em rios de planícies, porém com impactos 
ambientais maiores.
No ano de 2014, a eficiência energética das hidrelétricas foi muito alta, em torno de 
65,2%. O investimento inicial e os custos de manutenção são elevados, porém, o custo 
do combustível (que é a própria água) é nulo.
geração de energia elétrica a partir de usina hidrelétrica
A formação do sistema de geração de energia elétrica a partir da estrutura de uma usina 
hidrelétrica será detalhada a seguir.
48
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
a. Princípio de funcionamento:
Considere o seguinte cálculo de potência:
P = m.g.HQ
Onde:
HQ = queda bruta
m = massa que cai/seg
g = aceleração da gravidade
Se a água que cai se origina de um rio com velocidade v’, considere:
P = m.g.H + 1/2 m.v’2
Onde:
1/2 m.v’2 em geral pode ser desprezada pois v’ é muita pequena.
Figura 14. conceito de queda d’água.
Fonte: <http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/galerias/imagem/0000003523/md.0000039126.png>. acesso 
em: 14/11/2017.
49
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
b. Produção de energia em relação a vazão da água:
Troca-se m/seg por Q (vazão) => m3/s
Onde:
ρ = m/Q
Q é o volume de água que escoa por segundo através do tubo (vazão)
P = g.H.Q
Onde:
g é aceleração da gravidade (9,81m/s2)
ρ = 1.000 kg/m3
Potência = 9,81 H. Q (kW), sendo H = metros e Q = m3/s
3
t g HPg g. .10 . . . .Q.h [kW]
−= ρ η η η
Figura 15. conceito de função de produção de energia em relação a vazão da água.
Fonte: próprio autor.
50
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
c. Quanto à potência 
Classificação das hidroelétricas quanto à potência.
 » Micro: P < 100 kw
 » Mini: 100 < P < 1.000 kw
 » Pequenas: 1.000 < P < 30.000 kw
 » Médias: 30.000 < P < 150.000 kw
 » Grandes: P > 150.000 kw
d. Quanto à altura de queda d’água
Classificação das hidroelétricas quanto à altura de queda d’água.
 » Baixíssima: H < 10 metros.
 » Baixa: 10 < H < 50 metros.
 » Média: 50 < H < 250 metros.
 » Alta: H < 250 metros.
e. Quanto à forma de captação da água:
Classificação das hidroelétricas quanto à forma de captação de água.
 » Leito de rio ou de barramento.
 » Desvio ou em derivação.
f. Pontos a serem analisados para a instalação de uma central hidrelétrica
 › Potência mecânico – hidráulica disponível.
 › Potência utilizável.
 › Possibilidade de transporte dos componentes ao parque gerador.
 › Custo das obras civis.
 › Custos dosequipamentos de ação direta e dos equipamentos auxiliares.
 › Custo de manutenção.
51
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
 › Rendimento dos equipamentos de ação direta (turbina e gerador).
 › Custo das áreas inundáveis.
 › Valores das áreas no entorno do reservatório.
 › Aspectos ligados à geologia e à localização do reservatório e da 
barragem.
turbinas
Máquinas de fluxo
Os fluidos mecânicos são dispositivos que direcionam o fluido com lâminas ou pás 
fixadas em turbo máquinas, que é um elemento rotativo. Nas máquinas de deslocamento 
positivo, a transferência de energia é realizada por variações de volume no qual o fluido 
está confinado. A troca de energia em uma turbomáquina é resultado da interação entre 
o rotor sobre a corrente de fluido. As turbomáquinas podem ser classificadas de acordo 
com a geometria do percurso do fluido. 
 » máquinas de fluxo radial (ou centrífugas) – a trajetória do fluido é radial.
 » máquinas axiais – a trajetória do fluxo é paralela à linha de centro da 
máquina.
 » máquinas de fluxo misto – a direção da trajetória do fluido varia 
moderadamente.
As bombas são as máquinas que adicionam energia a um fluido de forma a realizar 
o trabalho sobre o fluido quando o escoamento é líquido ou pastoso. As turbinas são 
as máquinas que extraem energia de um fluido na forma de trabalho. Nas turbinas 
hidráulicas, o fluido de trabalho é a água.
tipos de turbinas
Os principais tipos de turbinas hidráulicas são listados a seguir. Cada um dos tipos 
tem suas vantagens para certas combinações de altura de queda e vazão. As turbinas 
também podem ser montadas com o eixo no sentido vertical ou horizontal.
 » Turbinas Pelton: são turbinas de impulsão que são acionadas por jatos 
livres de alta velocidade. A pressão e a velocidade relativa ao rotor não 
mudam enquanto o fluido passa sobre as conchas da turbina. A aceleração 
e a queda de pressão do fluido ocorrem em bocais externos às pás.
52
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
Figura 16. turbina pelton.
Fonte: mspc. disponível em: <http://www.mspc.eng.br/fldetc/fld_turb_10.shtml>. acesso em: 14/11/2017.
 » Turbinas Francis: são turbinas de reação, na qual a água entra 
circunferencialmente através da carcaça da turbina e escoa em direção 
ao rotor. A água que entra no rotor é defletida para baixo para sair na 
direção axial. Quando ela sai do rotor, escoa-se através de um difusor 
conhecido como tubo de extração antes da entrada no coletor.
Figura 17. turbina Francis.
Fonte: <https://pt.wikipedia.org/wiki/turbina_hidr%c3%a1ulica#/media/File:Hydroelectricturbine.jpg>. acesso em: 14/11/2017.
 » Turbinas Kaplan: é uma turbina hélice de reação, na qual a entrada 
de água é similar à turbina Francis, porém, mas é defletida para escoar 
quase axialmente antes da entrada no rotor.
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Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Figura 18. turbina de Hélice tipo Kaplan.
Fonte: <http://www.exatecno.net/ampliacion/energia/turbinaKaplan03-Funcionamie.jpg>. acesso em: 14/11/2017.
 » Turbinas Bulbo: é uma unidade geradora formada por uma turbina 
Kaplan e um gerador envolto por uma cápsula. Esta cápsula fica imersa 
no fluxo d´água e o gerador fica posicionado no mesmo eixo do rotor, 
possibilitando seu uso em locais de pouca queda d’água.
Figura 19. turbina Bulbo.
Fonte: <http://pt.made-in-china.com/co_aerospace/product_Bulb-tubular-type-micro-Hydro-turbine_esuysisoy.html>. acesso 
em: 14/11/2017
Características de desempenho do sistema
Para a especificação das máquinas de fluxo para os sistemas de escoamento, a equipe 
deve conhecer algumas variáveis como o aumento de pressão, o torque, o requisito 
de potência e a eficiência de uma máquina. Para uma determinada máquina, cada 
uma destas características é uma função da vazão e as características para máquinas 
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
similares dependem do tamanho e da velocidade de operação. No processo de teste de 
uma turbina, um dinamômetro é utilizado para absorver a potência gerada pela turbina, 
enquanto a velocidade e o torque são medidos. Os testes de turbinas são conduzidos à 
velocidade constante sob uma carga variável, enquanto o consumo de água é medido e 
a eficiência calculada.
a. Turbinas de impulsão
Quando a altura de carga disponível excede cerca de 300m as turbinas de impulsão 
são escolhidas. A maior parte das turbinas de impulsão são rodas Pelton. Uma turbina 
de impulsão é suprida com água com altura de carga elevada por meio de um duto de 
adução. A água é acelerada por meio de um bocal e descarregada como um jato livre 
de alta velocidade à pressão atmosférica. O jato se choca contra as pás em forma de 
concha, que são montadas na periferia de uma roda giratória. A energia cinética do 
jato é transferida enquanto ele é defletido pelas pás. A potência gerada pela turbina 
é controlada, para uma velocidade de jato constante, pela variação da vazão da água 
atingindo as pás. A água descarregada da roda, a uma velocidade relativamente baixa, 
cai dentro do coletor. 
A altura de carga bruta disponível é a diferença entre os níveis do reservatório de 
alimentação e do coletor. A altura de carga efetiva ou líquida, H, usada para calcular 
eficiência, é a altura de carga total na entrada do bocal, medida na elevação da linha do 
centro do bocal. 
Nem toda a carga líquida é convertida em trabalho na turbina, uma parte é perdida 
por ineficiência da turbina, outra parte é perdida no bocal e mais uma outra é perdida 
como energia cinética residual na saída do escoamento. O tubo de adução na prática é 
geralmente dimensionado de modo que a altura de carga líquida na potência nominal 
seja 85 a 95% da altura de carga bruta.
Figura 20. diagrama de uma turbina de impulsão.
Fonte: <http://www.copel.com/hpcopel/root/pagcopel2.nsf/arquivos/turbina_hidraulica/$FIle/turbina_hidraulica.jpg>. acesso 
em: 14/11/2017.
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Fontes de geração de energia │ Unidade ii
b. Turbinas de reação
As turbinas de reação têm melhor eficiência do que as turbinas de impulsão para 
alturas de cargas menores. Em contraste com o escoamento numa bomba centrífuga, o 
escoamento numa turbina de reação possui sua entrada no rotor na seção radial mais 
externa e descarrega na seção radial mais interna, após ter transferido a maior parte de 
sua energia ao rotor. As turbinas de reação tendem a ser máquinas de alta vazão e baixa 
carga e trabalham cheias de água. Desta forma, é possível usar um tubo de extração 
para recuperar uma fração da energia cinética que permanece na água que sai do rotor. 
A altura de carga bruta disponível é a diferença entre a altura de carga do reservatório 
de alimentação e a altura de carga do coletor. A altura de carga efetiva, H, usada para 
calcular eficiência, é a diferença entre a elevação da linha de energia imediatamente a 
montante da turbina e aquela do tubo de extração da descarga. 
A carga líquida disponível para a turbina é igual a carga bruta menos as perdas na 
tubulação de alimentação e a perda de energia cinética na saída da turbina. Sem o tubo 
de extração, a velocidade na saída e a energia cinética seriam relativamente grandes, 
porém, com o tubo de extração elas são pequenas, resultando em um aumento na 
eficiência da turbina. Ainda, o difusor do tubo de extração reduz a pressão através da 
turbina e, por consequência, aumenta a produção de energia.
A turbina Francis é escolhida quando 15≤H≤300m e a turbina Kaplan é usada quando 
para cargas de 15m ou menos. O desempenho de turbinas de reação e de impulsão 
podem ser medidos da mesma forma, porém, nas turbinas de reação as cargas brutas são 
menores, e qualquer variação no nível de água durante a operação é mais significativa. 
As medições devem ser feitas para uma série de alturas de carga, com o objetivo de 
definir o desempenho deuma turbina de reação. A turbina de reação tem eficiência 
máxima superior àquela da turbina de impulsão, mas a eficiência da turbina de reação 
varia bruscamente com a carga.
Figura 21. turbina de reação.
Fonte: <http://s3.amazonaws.com/magoo/aBaaag7vmag-12.jpg>. acesso em: 14/11/2017.
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
tipos de turbinas utilizadas por usinas no Brasil
a. Itaipu – Turbinas Francis
A usina de Itaipu é considerada a maior usina hidrelétrica do mundo em geração de 
energia. 
Em 2009, a usina atingiu a quarta maior produção anual de energia. Foram 91.651.808 
megawattshora (MWh) produzidos ao longo do ano. O recorde histórico de produção 
de energia ocorreu em 2008, com a geração de 94.684.781 megawatts-hora (MWh). 
Figura 22. exemplo de unidade geradora Francis na usina de Itaipu.
Fonte: <http://assets.inhabitat.com/wp-content/blogs.dir/1/files/2016/06/linthal-hydropower-station-8-generators-rendering.
png>. acesso em: 14/11/2017.
Dados técnicos:
 » Turbinas Francis: 20 un.
 » Rotação: 90,9/92,3 rpm.
 » Vazão Nominal Unitária: 645 m³/s.
 » Queda Bruta Normal: 120 m.
b. Governador Parigot de Souza – Turbinas Pelton
No município de Antonina, a usina hidrelétrica Governador Pedro Viriato Parigot 
de Souza possui a potência de 260 MW. Seu reservatório está localizado na Rodovia 
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Fontes de geração de energia │ Unidade ii
BR-116 (trecho Curitiba – São Paulo), no município de Campina Grande do Sul, a 
50 km de Curitiba. Esta usina entrou em operação em outubro de 1970, tendo sido 
inaugurada oficialmente em 26 de Janeiro de 1971, quando entrou em operação 
comercial. Ela é a maior central subterrânea do sul do país. Inicialmente conhecida como 
Capivari-Cachoeira, a usina recebeu seu nome em homenagem ao Governador Pedro 
Viriato Parigot de Souza, que liderou o Paraná entre 1971 e 1973, e foi, também, 
presidente da Copel.
Para a sua construção, foram represadas as águas do rio Capivari, localizado no primeiro 
planalto paranaense, a 830 metros acima do nível do mar. Este represamento foi possível 
pela construção de uma barragem de terra de 58 m de altura e 370 m de comprimento. 
Na base da montanha, três grandes cavernas foram escavadas, compondo a Central 
subterrânea: sala de válvulas, sala de máquinas e sala dos transformadores.
Figura 23. roda pelton da usina gov. parigot de souza.
Fonte: <https://pt.scribd.com/doc/37528189/usinas-Hidreletricas-e-turbinas-para-geracao-de-energia>. acesso em: 
14/11/2017.
Dados técnicos:
 » Turbinas Pelton: 4 un.
 » Rotação: 514 rpm.
 » Diâmetro do conduto forçado: 3 m.
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
 » Velocidade da água: 426 km/h.
 » Queda Bruta Normal: 754 m.
c. Belo Monte – Turbinas Bulbo
A usina de Belo Monte foi projetada para ser construída no Rio Xingu, no Pará. Devido 
a discussões entre o governo e ambientalistas, ela teve duas casas de força, sendo a casa 
complementar com 6 turbinas Bulbo e a principal com turbinas Francis. Quando entrar 
em operação, a energia gerada será equivalente a 6,4% do consumo total de eletricidade 
do Brasil. No ano de 2016, iniciou-se a operação da primeira turbina da usina, em fase 
de teste.
Ficha Técnica (casa de força complementar):
 » Turbinas Bulbo: 6 un.
 » Rotação: 109,9 rpm.
 » Vazão Nominal Unitária: 320 m³/s.
 » Queda Bruta Normal: 11,5 m.
Para saber mais sobre as usinas hidrelétricas no Brasil, veja os vídeos a seguir. 
O Brasil e suas usinas hidrelétricas. Disponível em: <https://www.youtube.com/
watch?v=GtJVxVU17Xs>. Acesso em: 27 de jul. 2017.
Como funciona uma usina hidrelétrica? Disponível em: <https://www.
youtube.com/watch?v=iYPMZamqSH4>. Acesso em: 27 de jul. 2017.Usina 
de itaipú Documentário 1. Disponível em: <https://www.youtube.com/
watch?v=uBdCbCtgpDE>. Acesso em: 27 de jul. 2017.
Potencial hidrelétrico brasileiro
O potencial técnico de aproveitamento da energia hidráulica do Brasil está entre os 
cinco maiores do mundo; o país tem 12% da água doce superficial do planeta e condições 
adequadas para exploração. O potencial hidrelétrico é estimado em cerca de 260 GW, 
dos quais 40,5% estão localizados na Bacia Hidrográfica do Amazonas. A Bacia do 
Paraná responde por 23%, a do Tocantins, por 10,6% e a do São Francisco, por 10%. 
Apenas 63% do potencial foi inventariado. A Região Norte, em especial, tem um grande 
potencial ainda por explorar.
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Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Algumas das usinas em processo de licitação ou em obras na Amazônia vão participar 
da lista das dez maiores do Brasil: 
 » Belo Monte (que terá potência instalada de 11.233 megawatts). 
 » São Luiz do Tapajós (8.381 MW). 
 » Jirau (3.750 MW). 
 » Santo Antônio (3.150MW). 
Entre as maiores em funcionamento estão: 
 » Itaipu (14 mil MW, ou 16,4% da energia consumida em todo o Brasil). 
 » Tucuruí (8.730 MW). 
 » Ilha Solteira (3.444 MW). 
 » Xingó (3.162 MW). 
 » Paulo Afonso IV (2.462 MW).
Biomassa
A biomassa é um material formado por substâncias de origem animais e vegetais. 
Ela é classificada como qualquer material de constituição orgânica que pode ser utilizado 
para algum tipo de produção de energia. 
Sua utilização consiste na queima destas substâncias de origem orgânica para a produção 
de energia, ocorrendo por meio da combustão de materiais como os citados a seguir:
 » Lenha.
 » Bagaço de cana de açúcar.
 » Casca de arroz.
 » Resíduos agrícolas.
 » Mamona.
 » Girassol.
 » Soja.
 » Milho.
 » Outros.
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
O milho é o material mais utilizado nos Estados Unidos, país que utiliza cana-de-açúcar 
para a produção de etanol em larga escala, assim como o Brasil. É considerada uma 
fonte de energia renovável pois o dióxido de carbono produzido durante a queima é 
utilizado pela própria vegetação na realização da fotossíntese. O seu uso é sustentável 
por não alterar a macro composição da atmosfera terrestre, desde que seja mantido o 
controle.
Sua decomposição libera CO2 na atmosfera e durante seu ciclo é transformado em 
hidratos de carbono por meio da fotossíntese realizada pelas plantas. Desta forma, a 
utilização da biomassa não agride o meio ambiente, visto que a composição da atmosfera 
não é alterada significativamente.
Algumas vantagens da biomassa são listadas a seguir:
 » Menor custo de operação.
 » Facilidade no transporte e armazenamento.Reaproveitamento dos resíduos.
 » Eficiência energética.
 » Fonte renovável e limpa.
 » Emissão de menos gases poluentes.
O uso da biomassa sem um planejamento pode provocar a formação de grandes áreas 
desmatadas pelo corte incontrolado de árvores, perda dos nutrientes do solo, erosões e 
emissão excessiva de gases.
Sua utilização é de fundamental importância para o desenvolvimento de novas 
alternativas de energia. A matéria-prima empregada é utilizada na fabricação de vários 
biocombustíveis, como o bio-óleo, BTL, biodiesel, biogás e outros. A figura 24 mostra 
um exemplo de plantação de cana de açúcar, material utilizado pela biomassa.
Figura 24. Biomassa – cana-de-açúcar.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://s2.static.brasilescola.uol.com.br/img/2015/05/cana-de-acucar.jpg>. acesso em: 
14/11/2017.
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Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Biocombustível
Os biocombustíveis podem ser considerados como um tipo de biomassa, pois também 
são produzidos a partir dos vegetais (origem orgânica), para a geração de combustível. 
Eles são utilizados principalmente nos meios de transporte em geral. Estes são 
alternativas aos combustíveis fósseis e aumentam as expectativas sobre a geração de 
energia no mundo de forma sustentável.
O exemplo mais conhecido de biocombustível é o etanol, que é produzido da 
cana-de-açúcar,porém, podem existir outros compostos oriundos de vegetais diferentes, 
como a mamona, o milho e outros. Os biocombustíveis correspondem a uma das formas 
pela qual a biomassa pode ser utilizada, e são utilizados de forma a reduzir a queima 
dos combustíveis fósseis, sendo uma alternativa econômica e ambiental.
Os tipos de biomassa utilizados como matérias-primas dos biocombustíveis geralmente 
são os vegetais que possuem substâncias em formas de óleos e gorduras (plantas 
oleaginosas) que podem ser extraídas a partir de determinados processos. 
O Brasil possui uma produção de etanol que supera os 21,5 milhões de barris por ano, 
o que corresponde a um total de aproximadamente 3,52 bilhões de litros. Segundo a 
Agência Internacional de Energia, as perspectivas é que a produção aumente próximo 
a 200% até o ano de 2050, tornando o Brasil uma referência internacional em 
biocombustíveis.
Figura 25. Biocombustível através do milho.
Fonte: <https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:and9gcQnInplVBsgX5tXtd1oe-bquzZJekl7Ztge65gh5mwafrzwl-
cV3g>. acesso em: 14/11/2017.
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
Algumas vantagens dos biocombustíveis são listadas a seguir: 
 » Menor índice de poluição. 
 » Fonte renovável.
 » Geração de empregos em sua cadeia produtiva. 
 » Diminuição da dependência em relação aos combustíveis fósseis. 
 » Aumento dos índices de exportações do país.
Algumas desvantagens dos biocombustíveis são listadas a seguir:
 » Necessidade de amplas áreas agricultáveis, podendo aumentar o 
desmatamento; 
 » Produção diminuída dos alimentos para dar lugar à produção de biomassa; 
Convém destacar que os países que possuem uma grande extensão territorial e 
espaços produtivos maiores são capazes de produzirem uma grande quantidade de 
matérias-primas para serem processadas e convertidas em óleos e combustíveis. Esse 
cenário favorece o Brasil e os Estados Unidos que são líderes mundiais na produção e 
consumo do biocombustível. 
Conheça agora algumas características individuais sobre os biocombustíveis.
Álcool absoluto 
O álcool absoluto é oriundo da destilação de etanol e o tratamento com benzeno. 
O álcool é um composto orgânico composto por um ou mais grupos oxidrila (OH) 
ligado a átomos de carbono saturados. Os mais comuns são o metanol e o etanol, que 
são utilizados como combustíveis e reagentes químicos. O etanol combustível é obtido, 
principalmente, por meio da fermentação da cana-de-açúcar.
Substâncias com maior ou menor teor de concentração podem geradas pelo processo 
de produção do álcool. Uma concentração máxima de 95% é resultante da destilação 
simples ou fracionada de etanol e água. 
O álcool absoluto, ou álcool puro, é oriundo da destilação de etanol e o tratamento 
com benzeno, proporcionando desta forma uma substância altamente concentrada de 
aproximadamente 100%. É uma substância incolor e seu estado físico é o líquido.
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Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Figura 26. Álcool absoluto.
Fonte: roma reagentes. disponível em: <http://www.romareagentes.com.br/imagens/informacoes/alcool-etilico-absoluto-01.
jpg>. acesso em: 14/11/2017.
O álcool absoluto é um produto altamente inflamável e, se derramado sobre o solo, pode 
causar a contaminação do lençol freático. Ele deve ficar fora do alcance de crianças, e 
sua forma adequada de armazenamento é em tanques metálicos aterrados e protegidos 
contra descargas atmosféricas. Por causa de sua alta concentração, o álcool absoluto 
possui um valor comercial superior ao álcool comum, sendo sua utilização mais restrita, 
sendo mais utilizado no preparo de fórmulas farmacêuticas e de cosméticos.
Bioetanol 
Outro combustível que pode ser encontrado é o bioetanol, combustível renovável e 
sua combustão não tão agressiva ao meio ambiente. Com a necessidade da redução 
da dependência da utilização de petróleo, estudos voltados para o desenvolvimento de 
novas alternativas na produção de combustíveis foram impulsionados. Desta forma, 
o bioetanol se tornou uma opção eficaz, sendo ele uma fonte renovável originada de 
produtos vegetais.
O bioetanol é obtido pelo controle da fermentação e da destilação de resíduos vegetais, 
como o bagaço da cana-de-açúcar, a beterraba, trigo ou o milho. Todos estes passam 
por processos físico-químicos (deslignificação, fermentação, destilação e outros) até 
transformarem em combustíveis.
Ele é um combustível altamente energético, podendo ser utilizado em automóveis 
adaptados para este tipo. Sua produção é mais expressiva com a utilização da 
cana-de-açúcar como matéria-prima, observando que sua fermentação já proporciona 
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
açúcares. Aproximadamente 6.800 litros de bioetanol são produzidos com 80 toneladas 
de cana.
Figura 27. Bioetanol.
Fonte: ambiente energia. disponível em: <http://www.ambienteenergia.com.br/wp-content/uploads/2013/08/bioetanol-
300x208.jpg>. acesso em: 16/11/2017.
A utilização do bioetanol é muito vantajosa, pelo fato de sua matéria-prima utilizada ser 
renovável, ao contrário do petróleo, que irá se esgotar da natureza em algumas décadas. 
Outro ponto positivo em relação à utilização do bioetanol se refere à emissão de gases 
poluentes. A queima do combustível não é tão agressiva ao meio ambiente, desta forma, 
há uma redução dos gases responsáveis por aumentar o efeito estufa.
Uma parcela da sociedade não é a favor da utilização de bioetanol, apontando que 
a matéria-prima utilizada na fabricação (cana-de-açúcar, milho e outras) poderia 
ser destinada para a alimentação de várias pessoas. A sociedade também aponta 
que os terrenos destinados à plantação da matéria-prima do bioetanol deveriam ser 
substituídos pelo cultivo de outros alimentos.
Biogás 
Usado como combustível para fogões, motores e geração de energia elétrica, o biogás é 
um tipo de gás inflamável produzido a partir da mistura de dióxido de carbono e metano 
por meio da ação de bactérias fermentadoras em matérias orgânicas. Esta fermentação 
acontece em determinados valores de temperatura, umidade e acidez. O biogás é uma 
fonte energética renovável.
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Fontes de geração de energia │ Unidade ii
De forma artificial, esse processo ocorre por meio de um equipamento biodigestor 
anaeróbico. O metano não possui cheiro, cor ou sabor, mas os outros gases apresentam 
cheiro desagradável. 
A matéria-prima usada na produção do biogás é de origem orgânica em que são 
aproveitados materiais como esterco (humano e de animais), palhas, bagaço de vegetais 
e lixo. Devido à alta concentração de metano (aproximadamente 50%) e de dióxido 
de carbono (superior a 30%), este biocombustível é um dos principais poluentes do 
meio ambiente, pois contribui diretamente para o aumento do efeito estufa. Ele pode 
considerado até 21 vezes mais poluente que o gás carbônico.
Figura 28. usina de biogás.
Fonte: <http://fullenergy.grupomidia.com/wp-content/uploads/2016/08/biogas-2.jpg>
Os biodigestores para produção de biogás geralmente são instalados em áreas rurais 
e em determinados espaços urbanos. Os países como a China e a Índia contam 
com um número grande desse equipamento em pequenas cidades e propriedades 
rurais. No Brasil, eles são instalados principalmente na zona rural. Há uma ideia de 
implantá-los em grandes cidades brasileiras, porém, a capacidade de processamento 
do equipamento não acompanha a quantidade de lixo e para superar essa dificuldade 
seria preciso milhares de biodigestores.
O biogás é considerado como novas fontes de energia alternativa, pois o mundo precisa 
encontrar fontes energéticas para substituir as tradicionais que provocam grande 
poluição e impactos ambientais. Sua utilização é favorável para a contribuir para a 
questão do lixo, uma vez que os resíduos orgânicossão as matérias-primas.
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
BtL
O combustível líquido conhecido como BTL (do inglês, Biomass-to-liquids) é obtido 
pela pirólise rápida ou pelo processo de Fischer-Tropsch. Esses processos são 
responsáveis por transformar a biomassa em gás e, em seguida, na forma de líquido, 
dando origem ao BTL. 
Para a utilização do BTL como combustível em um automóvel, este precisa ser adaptado 
e esta adaptação deve ser realizada em locais autorizados. A utilização do BTL inclui 
alguns benefícios como redução de custos (pois é mais barato que a gasolina), e redução 
da poluição atmosférica, pois são liberados apenas 10% dos gases emitidos durante a 
combustão da gasolina.
Figura 29. Btl.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://s1.static.brasilescola.uol.com.br/artigos/btl.jpg?i=<http://brasilescola.uol.com.br/
upload/e/btl.jpg&w=500&h=350&c=FFFFFF&t=1>. acesso em: 16/11/2017.
E85 
O E85 é um combustível alternativo que é composto por 85% de etanol e 15% de gasolina. 
Como já visto anteriormente, o etanol é um combustível renovável que é produzido a 
partir da fermentação de determinadas plantas, como a cana-de-açúcar, por exemplo. 
Com a finalidade de reduzir a dependência do uso do petróleo que é uma fonte esgotável 
e muito poluidora, o E85 foi desenvolvido por pesquisadores.
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Fontes de geração de energia │ Unidade ii
A utilização do E85 nos automóveis contribui para reduzir o lançamento de gases 
poluentes na atmosfera, visto que sua combustão emite menos metano, dióxido de 
carbono e óxido nitroso. Isto é resultante da razão da grande concentração de etanol, 
que polui menos que a gasolina.
Figura 30. usina de e85.
Fonte: <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/16/panorama_usina_costa_pinto_piracicaba_sao_10_2008.jpg>. 
acesso em: 16/11/2017.
Assim como o BTL, para a utilização do E85, os automóveis também precisam ser 
adaptados. Algumas montadoras já estão fabricando motores para funcionarem com 
esse combustível, como é o caso da Ford, Mercedes-Benz e da General Motors. Os países 
que se destacam mundialmente como grandes consumidores do E85 são a Suécia e os 
Estados Unidos.
Algumas pessoas defendem a utilização do E85 alegando que esse combustível é menos 
poluente, se comparado à gasolina, e isso reduz a dependência do petróleo, mantendo 
o sistema de combustível mais limpo, e aumentando a quantidade de empregos no 
campo e nas usinas. Porém, outros discordam desta ideia e afirmam que durante a 
produção do E85 o consumo de energia é muito grande e que a matéria-prima poderia 
ser destinada à população, além de haver maior diversificação nos cultivos de gêneros 
alimentícios.
Etanol 
Um biocombustível muito conhecido e utilizado em automóveis é o etanol. Considerado 
uma substância altamente inflamável e incolor, ele é obtido por meio do cultivo de 
plantas, como a beterraba e o milho. Também conhecido como álcool etílico, o 
etanol é produzido através da fermentação de amido e de outros açúcares, como a 
cana-de-açúcar. 
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
O etanol também é uma substância renovável, pois sua matéria-prima é obtida pelo 
cultivo de plantas pelo homem. A matéria-prima é submetida a uma fermentação 
alcoólica, com atuação do micro-organismo Sacchromyces cerevisiae. Pelo fato de 
apresentar maior produtividade, a cana é a mais utilizada. Após o processamento, o 
etanol pode ser utilizado puro (em motores adaptados) ou misturado com gasolina, 
como combustível.
A produção mundial do etanol é da ordem de 40 bilhões de litros. O Brasil se destaca no 
cenário global como sendo o país com tecnologia mais avançada na fabricação de etanol 
sendo responsável pela fabricação de 15 bilhões de litros. 
A redução da quantidade dos subprodutos (bagaço e vinhaça) gerados durante a 
fabricação de etanol é um dos grandes desafios das usinas. Algumas destilarias utilizam 
o bagaço como combustível durante o processo produtivo. Uma outra alternativa eficaz 
é realizar a fermentação contínua pela redução da quantidade de vinhaça em até 75%.
Figura 31. Fonte de etanol.
Fonte: etanol eficiente. disponível em: <http://etanoleficiente.org.br/sites/default/files/imagens/conceitos/virou-commodity/
imagem-01-virou-commodity-25.jpg>. acesso em: 16/11/2017.
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Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Assim como os outros combustíveis já comentados, o etanol surge como uma alternativa 
eficiente para reduzir a utilização do petróleo, pela baixa emissão de gases poluentes e 
por ser mais barato. Caso sua utilização não seja bem planejada, uma série de transtornos 
socioeconômicos como listados a seguir podem surgir.
 » Esgotamento do solo.
 » Erosão.
 » Aumentos dos latifúndios de cana-de-açúcar.
 » Elevação dos valores de outros gêneros alimentícios.
 » E outros.
Proálcool 
O Proálcool (Programa Nacional do Álcool) é uma iniciativa do governo brasileiro 
para intensificar a produção do etanol e substituir a gasolina. Isto surgiu devido à crise 
mundial do petróleo, durante a década de 1970, em que o preço do produto estava 
muito elevado ocasionando grande peso nas importações do país. Com vários incentivos 
fiscais e empréstimos com juros abaixo da taxa de mercado, a partir de 1975 o programa 
foi oferecido para os produtores de cana-de-açúcar e para as indústrias de automóvel 
que desenvolvessem carros movidos a álcool.
No início do programa, os resultados foram positivos, visto que os consumidores 
priorizavam os automóveis movidos a álcool. Em 1983, as vendas desses veículos 
dominaram o mercado brasileiro e, em 1991, quase 60% dos carros do país eram 
movidos por essa fonte de energia. Apesar de substituir parcialmente o petróleo, o 
Proálcool apresentou uma série de problemas, tais como as listadas a seguir. 
 » Elevação da dívida pública.
 » Aumento dos latifúndios monocultores de cana-de-açúcar. 
 » Elevação dos preços de alguns gêneros alimentícios.
Um outro problema encontrado é que, durante a década de 1990, houve a redução do 
preço do barril de petróleo fazendo com que a diferença entre a gasolina e o álcool 
diminuísse. A produção de açúcar foi destinada para o mercado internacional, pois 
o mercado interno estava menos lucrativo. Estes aspectos contribuíram para que os 
consumidores e fabricantes de veículos priorizassem os automóveis movidos à gasolina.
70
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
Após uma nova crise do petróleo, em 2003, as indústrias automobilísticas passaram 
a desenvolver os veículos com motores flex, oferecendo ao consumidor opção de uso 
tanto do álcool quanto da gasolina.
Etanol celulósico 
O etanol celulósico é um biocombustível produzido por meio da biomassa. Ele se 
diferencia do etanol “comum” pela matéria-prima e pela forma de processamento. 
É fabricado por meio de reações químicas onde existe a quebra das cadeias dos principais 
polímeros que formam a estrutura das plantas: celulose, hemicelulose e pectina. 
Isto ocorre através da hidrólise enzimática ou da fermentação e destilação.
Figura 32. etanol celulósico.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://s1.static.brasilescola.uol.com.br/artigos/alcool%20celulosico.jpg?i=http://
brasilescola.uol.com.br/upload/e/alcool%20celulosico.jpg&w=500&h=350&c=FFFFFF&t=1>. acesso em: 16/11/2017.
Alguns pontos positivos podem ser encontrados com a fabricação do etanol celulósico. 
Sua matéria-prima é um subproduto das atividades agrícolas pois não apresenta 
utilidade para a alimentação humana e possui poucos nutrientes para serem destinados 
aos gados. O aproveitamento desses resíduos para a fabricação de combustível é uma 
forma útil para o destino final da biomassa. O etanol celulósico pode ser adicionado à 
gasolina, e também pode ser utilizado puro. Porém, o veículo deve ser adaptado para 
receberbiocombustível. 
71
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Metanol 
O biocombustível metanol é utilizado nas indústrias químicas como solvente e também 
para a fabricação de diversos produtos. Ele também é chamado de álcool metílico e 
hidrato de metilo, sendo um biocombustível altamente inflamável. 
Ele pode ser obtido por meio da destilação destrutiva de madeiras, pelo processamento 
da cana-de-açúcar ou por meio de gases de origem fóssil. Suas propriedades químicas 
se assemelham ao do etanol, porém, a toxidade é bem maior.
Figura 33. metanol.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://s1.static.brasilescola.uol.com.br/artigos/metanol(6).jpg?i=http://brasilescola.uol.
com.br/upload/e/metanol(6).jpg&w=302&h=293&c=FFFFFF&t=1>. acesso em: 16/11/2017.
Algumas outras utilizações do metanol incluem a fabricação de plástico, o preparo de 
vitaminas e hormônios, solvente em reações farmacológica, produção de biodiesel, 
combustível e outros.
A utilização do metanol como combustível foi bem criticada, pelo fato dele poluir o 
meio ambiente, ser extremamente tóxico e, em caso de incêndio, dificultar o controle 
do fogo pois sua chama é limpa e clara. Outro problema é que o contato frequente com 
esta substância pode trazer vários problemas de saúde, como causar câncer, irritação 
nos olhos, dor de cabeça, vômito, náusea e outros.
Nas últimas duas décadas bons resultados foram alcançados pela tecnologia brasileira 
de produção de metanol. A destilação do eucalipto é o principal processo utilizado 
onde o gás resultante é comprimido e, por catálise, se origina o metanol. Para reduzir 
os gastos durante a produção e aprimorar a distribuição para o mercado consumidor, 
algumas técnicas precisam ser elaboradas.
72
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
Óleo vegetal 
O óleo vegetal é um combustível que se tornou uma boa opção na procura por alternativas 
de combustíveis menos poluentes e renováveis. Ele é uma espécie de gordura obtida 
através das plantas, principalmente de suas sementes. As principais matérias-primas 
utilizadas para sua produção são a soja, mamona, girassol, milho, dendê, coco, linhaça, 
babaçu e outros.
Figura 34. óleo vegetal.
Fonte: cpt. disponível em: <https://cptstatic.s3.amazonaws.com/imagens/enviadas/materias/materia8113/oleos-vegetais-
cursos-cpt.jpg>. acesso em: 16/11/2017.
Após o processamento físico-químico, o óleo vegetal pode ser utilizado como lubrificante, 
óleo de cozinha, produção de biocombustível, cosmético, farmacêutico e outros. Ele é 
muito comum nas cozinhas, mas também pode ser utilizado como combustível, sendo 
usado puro ou misturado com o diesel de petróleo. Uma vantagem na utilização do 
óleo vegetal como combustível é que, quanto maior a quantidade desta substância, 
menor será a emissão de gases poluentes na atmosfera. Convém destacar que o motor 
do veículo também deve ser adaptado para receber óleo vegetal. 
A substituição do diesel de petróleo pelo óleo de dendê é uma tecnologia sendo 
desenvolvida no Brasil. Após as devidas transformações químicas, o óleo de dendê pode 
proporcionar diesel de ótima qualidade, necessitando de uma área menor para o seu 
cultivo, tornando assim o processo mais barato.
Biodiesel 
O biodiesel é um combustível que traz vantagens ambientais, sendo considerado 
renovável e biodegradável. Em 1895, foi desenvolvido pelo engenheiro alemão Rudolf 
73
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Diesel, o primeiro motor movido com este combustível. O biodiesel utilizado era 
totalmente de origem vegetal, oriundo do óleo de amendoim. A substância é utilizada 
desde o século XIX, porém, com o tempo ela veio a ser substituída pelo diesel de 
petróleo, que apresenta maior eficiência.
As pesquisas para a produção de biodiesel estão cada vez mais avançadas, destacando 
que esta é uma alternativa para a redução da utilização do petróleo, que apresenta 
valores altos e não é uma fonte renovável, além de ser poluente. Convém lembrar que as 
fontes renováveis surgem como boas opções para os consumidores e para a preservação 
do meio ambiente.
O biodiesel pode ser obtido pelo craqueamento, esterificação ou transesterificação. 
As principiais matérias-primas são o girassol, babaçu, amendoim, soja, mamona, 
dendê, e a gordura animal. A transesterificação consiste numa reação química 
da matéria-prima com etanol ou metanol, sendo estimulada por um catalisador. 
O combustível pode ser usado puro ou misturado ao diesel de petróleo, com suas 
proporções variadas. O combustível que apresenta 10% de biodiesel é denominado 
B10 e assim sucessivamente, até o biodiesel puro, conhecido como o B100. 
Quanto maior a porcentagem de biodiesel nos combustíveis são emitidos, menos gases 
do efeito estufa durante a combustão são gerados. Além das vantagens ambientais, o 
biodiesel contribui para o aumento de emprego nas propriedades rurais, reduzindo o 
êxodo rural.
Figura 35. Biodisel.
Fonte: Wikimedia. disponível em: <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e9/Biodiesel.Jpg/220px-Biodiesel.
Jpg>. acesso em: 16/11/2017.
A utilização do biodiesel por trazer alguns problemas. Sua intensificação poderá 
acarretar diversos danos ambientais como esgotamento do solo, erosão, desmatamento 
74
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
e outros. Outro grande problema é com relação ao destino e tratamento dos resíduos 
gerados durante a produção do combustível.
Energia das Marés (Mare Motriz)
Uma outra fonte de energia encontrada é a energia oriundas das marés, conhecida 
como energia mare motriz. Ela é obtida pelo aproveitamento da energia proveniente 
do desnível das marés. Esta energia é revertida em eletricidade por meio de barragens, 
eclusas (que permite a entrada e saída de água para a movimentação das turbinas) e 
unidades de geração de energia. O sistema utilizado pela mare motriz é semelhante ao 
de uma usina hidrelétrica. As barragens são construídas próximas ao mar, e os diques 
são responsáveis pela captação de água durante a alta da maré. A água é armazenada e 
depois liberada durante a baixa da maré, onde passa por uma turbina que gera energia 
elétrica.
A energia das marés é uma boa alternativa para a produção de eletricidade, visto que 
é uma fonte limpa e renovável. Porém, poucas localidades apresentam características 
propícias para a obtenção desse tipo de energia, uma vez que as marés devem ter um 
desnível superior a 7 metros. Altos investimentos e o baixo aproveitamento energético 
destacam-se como outros fatores agravantes.
Alguns locais têm o potencial para a produção deste tipo de energia, entre eles estão 
a baía de Fundy (Canadá) e a baía Mont-Saint-Michel (França), as duas com mais de 
15 metros de desnível. No Brasil, se destacam o estuário do Rio Bacanga, em São Luís 
(MA), com marés de até 7 metros e a ilha de Macapá (AP), com marés que atingem até 
11 metros.
Figura 36. energia das marés.
Fonte: <https://surfguru.pictures/2012/06/flutuadores-instalados-no-porto-de-pecem-no-ceara-que-coletam-a-energia-das-
ondas-120609011640.jpg>. acesso em: 16/11/2017.
75
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Figura 37. energia das marés.
Fonte: Jornal ggn. disponível em: <http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/imagens/010115150304-geracao-
energia-mares-1.jpg>. acesso em: 16/11/2017.
Energia azul
A energia obtida pela diferença de concentração de sal entre a água do mar e a do rio 
com o uso de eletro diálise reversa (EDR) é conhecida como energia azul e possui as 
membranas específicas para cada tipo de íons.
Figura 38. energia azul.
Fonte: <https://unila.edu.br/sites/default/files/images/foto%20estuario%20maracaipe_pe(1).jpg>. acesso em: 16/11/2017.
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
A energia azul é considerada uma das novas energias do futuro, quando o esgotamentodas energias não renováveis acontecer. A tecnologia de EDR foi confirmada em 
condições laboratoriais. Assim como em outras tecnologias, o custo da membrana foi um 
obstáculo. Uma membrana nova e mais barata, baseada em polietileno eletricamente 
modificado, permitiu seu uso comercial.
Energia geotérmica 
A energia geotérmica é uma energia calorífica oriunda da Terra. Essa energia calorífica 
é gerada a menos de 64 quilômetros da superfície terrestre, em uma camada de rochas, 
chamada magma, que chega pode atingir até 6.000°C. O termo “geo” significa Terra 
e térmica corresponde a calor. O magma é resultante das grandes pressões abaixo da 
superfície e do calor gerado pela decomposição de substâncias radioativas. O magma 
explode em erupções vulcânicas quando encontra fissuras na crosta terrestre, ou os 
gases liberados com o seu resfriamento aquecem águas subterrâneas que afloram na 
forma de gêiseres ou minas de água quente.
A energia elétrica pode ser obtida quando ocorre a perfuração do solo em locais 
onde existe uma grande quantidade de vapor e água quente, em que estes devem ser 
drenados até a superfície da Terra por meio de tubulações específicas. Em seguida, o 
vapor é transportado a uma central elétrica geotérmica, em que irá girar as lâminas de 
uma turbina. A energia obtida por meio da movimentação das lâminas é transformada 
em energia elétrica através do gerador. Alguns aspectos positivos desse tipo de energia 
podem ser encontrados, como os listados a seguir.
 » Quase nula a emissão de gases poluentes.
 » Pequena área para a instalação da usina. 
 » Abastecimento de comunidades mais isoladas. 
Alguns aspectos negativos são listados a seguir:
 » Energia muito cara e pouco rentável.
 » Esgotamento do campo geotérmico.
 » Aumento da temperatura do ambiente devido ao calor perdido.
 » Emissão de ácido sulfídrico (H2S) que é nocivo à saúde.
77
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Figura 39. energia geotérmica.
Fonte: <http://3.bp.blogspot.com/-ueF2wZ3qvwI/VWqgsWouzcI/aaaaaaaaaFo/ldspoujtmgY/s1600/energia%2Bgeotermica.
png>. acesso em: 16/11/2017.
fontes não renováveis
As fontes não renováveis de energia são aquelas que se utilizam de recursos naturais 
esgotáveis, que terão um fim, seja em um futuro próximo, médio ou longo. Estes fatores 
fazem com que estratégias sejam previstas, com intenção de serem substituídas e sem 
causar impactos a sociedade e natureza.
Os principais tipos de recursos energéticos não renováveis que podem ser encontrados 
serão discutidos a seguir.
Combustíveis fósseis
A queima de combustíveis fósseis são empregados tanto para o deslocamento de 
veículos de pequeno, médio e grande porte quanto para a produção de eletricidade em 
estações termoelétricas. Os principais tipos são: 
 » Petróleo.
 » Carvão mineral.
 » Gás natural.
 » Nafta.
 » Xisto betuminoso.
 » Combustíveis nucleares.
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
Segundo a Agência Internacional de Energia, cerca de 81,63% de toda a matriz energética 
global são originais dos três principais combustíveis fósseis citados, valor que se reduz 
para 56,8% quando é analisado somente o território brasileiro. Por esse motivo, muitos 
países dependem da exportação desses produtos, enquanto outros importam este 
produto.
Os combustíveis fósseis possuem altos índices de poluição, gerados pela sua queima, e 
são considerados os principais responsáveis pela intensificação do efeito estufa e pelo 
agravamento dos problemas vinculados ao aquecimento global. Em alguns casos, esse 
tipo de energia apresenta problemas de ordem ambiental, além de disputas comerciais 
e jurídicas, envolvendo a extração e comercialização de suas matérias-primas. 
Petróleo
O petróleo é considerado atualmente a principal matéria-prima e uma das principais 
fontes de energia do mundo. Sua extração e utilização são alvos de conflitos envolvendo 
potências mundiais, países produtores e refinadores. É um recurso natural de caráter 
estratégico, pois é amplamente utilizado por veículos, além de também ser utilizado na 
fabricação de produtos derivados, principalmente o plástico.
O petróleo é um hidrocarboneto que se forma a partir da deposição de restos orgânicos 
de animais e vegetais no fundo dos oceanos e territórios, em que também se constituem 
as bacias sedimentares. Os combustíveis originados do petróleo são profundamente 
criticados pelo ponto de vista ambiental, pois a sua queima é responsável pela emissão 
de poluentes na atmosfera. Devido a este motivo, vários países e entidades vêm buscando 
alternativas, a exemplo dos biocombustíveis. 
Figura 40. poço de petróleo.
Fonte: ItaBeraBa. disponível em: <https://i1.wp.com/www.itaberaba.net/wp-content/uploads/2017/05/petroleo-utinga-
itaberaba.jpg?zoom=1.5&fit=670%2c420&ssl=1>. acesso em: 16/11/2017.
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Fontes de geração de energia │ Unidade ii
Carvão mineral
O carvão mineral foi amplamente utilizado a partir das revoluções industriais resultantes 
do capitalismo, sendo ainda hoje uma fonte de energia bastante utilizada em todo o 
mundo, perdendo somente para o petróleo. Ele corresponde a pouco menos de 26% 
dos recursos utilizados na produção de energia mundialmente, um número que cai para 
cerca de 6% no Brasil.
Figura 41. mina de extração carvão mineral.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://s1.static.brasilescola.uol.com.br/img/2014/10/carvao-mineral.jpg>. acesso em: 
16/11/2017.
Figura 42. carvão mineral.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://s3.static.brasilescola.uol.com.br/img/2015/08/carvao-mineral.jpg>. acesso em: 
16/11/2017.
80
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
A formação do carvão mineral assemelha-se, parcialmente, com a do petróleo, pois 
ambos são combustíveis fósseis, que se formaram em áreas sedimentares. Durante o 
período carbonífero da Era Paleozoica, havia áreas com imensas florestas e pântanos 
em que houve um enorme acúmulo de plantas mortas, constituindo-se em material 
orgânico, que foi por diversas vezes soterrado por várias camadas de sedimentos. Assim, 
com o passar do tempo, formou-se uma condição natural de grande pressão sobre esse 
material que se transformou em carvão mineral.
Túneis e poços são construídos para a extração do carvão mineral do subsolo. Em alguns 
casos, sua disponibilidade ocorre em áreas de reservas ambientais ou florestais, o que 
pode gerar impactos ambientais elevados. A queima do carvão mineral é considerada 
ainda mais poluente que a do petróleo. Esse material foi muito utilizado em trens de 
ferro como combustível e também é utilizado em alguns tipos de usinas termoelétricas.
gás natural
O gás natural é a mistura de hidrocarbonetos leves na forma gasosa, tais como o metano, 
etano, propano, butano e outros. Suas reservas são disponibilizadas nas áreas onde se 
extrai o petróleo, passando pelo mesmo processo de formação. 
Ao contrário do petróleo e do carvão mineral, o gás natural é menos poluente, apesar 
que a sua combustão apresenta alguns níveis de poluição que causam danos à atmosfera.
Figura 43. usina de produção de gás natural. 
 
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://s3.static.brasilescola.uol.com.br/img/2014/10/gas-natural.jpg>. acesso em: 
16/11/2017.
81
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
O gás natural é muito utilizado em usinas termoelétricas, considerado como uma fonte 
vantajosa por possuir menor impacto ambiental, maior facilidade de transporte, além 
de uma necessidade quase nula de armazenamento. É também utilizado como fonte de 
energia em indústrias, residências (gás de cozinha) e em alguns tipos de veículos com 
adaptação para esse tipo de combustível.
O transporte do gás natural é realizado por meio de gasodutos, o que representa certa 
vantagem em comparação com outras fontes de energia. No Brasil,existem importantes 
áreas de extração desses recursos, destacando-se a Bacia de Santos, havendo também 
gasodutos que transportam petróleo retirado da Bolívia, produto de importação.
gnV 
O GNV é o gás natural empregado nos veículos automotores, ele é um combustível que 
agride menos a natureza. Ele é obtido em rochas porosas, calcárias ou em arenitos no 
subsolo, normalmente associado ao petróleo. O gás natural empregado nos veículos 
automotores (GNV) é um produto formado por hidrocarbonetos leves, principalmente 
de metano e etano. Este gás surge como alternativa eficaz para reduzir a dependência do 
petróleo, além de ser uma fonte menos agressiva ao meio ambiente. Sua utilização reduz 
em 65% a emissão de gases poluentes responsáveis pela intensificação do efeito estufa. 
Outro aspecto positivo do GNV é a economia financeira, visto que seu custo é inferior ao 
da gasolina e do álcool, e apresenta um rendimento superior. Para receber o gás natural 
veicular, o automóvel deve ser adaptado. Porém, o valor desse procedimento não é 
barato, mas, o retorno é rápido, visto que o GNV é muito mais rentável se comparado 
aos outros combustíveis. 
Xisto betuminoso
O xisto betuminoso é encontrado em áreas de rochas sedimentares, em que um material 
de origem orgânica, sob determinadas condições de pressão e temperatura, forma-se 
e agrega-se por entre essas rochas. Ao aquecê-las a mais ou menos 500ºC, obtém-se o 
chamado óleo de xisto, resultante da extração de “tirar óleo de pedra”.
Figura 44. rocha de xisto.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://s1.static.brasilescola.uol.com.br/img/2014/10/xisto-betuminoso.jpg>. acesso em: 
16/11/2017.
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UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
O Brasil possui uma das maiores reservas de xisto betuminoso do planeta, o que pode ser 
visto como uma condição estratégica. Sua extração não é tão eficaz financeiramente, pois 
ele é considerado uma fonte de energia menos eficiente e também com produtividade 
menor, além de ser responsável por profundos impactos ambientais tanto em sua coleta 
quanto em sua combustão.
Energia nuclear (atômica)
Na energia nuclear (energia atômica), a produção de eletricidade ocorre por intermédio 
do aquecimento da água, que se transforma em vapor de alta pressão e ativa os geradores 
pelas turbinas. Nas usinas nucleares, o calor é gerado em reatores onde ocorre uma 
reação chamada de fissão nuclear a partir, principalmente, do urânio-235, um 
material altamente radioativo.
Figura 45. usina nuclear.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://s1.static.brasilescola.uol.com.br/img/2014/10/usina-nuclear.jpg>. acesso em: 
16/11/2017.
As usinas nucleares gerem menos poluentes do que outras estações de operação 
semelhante (como as usinas termoelétricas), elas são alvo de muitas polêmicas, pois 
o vazamento do lixo nuclear produzido ou a ocorrência de acidentes podem gerar 
graves impactos na natureza e muitas mortes. Com a emergência da questão sobre o 
aquecimento global, o seu uso vem sendo reconsiderado por muitos países.
Cada tipo de energia apresenta suas vantagens e desvantagens, de forma que não 
há nenhuma fonte que se apresente como superior sobre as demais em termos de 
viabilidade. Algumas são econômicas e abundantes, mas geram graves impactos 
ambientais e outras são mais limpas e sustentáveis, mas inviáveis financeiramente. 
83
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
O mais recomendado é que exista uma grande diversidade nas matrizes energéticas 
para atenuar os seus respectivos problemas, o que não acontece no Brasil e em boa 
parte dos demais países.
definições científicas básicas
Os processos que mudam o estado ou composição da matéria são sempre acompanhados 
pelo consumo ou produção de energia. Processos comuns como a combustão produzem 
energia pelo rearranjo químico dos átomos ou moléculas. A combustão do metano 
(gás natural) é representada pela seguinte reação: 
CH(4) + 2 O(2) = CO(2) + ENERGIA
Neste exemplo, a energia produzida é de 8 eletron volts (eV). O eletron volt é uma 
unidade de energia utilizada por físicos nucleares e representa o ganho de energia 
cinética quando um elétron é acelerado pela queda do potencial em um volt.
A mais conhecida reação nuclear é a fissão, em que um núcleo pesado se combina com 
um nêutron e se separa em dois outros, de núcleos mais leves. Uma reação de fissão 
envolvendo o urânio-235 é: 
92 U235 + 1 NÊUTRON = 38 Sr96 + 54 XE138 + 2 NÊUTRONS + ENERGIA
Figura 46. princípio de funcionamento fissão nuclear.
Fonte: <http://s1.static.brasilescola.uol.com.br/artigos/processo-fissao-nuclear-1317903157.jpg?i=http://brasilescola.uol.com.
br/upload/conteudo/images/processo-fissao-nuclear-1317903157.jpg&w=500&c=FFFFFF&t=1>. acesso em: 16/11/2017.
Onde a energia liberada é de aproximadamente 200 milhões de eletron volts (eV), com 
um fator de 25 milhões de vezes superior ao da reação da combustão do metano. 
84
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
Outra reação nuclear importante é a fusão, na qual dois elementos leves se combinam 
para formar um átomo mais pesado. Uma importante reação é: 
1H(2) + 1 H(3) = 2 He(4) + 1 NÊUTRON + ENERGIA
Nessa reação, a energia liberada pela reação é de 18 milhões de eV. 
A fusão nuclear é um processo de produção de energia a partir do núcleo de um átomo, 
em que este fenômeno ocorre naturalmente no interior do Sol e das estrelas. Núcleos 
leves como o do hidrogênio e seus isótopos, o deutério e o trítio, se fundem e criam 
elementos de um núcleo mais pesado, como o hélio. 
Usinas (elétricas) nucleares aproveitam a elevada energia liberada por reações nucleares 
para a produção de energia em alta escala. Em uma moderna usina de carvão, a 
combustão de uma libra (453,59g) de carvão produz 1 quilowatt hora (Kwh) de energia 
elétrica. Já a fissão de uma libra de urânio em uma moderna usina nuclear produz cerca 
de 3 milhões de Kwh de energia elétrica. 
fusão nuclear 
São sistemas eficientes que conseguem promover a fusão controlada de átomos leves. 
Esses sistemas são chamados de reatores de fusão nuclear, objeto de intensas pesquisas, 
considerados atualmente, a maneira mais adequada de gerar energia para suprir a 
sua demanda atual. A engenharia de mecanismos que promovam a fusão de átomos é 
bastante complexa. Inicialmente, são três as exigências para a operação bem-sucedida 
de um reator termonuclear.
 » Elevada densidade n de partículas – densidade das partículas 
integrantes deve ser suficientemente elevada para que a taxa de colisões 
d-d seja bastante alta. 
 » Elevada temperatura T do plasma – o plasma deve estar quente, 
pois de outra maneira os dêuterons colidentes não terão energia suficiente 
para penetrar na barreira coulombina que tende a mantê-los separados. 
 » Um tempo de confinamento t dilatado – um grande problema 
identificado é o do confinamento do plasma, quente durante um 
intervalo de tempo bastante longo para que a densidade e a temperatura 
permaneçam bastante elevadas e haja fusão apreciável do combustível. 
85
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
reator nuclear
Reator nuclear é todo sistema que, sob condições efetivamente controláveis, pode 
se produzir reação em cadeia de material físsil: urânio-235, plutônio, urânio-233. 
Esta especificação é amplamente utilizada na atualidade com nome de “pilha atômica”, 
sugerido pela estrutura dos primeiros sistemas postos em funcionamento.
Nas bombas atômicas, a reação em cadeia é processada integralmente durante tempo 
muito curto, o que libera de modo explosivo toda a energia armazenada no material 
fissionável, urânio ou plutônio, sendo consumido todo ele de uma vez. O processo 
é violento e não sujeito a controle algum, salvo no que respeita ao início da reação. 
Aparentemente, numa bomba atômica, a matéria ativa é conservada em porçõesde 
tamanho subcrítico, e incapazes de inflamarem separadamente. No momento oportuno, 
as porções são reunidas de repente e se desencadeia a explosão. 
Nos reatores nucleares, pelo contrário, a libertação da energia se faz com velocidades 
que podem ser modificadas pela intervenção de elementos reguladores antes previstos. 
As maiores velocidades de reação até agora postas em jogo, nas pilhas experimentais, 
desprendem energia à razão de 30.000 quilowatts, o que corresponde ao consumo de 
36,2g de U-235 por dia, ou 13,2Kg/ano. 
O grande problema na construção de um reator é a obtenção do combustível nuclear, 
cuja escolha deve obedecer a critério complexo, balanceando razões de ordem técnica 
e econômica, com restrições de origem estratégica. Ao combustível nuclear devem 
associar-se o moderador e, às vezes, o refletor. A consecução destes poderá ser restrita, 
dependendo da substância preferida: água comum, água pesada, água leva, berílio ou 
seu óxido, grafito. Em alguns reatores o urânio fica em solução ou suspensão finíssima 
dentro do moderador; tem-se um sistema “homogêneo”. Mais frequentemente, porém, 
o reator é do tipo “heterogêneo”: moderador e material físsil têm forma de barras ou 
blocos que se alternam, formando malhas de dimensões especialmente calculadas. 
Figura 47. princípio de funcionamento reator nuclear.
Fonte: <http://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/nuclear/nuclear.htm>. acesso em: 16/11/2017.
86
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
tipos de reatores nucleares
Dois tipos de reatores nucleares podem ser diferenciados: os reatores de investigação 
nuclear e os reatores nucleares. 
Os reatores de investigação nuclear são tipos de reatores de nêutrons gerados durante 
as reações de fissão nuclear para produzir radioisótopos que estão indo para ser usado 
em outras aplicações da energia ou materiais para estudos nuclear usado. Já os reatores 
nucleares são baseados na utilização da energia térmica gerada nas reações de cisão. 
A aplicação principal e mais conhecido deste tipo de reator é para gerar eletricidade em 
usinas nucleares. 
Existem outras classificações dos tipos de reator nuclear, dependendo dos critérios 
utilizados. 
 » Segundo o combustível nuclear usado, podem ser encontrados os reatores 
nucleares de urânio natural e nuclear urânio enriquecido.
 » Dependendo da velocidade dos neutrões produzidos em reações de fissão 
nuclear. 
 » De acordo com o moderador, pode ser usado reatores nucleares de água 
pesada, água luz ou reatores de grafite.
 » De acordo com o material utilizado como refrigerante: os materiais mais 
comuns são um gás ou água.
As diferenças entre os diferentes tipos de centrais nucleares são com base no tipo de 
reator utilizado para produzir eletricidade. O caminho da geração de eletricidade, 
gerada a partir do vapor gerado, é semelhante em todas as centrais nucleares.
nafta 
A nafta é um composto de origem do petróleo, que pode ser petroquímica ou energético 
e é utilizada como matéria-prima em indústrias do ramo petroquímico, na fabricação 
de eteno e propeno, incluindo ainda o benzeno, tolueno e xilenos. A Nafta petroquímica 
se apresenta em forma líquida e sem cor, seu potencial de destilação é semelhante ao 
da gasolina. 
Esse composto é agregado como matéria-prima em três centrais petroquímicas 
brasileiras: 
 » Braskem (Bahia).
 » Copesul (Rio Grande do Sul).
 » Petroquímica União (São Paulo).
87
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
No Brasil, somente a Petrobras produz a nafta petroquímica, essa empresa supre 
parcialmente o mercado interno com sua produção. Para não faltar o produto, as 
centrais petroquímicas adquirem por meio da importação. 
Figura 48. nafta.
Fonte: <http://petroleo.50webs.com/nafta.jpg>. acesso em: 16/11/2017.
Óleo diesel 
O óleo diesel é um combustível fóssil obtido pela destilação do petróleo, e é 
empregado como combustível para motores do ciclo diesel, como ônibus e caminhões. 
Essa substância se encontra no estado físico líquido, com coloração amarelada, odor 
característico, além de apresentar baixo teor tóxico e ser pouco inflamável.
Visando amenizar os danos ambientais causados pela combustão do óleo diesel, alguns 
pesquisadores desenvolveram um método para misturar o biodiesel (de origem vegetal) 
com o diesel de petróleo, reduzindo, assim, a emissão de gases poluentes.
Figura 49. óleo diesel. 
Fonte: <http://www.br.com.br/wcm/connect/8a551d28-7670-4d81-a6eb-db58fb8d3317/1/dig38656.jpg?mod=aJperes&cacH
eId=rootWorKspace-8a551d28-7670-4d81-a6eb-db58fb8d3317/1-lttfXdg>. acesso em: 16/11/2017.
88
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
usinas termoelétricas
As usinas termoelétricas são unidades de geração de energia elétrica, que utilizam 
combustíveis fósseis (gás natural, carvão mineral, óleo diesel, óleo combustível) para 
operação. O Brasil possui várias termoelétricas em operação. O custo da energia elétrica 
gerada nas usinas termoelétricas é mais baixo do que a gerada nas hidrelétricas ou nas 
usinas nucleares. Porém, com a queima de combustíveis fósseis, para funcionar, possui 
a desvantagem de poluir mais o ar do que os outros sistemas de geração de energia.
Principais componentes de usinas termoelétricas
a. Tipos de caldeiras:
São equipamentos destinados a produzir e acumular vapor sob pressão superior a 
atmosfera, utilizando qualquer fonte de energia.
 » Flamo tubulares: onde os gases circulam pelo interior de tubos imersos 
em água, geralmente utilizada em aplicações de menor porte.
 » Aguo tubulares: onde a circulação de água ocorre no interior dos tubos e 
os gases trocam calor com a água por meio da parede desses tubos através 
de radiação. 
b. Força motriz para circulação do fluido de trabalho:
As caldeiras podem ser classificadas como:
 » De circulação natural: na qual a circulação do fluido de trabalho no 
interior dos tubos acontece em decorrência da diferença de densidade de 
água liquida e a mistura agua vapor.
 » De circulação forçada: são projetadas com paredes de agua e apenas um 
tambor separador.
 » De passe único: são utilizadas em projetos de termoelétricas de alta 
potência, a agua circula somente uma vez pela tubulação por meio de 
uma bomba de alimentação, não existindo recirculação da agua.
c. Nível de pressão de operação:
As caldeiras são classificadas como:
 » Caldeiras de vapor de média e baixa pressão ( < 10 Mpa ).
 » Caldeiras de vapor de alta pressão ( 10-16 Mpa ).Caldeiras de vapor de 
pressão super alta ( > 17 Mpa ).
89
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
 » Caldeiras de vapor de pressão super crítica ( > 22 Mpa ).
 » Caldeiras de vapor de pressão deslizante, operado com pressões abaixo 
do nominal, visando diminuir as perdas que ocorrem nas válvulas de 
admissão da turbina.
d. Tipos de combustíveis ou fontes de calor:
 » Sólidos: carvão mineral, biomassa, resíduos sólidos.
 » Líquidos: óleo combustível e óleo diesel.
 » Gasoso: gás natural, gás de processo e calor residual.
e. Tecnologia de combustão:
São classificadas como:
 » De grelha fixa e ou grelha rotativa: queima de biomassa ou resíduos 
agroindustriais em caldeiras de pequeno porte.
 » De queima em suspensão: queima de combustível solido pulverizado, 
óleo combustível ou gás natural.
 » Leito fluidizado (borbulhante ou circulante): queima de combustíveis 
sólidos.
f. Organização dos processos de tiragem do ar e gases de combustão:
As caldeiras são classificadas como:
 » Tiragem natural: feito por chaminé e garante o suprimento de ar e 
remoção dos gases de exaustão.
 » Tiragem forçada: feito por sopradores na entrada da fornalha que 
favorecem a queima e auxilia na retirada dos gases pela chaminé.
 » Tiragem induzida: feito por ventiladores de exaustão, que criam uma 
pressão negativa dentro da fornalha.
 » Tiragembalanceada: é a combinação da tiragem forçada com a tiragem 
induzida.
g. Sistemas de combustão em fornalhas e queimadores.
90
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
fornalhas
Apresenta um sistema distribuidor de ar em que parte desse ar é concedida com o 
combustível e o ar remanescente é injetado por um grupo de bocais, visando o sistema 
de combustão completo. Os principais tipos de fornalhas aplicadas são:
 » Fornalha de queima em grelha: caldeiras de pequeno e médio porte, 
utilizado para queima de resíduos sólidos.
 » Fornalha de grelha plana: caldeiras de pequeno porte.
 » Fornalha de grela móvel ou rotativa: caldeiras de maior porte, garantindo 
alimentação continua dos combustíveis e remoção das cinzas.
 » Fornalha de queima em suspensão para combustíveis sólidos: resíduos 
são preparados inicialmente antes de serem utilizados pela caldeira, por 
exemplo, carvão mineral.
 » Fornalhas de turbilhão ou de jatos tangenciais: usado em movimento 
tangencial sobre a chama.
 » Fornalhas de queima em leito fluidizado: utilizado para combustíveis de 
baixa qualidade e aproveitamento.
queimadores
São utilizados para combinação de ar e combustíveis dentro da câmara de combustão.
a. Turbinas: 
Turbinas a vapor
É uma máquina térmica rotativa na qual a energia térmica proveniente do vapor é 
convertida em energia cinética em virtude se sua expansão. Esta energia é convertida 
em energia mecânica de rotação por meio da força que o vapor exerce nas pás rotativas.
As turbinas a vapor são classificadas como:
 » Acionamento elétrico.
 » Acionamento mecânico.
 » Turbinas de ação (impulso).
 » Turbinas de reação.
91
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
 » Turbinas de ação simples ou de laval.
 » Turbinas curtis.
 » Turbinas rateau.
 » Turbinas curtis rateau.
turbinas a gás
São máquinas térmicas nas quais a energia potencial termodinâmica contida nos gases 
quentes, provenientes da combustão é convertida em trabalho mecânico ou utilizada 
para propulsão. É formado por um conjunto de três equipamentos: compressor, câmara 
de combustão e a turbina.
As turbinas a gás são classificadas como:
 » Turbinas aero derivativas: turbinas derivadas de projetos 
aeronáuticos, com características de maior eficiência e confiabilidade.
 » Heavy duty: turbinas aplicadas em meios industriais, robustas, 
altamente confiáveis e flexíveis na sua forma de utilização, ciclo simples 
com um eixo. 
Principais termoelétricas no Brasil
 » Termoelétrica Cuiabá I (Cuiabá-MT) – Potência instalada: 470 MW.
 » Termoelétrica de Uruguaiana (Uruguaiana-RS) – Potência instalada: 
480 MW.
 » Termoelétrica de Araucária (Araucária-PR) – Potência instalada: 410 
MW.
 » Termoelétrica Norte Fluminense (Macaé-RJ) – Potência instalada: 740 
MW.
 » Termoelétrica Muricy (Camaçari-BA) – Potência instalada: 147 MW.
 » Termoelétrica Euzébio Rocha (Cubatão-SP) –Potência instalada: 220 
MW.
 » Termoelétrica Termoceará (Caucaia-CE) – Potência instalada: 220 MW.
92
UNIDADE II │ FoNtEs DE gErAção DE ENErgIA
 » Termoelétrica Bahia I (Camaçari-BA) – Potência instalada: 32 MW.
 » Termoelétrica Aureliano Chaves (Ibirité-MG) – Potência instalada: 226 
MW.
 » Termoelétrica Juiz de Fora (Juiz de Fora-MG) – Potência instalada: 87 
MW.
 » Termoelétrica Luís Carlos Prestes (Três Lagoas-MS) – Potência instalada: 
386 MW.
Cerca de 6% da energia elétrica gerada no Brasil tem como origem as usinas 
termoelétricas. A capacidade instalada desta fonte de energia foi de 37,8 mil MW 
em 2014.
Figura 50. usina termoelétrica. 
Fonte: <http://www.tecnogera.com.br/wp-content/uploads/2015/03/1-interior-termeletrica.jpg>. acesso em: 16/11/2017. 
Com base nos dados desse capítulo, verifique as questões a seguir.
 » O que são fontes de geração de energia? 
 » As fontes de energia são recursos provenientes da natureza ou não, 
utilizados pelo homem e sociedade para a produção de algum tipo de 
energia.
93
Fontes de geração de energia │ Unidade ii
 » Porque as fontes de geração de energia estão em evidência nas ações 
de conservação da sociedade?
 » As fontes de energia constituem-se também como uma questão de 
conservação ambiental, pois, a depender das formas de utilização dos 
diferentes recursos energéticos, graves impactos sobre a natureza 
podem ser ocasionados.
 » Como são classificadas as fontes geradoras de energia? 
 » As fontes de energia podem ser classificadas conforme a capacidade 
natural de reposição de seus recursos. Existem, assim, as chamadas 
fontes renováveis e as fontes não renováveis. 
Exemplos de fontes renováveis: vento, marés, ondas, água, biomassa, luz solar. 
Exemplo de fontes não renováveis: petróleo, carvão mineral, gás natural, 
combustíveis nucleares.
 » Porque os combustíveis fósseis possuem altos índices de poluição e 
são extremamente impactantes a natureza?
Os altos índices de poluição são gerados pela queima destes combustíveis.
Considerados como os principais responsáveis pela intensificação do efeito 
estufa e pelo agravamento dos problemas vinculados ao aquecimento global.
94
unidAdE iiiSiStEMAS HÍBridoS 
dE EnErgiA
CAPÍtuLo 1
Sistemas híbridos de energia
Um sistema de energia híbrido pode consistir de duas ou mais fontes de energia 
renováveis utilizadas em conjunto para proporcionar uma maior eficiência no sistema, 
além de um maior equilíbrio no fornecimento de energia. Este sistema poderá utilizar 
mais de uma fonte de energia que, dependendo da disponibilidade dos recursos, deve 
gerar e distribuir energia elétrica, de forma otimizada e com custos mínimos, a uma 
determinada carga ou a uma rede elétrica, isolada ou conectada a outras redes.
Existem áreas em que mais de uma fonte renovável se destaca, podendo de acordo 
com a aplicação serem combinadas em um único sistema, que em muitos casos podem 
ser confiáveis, flexíveis e atrativos economicamente. Com a possibilidade de uma fonte 
suprir a falta temporária de outra, esse sistema tem capacidade de operar com menor 
risco de interrupção.
De uma forma geral, os sistemas híbridos são isolados e incorporam os seguintes 
equipamentos:
 » Módulos fotovoltaicos, aero geradores, turbinas hidráulicas – tecnologias 
de conversão de fontes renováveis.
 » Grupos geradores a diesel, a gasolina ou a gás – tecnologia de conversão 
de fontes não renováveis.
 » Baterias (formando um banco de baterias) – subsistema de armazenamento 
de energia elétrica.
 » Inversores de tensão, retificadores e controladores de carga – 
equipamentos do sistema de condicionamento de potência.
95
SiStemaS híbridoS de energia │ Unidade iii
Estes equipamentos são conectados por meio de cabeamento adequado e de dispositivos 
de proteção e manobra (chaves, relés e disjuntores) a dois barramentos, um de corrente 
contínua (CC) e outro de corrente alternada (CA), para o atendimento das cargas. 
A Figura 50 ilustra um sistema híbrido de energia.
Figura 51. sistema hibrido de energia. 
Fonte: <http://www.ebah.com.br/content/aBaaafsfIaH/sistemas-hibridos>. acesso em: 17/11/2017.
Sistemas híbridos isolados 
Os sistemas híbridos isolados são sistemas cuja geração é entregue diretamente a uma 
carga específica ou a uma rede elétrica não conectada ao sistema interligado. A utilização 
de sistemas híbridos para o atendimento de locais isolados, onde não há disponibilidade 
de suprimento através de uma rede convencional, torna-se uma alternativa cada vez 
mais considerada. 
Em muitos casos, a única forma é a utilização de grupos geradores, apresentando 
diversos problemas ambientais e relacionados à sua operação e manutenção. 
Os sistemas híbridos já se mostram como fontes confiáveis e técnica e economicamente 
viáveis. 
A principal característica de sistemas híbridos isoladospara eletrificação é a necessidade 
do sistema de armazenamento, para suprir a carga em períodos onde não haja 
disponibilidade de recursos renováveis e a necessidade de estratégias operacionais que 
indiquem qual a melhor forma de utilização do grupo gerador no atendimento. A partir 
desses pontos, existem inúmeras configurações a serem adotadas. A figura 51 apresenta 
uma das configurações de sistemas híbridos isolados.
96
UNIDADE III │ SIStEmAS híbrIDoS DE ENErgIA
Figura 52. sistema hibrido isolado. 
Fonte: <http://www.ebah.com.br/content/aBaaafsfIaH/sistemas-hibridos>. acesso em: 17/11/2017.
A carga não crítica conectada à barra CC é uma carga alternativa que pode ser alimentada 
quando a energia gerada é maior que a consumida e o banco de baterias está em sua 
plena carga. Nessa situação, o sistema de controle de carga interrompe a geração e, 
quando não há a presença de uma carga alternativa, o excedente de energia não será 
aproveitado. 
Outras opções dessa configuração podem prever a utilização de seguidores de ponto de 
máxima potência conectados ao arranjo fotovoltaico, utilização de controle único para 
as três fontes, medidores conectados entre a barra CA e a minirrede, em casos em que 
haja tarifação, entre outras.
Sistemas híbridos interligados 
Os sistemas híbridos interligados à rede são aqueles instalados para complementar a 
geração de uma outra fonte, que já entrega sua energia gerada a uma rede elétrica de 
pequeno, médio ou grande porte. 
Os sistemas interligados possuem configurações típicas: 
 » Sistemas que somente fornecem energia na rede.
 » Sistemas que realizam troca de energia com a rede.
Nas duas configurações, um cuidado especial deve ser dado à qualidade da energia no 
ponto de entrega. Os componentes eletrônicos de potência devem ser utilizados para 
97
SiStemaS híbridoS de energia │ Unidade iii
garantir que a geração híbrida não cause qualquer tipo de prejuízo à rede elétrica já 
existente, em condições normais de operação, ou em condições extremas.
Vários estudos vêm sendo desenvolvidos com o objetivo de garantir interconexões ótimas 
entre fontes renováveis e redes elétricas contendo outras fontes de geração primárias. 
A figura 52 apresenta uma das configurações de sistemas híbridos interligados.
Figura 53. sistema híbrido interligado. 
Fonte: <http://www.ebah.com.br/content/aBaaafsfIaH/sistemas-hibridos>. acesso em: 17/11/2017.
A utilização de grupos geradores em sistemas interligados está bastante relacionada 
a situações em que o atendimento deve ser prioritário em horários específicos, como 
horários de maior consumo. Nesse cenário, quando há escassez de recursos renováveis, 
o atendimento à carga não é garantido, sendo a presença do grupo gerador fundamental 
nessas condições.
A utilização do medidor de consumo entre a barra CA e a rede elétrica é evidenciada. 
As setas indicam que a medição é realizada em sentido duplo. Os sistemas que somente 
fornecem energia na rede dispensam esse tipo de medidor, utilizando apenas o medidor 
de energia entregue à rede.
tipos de sistemas híbridos de geração de 
energia no Brasil
 » Microhídrico-diesel.
 » Fotovoltaico-microhídrico. 
98
UNIDADE III │ SIStEmAS híbrIDoS DE ENErgIA
 » Eólico-diesel.
 » Fotovoltaico-diesel.
 » Fotovoltaico-eólico-diesel.
 » Fotovoltaico-eólico.
A seguir serão apresentados os principais sistemas híbridos aplicados no Brasil.
Sistema eólico-diesel
O sistema híbrido eólico-diesel refere-se a um sistema de produção de eletricidade 
baseado nos aproveitamentos eólico e diesel-elétrico operando de maneira integrada, 
com a finalidade de fornecer uma determinada carga.
Figura 54. configuração do sistema eólico diesel. 
Fonte: carreiras (2013).
A figura 53 representa a integração de sistema eólico e grupo gerador a diesel acoplados 
a um sistema de baterias o acúmulo de energia. Esta integração é utilizada em locais com 
elevada exposição ao vento em que a componente solar é desprezível ou não aplicável. 
Em zonas com sazonalidade solar muito baixa, deve ser privilegiada a utilização do 
sistema eólico, promovendo a carga do banco de baterias. A gestão das cargas será feita 
99
SiStemaS híbridoS de energia │ Unidade iii
por sistema regulador próprio que promoverá o arranque do gerador a diesel em caso 
de necessidade. 
Todos os componentes produzem a energia em CA em que é necessário retificar para 
carga do banco de baterias. Este sistema pode ser utilizado de imediato pois a injeção é 
feita diretamente no barramento de CA.
Sistema fotovoltaico-eólico-diesel
O sistema híbrido fotovoltaico-eólico-diesel é a integração dos aproveitamentos 
renováveis solar fotovoltaico e eólico com unidades geradoras a diesel num único 
sistema de produção de eletricidade. 
Este sistema funciona de maneira semelhante aos anteriores, porém com a vantagem 
de incorporar duas fontes renováveis, que atuam permitindo principalmente maior 
redução do consumo de combustível diesel e dos custos referentes ao uso desse 
combustível, além do aumento da confiabilidade do sistema de produção.
Figura 55. configuração sistema eólico-fotovoltaico-diesel. 
Fonte: carreiras (2013).
A figura 54 representa a integração de sistema eólico, fotovoltaico e grupo gerador a 
diesel acoplados a sistema de baterias para acumulação de energia. Esta integração 
100
UNIDADE III │ SIStEmAS híbrIDoS DE ENErgIA
é utilizada em locais com exposição ao vento e presença solar e pretende privilegiar a 
utilização do sistema eólico e fotovoltaico. 
Este sistema permite a carga do banco de baterias e a gestão das cargas será feito por 
sistema regulador, promovendo o arranque do gerador a diesel em caso de necessidade. 
Todos estes componentes produzem a energia em CA, com exceção dos painéis 
fotovoltaicos, sendo necessário retificar a energia produzida pela carga do banco 
de baterias. Conforme pode ser verificado na figura 54, a energia pode ser utilizada 
imediatamente pois a injeção é feita diretamente no barramento de CA.
Sistema fotovoltaico-eólico
Um sistema híbrido de produção do tipo fotovoltaico-eólico é baseado nos 
aproveitamentos solar fotovoltaico e eólico. A integração dessas fontes procura explorar 
a complementaridade entre ambas no tempo. Uma vantagem do sistema híbrido 
fotovoltaico-eólico é não empregar recursos não renováveis.
O sistema híbrido renovável é um que fornece eletricidade a partir de um gerador de 
vento e painéis solares do sol durante o dia e continua a ser alimentado pela fonte 
gerador de energia eólica, juntamente com a energia armazenada nas baterias durante 
a noite.
Devido à característica intermitente e aleatória das fontes, é necessário o uso de um 
sistema de armazenamento de energia maior que o utilizado nas configurações que 
possuem produção diesel-elétrica.
É comum que os sistemas híbridos de energia tragam um maior rendimento e retornos 
econômicos e ambientais do que sistemas independentes de geração de energia eólica, 
solar, hídrica ou biomassa.
Existe a combinação de sistema eólico e foto voltaico conectados ao sistema de baterias 
para acumulação de energia. Esta integração é utilizada em locais com exposição ao 
vento e presença solar garantindo a produção de energia mediante a utilização do 
sistema eólico e fotovoltaico. Este sistema promove a carga do banco de baterias e a 
gestão das cargas será feita por um sistema regulador. 
O gerador eólico produz a energia em CA e os painéis fotovoltaicos produzem em CC 
carregando diretamente o banco. A energia produzida pelo aero gerador necessita de 
retificação para carregar as baterias. Futuramente, será necessário um inversor para 
injetar a energia produzida para as cargas AC.
101
SiStemaS híbridoS de energia │ Unidade iii
Neste sistema (isolado) no lado AC,é sempre necessário ter 2 barramentos 
independentes, um ligado ao processo de produção de energia e outro à saída.
No sistema de energia híbrido renovável, pode também incluir um sistema de 
aquecimento de água solar térmica que absorbe a radiação do sol durante o dia para 
aquecer e armazenar água quente na caldeira ou boiler para o uso à noite.
O sistema híbrido utilizado foi montado baseado na energia eólica e solar para 
suportar um sistema independente, que não precisa da fonte de alimentação de 
eletricidade da rede.
Figura 56. sistema híbrido de energia.
Fonte: eco planet energy. disponível em: <http://www.ecoplanetenergy.com/wp-content/uploads/2012/03/Hybrid-light-system.
jpg>. acesso em: 17/11/2017.
Figura 57. sistema híbrido de energia.
Fonte: eco planet energy. disponível em: <http://www.ecoplanetenergy.com/wp-content/uploads/2012/03/Hybrid-House-system.
jpg>. acesso em: 17/11/2017.
102
UNIDADE III │ SIStEmAS híbrIDoS DE ENErgIA
As vantagens e desvantagens na utilização dos sistemas híbridos são listadas a seguir.
Quadro 1. Vantagens e desvantagens na utilização de sistemas híbridos. 
Condições Vantagens Desvantagens
 » Local de implantação. » Recursos energéticos – utilização dos recursos 
que estão disponíveis no local.
 » Recursos energéticos – a disponibilidade 
energética dos recursos precisa ser favorável 
para produção de eletricidade.
 » Equipamento e investimento.
 » Flexibilidade – sistemas facilmente ampliáveis, 
devido a modularidade dos subsistemas de 
produção.
 » Investimento inicial – bastante elevado em face 
da necessidade da importação dos principais 
equipamentos de produção.
 » Operação e manutenção.
 » Sistemas independentes – não precisam estar 
ligados a rede de energia elétrica convencional.
 » Confiabilidade – pouca necessidade de 
manutenção para as tecnologias de produção 
renovável e sua redução para os sistemas 
diesel – elétrico de pequeno porte.
 » Produção: proximidade de carga a ser atendida 
(forma de produção descentralizada).
 » Qualidade de energia: qualidade maior da 
energia fornecida, em comparação com o 
diesel-elétrico.
 » Sistema de armazenamento – necessidade 
de armazenamento de energia, em função da 
intermitência das fontes primarias.
 » Baterias – ciclo de vida relativamente curto 
comparando aos demais equipamentos do 
sistema.
 » Sistema de controle – pode ser bastante 
complexo, dependendo do porte do sistema.
 » Questões ambientais.
 » Ambientalmente correto, dado o baixo nível de 
emissão de CO2 e outros gases, comparando 
a produção exclusivamente a partir de 
combustíveis fosseis.
 » Baterias – descarte e reciclagem de baterias 
são pontos fracos.
 » Porte do sistema – para sistemas de grande 
porte tem-se a ocupação de grandes áreas 
(arranjo fotovoltaico), além do aspecto visual 
(aero geradores).
 » Organização. » Utilizadores – completamente adaptável as 
necessidades energéticas dos utilizadores.
 » Utilizadores – necessidades de maior 
envolvimento do utilizador com os sistemas 
durante e após a importação, por meio do uso 
racional da energia.
Fonte: carreiras (2013).
Sistemas híbridos de energia no Brasil
Ainda não existem políticas bem definidas de incentivos para o emprego desses sistemas 
híbridos no Brasil. Algumas instituições nacionais envolvidas são:
 » Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).Centro de Pesquisas de 
Energia Elétrica da Eletrobrás (CEPEL).
 » Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas Energéticas 
(GEDAE)/Universidade Federal do Pará (UFPA).
 » Centro Brasileiro de Energia Eólica (CBEE)/Universidade Federal de 
Pernambuco (UFPE).
103
SiStemaS híbridoS de energia │ Unidade iii
 » Laboratório de Energia Solar (LABSOLAR)/Universidade Federal de 
Santa Catarina (UFSC).
 » Petróleo Brasileiro S.A. (PETROBRAS). 
O primeiro sistema híbrido do Brasil corresponde ao sistema eólico-diesel de Fernando 
de Noronha, no estado de Pernambuco. No ano de 1986, esse sistema foi implantado, 
sendo composto por uma potência eólica de 75 kW e diesel-elétrica de 50 kW.
Há diversos pequenos projetos de produção híbrida de energia elétrica atuantes na 
Amazônia. Como a área desta região é muito grande e boa parte da população reside 
em área rural, pequenas vilas isoladas, de baixa densidade demográfica e de renda, 
infraestrutura precária, elevada distância dos grandes centros, locais afastados 
e situados muitas vezes em encontros de rios, que somadas com o fator econômico 
inviabilizam a tradicional eletrificação por extensão da rede elétrica. 
Figura 58. sistema hibrido de energia Brasil.
Fonte: <http://docplayer.com.br/docs-images/30/14305536/images/21-0.png>. acesso em: 17/11/2017.
Sistema solar-eólico-diesel aplicado em 
tamaruteua
Foi instalado em junho de 1999. Sua geração abastece residências, escola, comércios, 
igrejas, prédios de uso diverso da vila e iluminação. 
104
UNIDADE III │ SIStEmAS híbrIDoS DE ENErgIA
As seguintes tecnologias foram utilizadas nesta comunidade:
 » Energia eólica com aero geradores importados.
 » Energia solar fotovoltaica.
 » Controladores de carga, inversores estáticos. 
 » Banco de baterias e grupo gerador a diesel.
Figura 59. sistema solar-eólico-diesel.
Fonte: <http://2.bp.blogspot.com/-k23X-ca2F0w/uX7uYnfy-8I/aaaaaaaaaK0/jps6rdqpvxY/s1600/sem+t%25c3%25adtulo.png>. 
acesso em: 17/11/2017.
Sistema híbrido solar-eólico-diesel de São tomé
Foi instalado em setembro de 2003, com a finalidade de abastecer as 67 unidades 
consumidoras da vila. A tecnologia utilizada é similar a de Tamaruteua.
Figura 60. sistema solar eólico diesel. 
Fonte: <http://1.bp.blogspot.com/-rfelpQ0n9m4/uX7Vju8pvjI/aaaaaaaaala/2X-c12F0kd0/s1600/sem+asgasd.png>. acesso 
em: 17/11/2017.
105
SiStemaS híbridoS de energia │ Unidade iii
A vila de São Tomé é situada ao norte do município de Maracanã, localizado no estado do 
Pará. A população da vila é composta por aproximadamente 226 habitantes distribuídos 
em 40 famílias. A economia se baseia no extrativismo dos recursos naturais locais e 
cultivo de mandioca para a produção de farinha.
A quadro 2 apresenta as principais características do sistema híbrido de geração de 
energia elétrica existente na localidade. 
Quadro 2. configuração do sistema híbrido.
Componente Potencia / Capacidade
Gerador fotovoltaico 3,2 KWPico
Aero gerador 10 KW
Banco de baterias 72 KW hora
Inversor DC / AC 15 KW
Grupo gerador dieses 20 KVA
Fonte: Hauschild (2006).
A localidade possui algum potencial eólico, o que viabilizou a utilização de um aero 
gerador no sistema híbrido. O sistema possui a configuração com o acoplamento das 
fontes renováveis de energia no barramento CC e a conexão do grupo gerador no 
barramento CA.
A energia elétrica é distribuída por meio de uma minirrede trifásica. O chaveamento entre 
o inversor do subsistema com fontes renováveis e o grupo gerador, para energização da 
rede é feito manualmente. 
Sistema híbrido solar-eólico de Joanes
Instalado no ano de 1994, porém, só em junho de 1997 entrou em pleno funcionamento 
para atender às 170 unidades consumidoras da vila. As seguintes tecnologias foram 
utilizadas nesta comunidade:
 » Energia eólica com aero geradores importados.Energia solar fotovoltaica.
 » Inversor rotativo, banco de baterias.
106
UNIDADE III │ SIStEmAS híbrIDoS DE ENErgIA
Figura 61. sistema solar eólico. 
Fonte: <http://1.bp.blogspot.com/-cla943tcsKc/uX7dBjvveWI/aaaaaaaaalk/Jmllep12g3e/s1600/gfhg.png>. acesso em: 
28/07/2017.
Com base nos dados do capítulo 4, verifique as questões a seguir.
 » O que significa sistemas híbridos de energia?
Sistema que utiliza mais de uma fonte de energia que, dependendo da 
disponibilidade dos recursos, deve gerar e distribuir energia elétrica, deforma 
otimizada e com custos mínimos, a uma determinada carga ou a uma rede 
elétrica, isolada ou conectada a outras redes.
 » Quais os tipos de equipamentos que compõe os sistemas híbridos de 
energia?
Módulos fotovoltaicos, aero geradores, turbinas hidráulicas – tecnologias de 
conversão de fontes renováveis.
Grupos geradores a diesel, a gasolina ou a gás – tecnologia de conversão de 
fontes não renováveis.
Baterias (formando um banco de baterias) – subsistema de armazenamento de 
energia elétrica;
Inversores de tensão, retificadores e controladores de carga – equipamentos do 
sistema de condicionamento de potência.
 » O que significa sistemas híbridos isolados?
São sistemas cuja geração é entregue diretamente a uma carga específica ou a 
uma rede elétrica não conectada ao sistema interligado. 
 » O que significa sistemas híbridos interligados?
107
SiStemaS híbridoS de energia │ Unidade iii
Sistemas híbridos interligados à rede são aqueles instalados de forma a 
complementar a geração de uma outra fonte, que já entrega sua energia gerada 
a uma rede elétrica de pequeno, médio ou grande porte. Essa forma de geração 
é conhecida como geração distribuída. 
 » Cite quais são os tipos de configurações de sistemas híbridos de 
geração de energia?
 » Microhídrico-diesel.
 » Fotovoltaico-microhídrico. 
 » Eólico-diesel.
 » Fotovoltaico-diesel.
 » Fotovoltaico-eólico-diesel.
 » Fotovoltaico-eólico.
108
unidAdE iV
iMPACtoS 
AMBiEntAiS E 
SuStEntABiLidAdE
CAPÍtuLo 1
impactos ambientais e sustentabilidade
impactos ambientais
Impacto ambiental são alterações no meio ambiente causadas pelas atividades humanas 
que podem ser negativas ou positivas, permanentes ou temporárias. Estes impactos 
podem ser positivos, quando resultam em melhorias para o ambiente, ou negativos, 
quando essas alterações causam algum risco para o ser humano ou para os recursos 
naturais encontrados no espaço.
O termo impacto ambiental é mais utilizado em referência aos aspectos negativos 
das atividades humanas sobre a natureza. Isso ocorre em virtude do modelo de 
desenvolvimento da sociedade moderna, que se baseou na exploração intensiva dos 
recursos naturais do mundo, tidos como uma fonte inesgotável de matéria-prima e de 
energia para a produção dos mais diversos produtos.
Os principais impactos ambientais negativos causados pelo desenvolvimento das 
atividades humanas são listados a seguir.
 » Redução da biodiversidade de plantas e animais: como o 
desenvolvimento das atividades humanas tornou-se cada vez mais 
comum a substituição da vegetação nativa por construções humanas. As 
vegetações foram sendo substituídas por estradas, fazendas, indústrias 
e cidades, reduzindo, assim, o habitat de muitas espécies de animais e 
plantas. Infelizmente, muitas espécies já desapareceram ou correm risco 
de extinção caso sejam mantidas as formas atuais de apropriação da 
natureza.
109
Impactos ambIentaIs e sustentabIlIdade │ unIdade IV
Figura 62. redução da vegetação nativa. 
Fonte: <http://3.bp.blogspot.com/-Q1-r0usooro/Viq37JHtB6I/aaaaaaaat7Q/-muKsIlVbuu/s400/an%25c3%25a1lise%2Bdas%2B
avalia%25c3%25a7%25c3%25B5es%2Bde%2BImpacto%2Bambiental%2B1.png>. acesso em: 17/11/2017.
 » Contaminação do ar, água, fauna e flora: as atividades humanas 
e empresariais geram muitos resíduos que se acumulam na natureza e 
causam a poluição e contaminação.
Figura 63. contaminação da água por petróleo.
Fonte: pensamento verde. disponível em: <http://www.pensamentoverde.com.br/wp-content/uploads/2013/10/img122.jpg>. 
acesso em: 17/11/2017.
 » Compactação, impermeabilização, redução da fertilidade e 
erosão do solo: as atividades agropecuárias, quando realizadas sem 
consciência ambiental, favorecem a compactação, a redução da fertilidade 
e a erosão do solo. As pavimentações asfálticas utilizadas nas cidades e 
estradas impermeabilizam o solo, comprometendo a infiltração da água, 
ocasionando alagamentos e dificuldades de abastecimento das águas 
subterrâneas.
110
UNIDADE IV │ ImpActos AmbIENtAIs E sUstENtAbIlIDADE
Figura 64. erosão do solo. 
Fonte: <http://ciflorestas.com.br/arquivos/e_curso__31797.jpg>. acesso em: 17/11/2017.
 » Esgotamento dos mananciais: grande parte das atividades humanas 
necessita de uma grande quantidade de água, o que causa a exploração 
intensiva dos cursos d’água para abastecer indústrias, comércio, fazendas 
e cidades. Apesar da água ser um recurso disponível no planeta Terra, a 
crescente demanda aliada à má utilização dos recursos hídricos já tem 
causado escassez de água ou falta de água em locais que não sofriam com 
esse problema, como é o caso do Brasil. 
Figura 65. esgotamento da água na natureza.
Fonte: <https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/95/aral_sea_1989-2008.jpg/300px-aral_sea_1989-2008.
jpg>. acesso em: 17/11/2017.
111
Impactos ambIentaIs e sustentabIlIdade │ unIdade IV
 » Alterações climáticas: o desenvolvimento da sociedade empresarial 
trouxe grandes alterações no clima mundial, contribuindo para a 
intensificação do efeito estufa e aquecimento global do mundo.
Figura 66. Queimada na natureza. 
Fonte: <http://meioambiente.culturamix.com/blog/wp-content/gallery/3-136/queimadas-naturais-impacto-ambiental-do-
solo-2.jpg>. acesso em: 17/11/2017.
 » Destruição da camada de ozônio: os gases lançados na atmosfera 
contribuem para a destruição da camada de ozônio. Como o gás ozônio 
é muito instável, a acumulação dos gases na atmosfera favorece a 
degradação de suas moléculas.
Figura 67. camada de ozônio.
Fonte: <https://2.bp.blogspot.com/-guedumt0Z2o/V4d8qXjme6I/aaaaaaaaecs/rvXmntunikwhppi6hsV7WiqFrljupBdeQclcB/
s1600/atmosfera.jpg>. acesso em: 17/11/2017.
112
UNIDADE IV │ ImpActos AmbIENtAIs E sUstENtAbIlIDADE
A crescente produção e a destinação indevida de resíduos sólidos têm causado a poluição 
da água em todo o mundo.
Figura 68. resíduos sólidos na natureza. 
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://s2.static.brasilescola.uol.com.br/img/2016/03/poluicao-no-litoral.jpg>. acesso em: 
17/11/2017.
Em virtude do comprometimento da vida no planeta, cresceu o debate, a nível 
internacional, sobre as questões ambientais mundiais. É comum o estudo sobre os 
impactos ambientais, para que haja conscientização da população e de governantes 
sobre a necessidade de se praticar um desenvolvimento sustentável. Diversas medidas 
(como o Protocolo de Kyoto e o Protocolo de Montreal) têm sido tomadas para reverter 
o quadro de degradação ambiental existente no mundo atual. 
Essas medidas foram impedidas por interesses econômicos, principalmente de países 
desenvolvidos, que acreditam que esse desenvolvimento sustentável é inviável, devido 
a um alto custo e limitação da extração dos recursos naturais e de fontes de energia.
Para maiores informações sobre os impactos ambientais veja a definição 
retirada da Resolução no 1, Artigo 1o, do CONAMA (Conselho Nacional do Meio 
Ambiente) em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/>.
impactos dos sistemas híbridos de produção de 
energia em comunidades isoladas
Os sistemas híbridos de energia implantados são mais benéficos do que prejudiciais, 
principalmente quando instalados em pequenas comunidades. Não há nenhum grande 
113
Impactos ambIentaIs e sustentabIlIdade │ unIdade IV
impacto ambiental, a não ser as baterias existentes, pois há necessidades de programas 
de reciclagem para o descarte final desta sem prejudicar o meio ambiente.
Em relação aos impactos socioeconômicos causados por essas instalações em locais 
mais isolados, é fato que há um aumento populacional em torno da região beneficiada, 
devido ao difícil acesso da energia elétrica em algumas comunidades que são isoladas. 
Estes sistemas híbridos que levam energiaelétrica para essas comunidades isoladas são 
de total importância social e contribuem com o desenvolvimento local e aumento na 
qualidade de vida das pessoas. 
Figura 69. sistema híbrido.
Fonte: <http://4.bp.blogspot.com/-Xvyqi7Fzr_e/uX7x3xhnmnI/aaaaaaaaB10/ygasaa3lkrc/s1600/images.jpg>. acesso em: 
17/11/2017.
Sustentabilidade
desenvolvimento sustentável 
O desenvolvimento sustentável é um importante conceito criado para melhorar a 
preservação do meio ambiente de modo a garantir um futuro melhor para as próximas 
gerações. É um conceito elaborado para fazer referência ao meio ambiente e à 
conservação dos recursos naturais. 
114
UNIDADE IV │ ImpActos AmbIENtAIs E sUstENtAbIlIDADE
Entende-se por desenvolvimento sustentável a capacidade de utilizar os recursos e os 
bens da natureza sem o comprometimento da disponibilidade desses elementos para as 
gerações futuras. O sentido é adotar um padrão de consumo e de aproveitamento das 
matérias-primas extraídas da natureza de modo a não afetar o futuro da humanidade.
Figura 70. plantio sustentável.
Fonte: Brasil escola. disponível em: <http://brasilescola.uol.com.br/upload/conteudo/images/2e94fbc9060a0c8b88293d19a7a
8b00b.jpg>. acesso em: 17/11/2017.
É preciso adotar medidas para conservar os recursos para diminuir ou eliminar os 
impactos ambientais gerados pela exploração predatória. O ambiente das florestas e 
demais áreas naturais, os cursos d’água, o solo e outros elementos necessitam de certo 
cuidado para continuarem disponíveis e não haver nenhum tipo de prejuízo para a 
sociedade e o meio ambiente.
A história do conceito de desenvolvimento 
sustentável
O conceito de desenvolvimento sustentável foi oficialmente declarado na Conferência 
das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente Humano, realizada em 1972, na cidade de 
Estocolmo, Suécia, e também chamada de Conferência de Estocolmo. A importância 
da elaboração do conceito, nesse período, foi a de unir as noções de crescimento e 
desenvolvimento econômico com a preservação da natureza, questões que antes eram 
vistas de forma separada.
O relatório “Nosso Futuro Comum”, elaborado em 1987, mais conhecido como 
Relatório Brundtland, formalizou o termo desenvolvimento sustentável e o tornou 
115
Impactos ambIentaIs e sustentabIlIdade │ unIdade IV
de conhecimento público mundial. Em 1992, o conceito “satisfazer as necessidades 
presentes, sem comprometer a capacidade das gerações futuras de suprir suas 
próprias necessidades” tornou-se o eixo principal da conferência, concentrando os 
esforços internacionais para o atendimento dessa necessidade. 
Medidas sustentáveis
Diversas medidas podem ser adotadas tanto pelos governos quanto pela sociedade 
civil em geral para a construção de um mundo baseado na sustentabilidade. Entre elas, 
pode-se citar as seguintes:
 » Redução ou eliminação do desmatamento.
 » Reflorestamento de áreas naturais devastadas.
 » Preservação das áreas de proteção ambiental, como reservas e unidades 
de conservação de matas ciliares.
 » Fiscalização, por parte do governo e da população, de atos de degradação 
ao meio ambiente.
 » Adoção da política dos 5rs (repensar, recusar, reduzir, reutilizar e 
reciclar).
 » Contenção na produção de lixo e direcioná-lo corretamente para a 
diminuição de seus impactos.
 » Diminuição da incidência de queimadas.
 » Diminuição da emissão de poluentes na atmosfera, tanto pelas chaminés 
das indústrias quanto pelos escapamentos de veículos e outros.
 » Opção por fontes limpas de produção de energia que não gerem impactos 
ambientais em larga e média escala.
 » Adotar formas de conscientizar o meio político e social das medidas 
acimas apresentadas.
Essas medidas são formas viáveis e práticas de se construir uma sociedade sustentável 
que não comprometa o meio natural, tanto na atualidade quanto para o futuro a médio 
e longo prazo.
116
UNIDADE IV │ ImpActos AmbIENtAIs E sUstENtAbIlIDADE
Figura 71. preservação das áreas com instalação de sistemas híbridos energia.
Fonte: <https://thumbs.dreamstime.com/t/torres-de-comunica%c3%a7%c3%a3o-do-telefone-celular-na-natureza-90818344.
jpg>. acesso em: 17/11/2017.
Figura 72. preservação das áreas com instalação de sistemas híbridos energia.
Fonte: <http://www.bsbsolar.com/gallery_gen/4feab0cad3974075bd32d3c922ea788f_380x250.jpg>. acesso em: 17/11/2017.
Sustentabilidade dos sistemas híbridos de produção 
de energia em comunidades isoladas
A maneira como é feita a gestão do sistema é um ponto que pode afetar significativamente 
a sustentabilidade dos sistemas híbridos. No Brasil, existem poucos sistemas híbridos de 
pequeno porte instalados, e a maioria se encontra fora de operação devido a problemas 
de gestão. 
Esforços nesta área tem sido feito pelo Grupo de Estudos e Desenvolvimento de 
Alternativas Energéticas (GEDAE), da Universidade Federal do Pará. O GEDAE já 
instalou três sistemas híbridos em comunidades isoladas do estado do Pará. Apenas 
um destes sistemas se encontra em operação plena, que é o da comunidade de São 
117
Impactos ambIentaIs e sustentabIlIdade │ unIdade IV
Tomé. Além destes, existe um sistema solar-diesel instalado em Araras, Rondônia, pelo 
LabSolar da Universidade Federal de Santa Catarina, que se encontram em operação. 
Os atuais modelos de gestão apresentam como meta uma administração realizada pela 
própria comunidade, através de uma organização ou associação comunitária, que na 
maioria das vezes não conta com a fundamental ajuda da prefeitura municipal. Além 
disso, o auxílio financeiro para a execução das atividades de manutenção e operação 
do sistema de eletrificação é obtido por meio da cobrança mensal a cada unidade 
consumidora, sendo este tipo de tarifação em geral correspondente a um valor médio do 
total dos gastos familiares em recursos energéticos utilizados por unidade consumidora. 
Esse recurso financeiro é então utilizado para a compra do óleo diesel e outros gastos 
relativos à operação e manutenção do sistema. Esse tipo de tarifação não reflete o 
consumo real de cada unidade consumidora, contribuindo para a insustentabilidade 
do sistema, pois, dependendo do caso, em algumas unidades consumidoras haverá 
consumo de menos, e em outras, consumo de mais. Novos sistemas de tarifação, como 
o pré-pago, além da participação mais efetiva das prefeituras e concessionárias de 
distribuição de energia elétrica na gestão junto à comunidade, poderão contribuir para 
a sustentabilidade dos sistemas híbridos. 
Com base nos dados do capítulo 5, verifique as questões a seguir.
 » O que é impacto ambiental?
São alterações no ambiente causadas pelo desenvolvimento das atividades 
humanas no espaço geográfico. Nesse sentido, eles podem ser positivos, quando 
resultam em melhorias para o ambiente, ou negativos, quando essas alterações 
causam algum risco para o ser humano ou para os recursos naturais encontrados 
no espaço.
 » Quais são os principais impactos ambientais negativos causados pelo 
desenvolvimento das atividades humanas?
 » Redução da biodiversidade de plantas e animais.
 » Contaminação do ar, água, fauna e flora.
 » Compactação, impermeabilização, redução da fertilidade e erosão do 
solo Esgotamento dos mananciais.
 » Alterações climáticas.
 » Destruição da camada de ozônio.
118
UNIDADE IV │ ImpActos AmbIENtAIs E sUstENtAbIlIDADE
 » Quais são os impactos que um sistema hibrido de produção de energia 
pode causar em comunidades isoladas?
Não há nenhum grande impacto ambiental, tirando as baterias existentes, 
pois há necessidades de programas de reciclagem para o descarte final desta 
e sem prejudicar o meio ambiente. Há um aumento populacional em torno 
da região beneficiada, devido ao difícil acesso da energia elétrica em algumas 
comunidades que são isoladas.
 » O quesignifica sustentabilidade e desenvolvimento sustentável?
Ações para melhorar a preservação do meio ambiente de modo a garantir um 
futuro melhor para as próximas gerações.
Desenvolvimento sustentável é a capacidade de utilizar os recursos e os bens 
da natureza sem comprometer a disponibilidade desses elementos para as 
gerações futuras.
 » Cite alguns exemplos de medidas sustentáveis que deverão ser levadas 
em consideração quando se instalam sistemas híbridos de produção 
de energia?
 » Redução ou eliminação do desmatamento.
 » Reflorestamento de áreas naturais devastadas.
 » Preservação das áreas de proteção ambiental, como reservas e 
unidades de conservação de matas ciliares.
 » Fiscalização, por parte do governo e da população, de atos de 
degradação ao meio ambiente.
 » Adoção da política dos 5Rs (repensar, recusar, reduzir, reutilizar e 
reciclar).
 » Contenção na produção de lixo e direcioná-lo corretamente para a 
diminuição de seus impactos.
 » Diminuição da incidência de queimadas.
 » Diminuição da emissão de poluentes na atmosfera, tanto pelas 
chaminés das indústrias quanto pelos escapamentos de veículos e 
outros.
119
Impactos ambIentaIs e sustentabIlIdade │ unIdade IV
 » Opção por fontes limpas de produção de energia que não gerem 
impactos ambientais em larga e média escala.
 » Adotar formas de conscientizar o meio político e social das medidas 
acimas apresentadas.
120
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