Aula 03 - Energia e meio ambiente (Prof. Gilson Ataíde)

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Energia e Meio Ambiente
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Energia e Meio Ambiente
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Energia e Meio Ambiente
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Energia e Meio Ambiente
Eletricidade
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Energia e Meio Ambiente
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Energia e Meio Ambiente
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Energia e Meio Ambiente
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Energia e Meio Ambiente
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Energia e Meio Ambiente
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Energia e Meio Ambiente
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Energia Solar
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Energia solar
Constitue a principal fonte de energia do planeta: cerca de 99% da energia termica utilizada pelos ecossistemas provem do sol.
Diariamente incide sobre a superfície da Terra mais energia vinda do sol do que a demanda total de todos os habitantes de nosso planeta em todo um ano.
É fonte silenciosa, não-poluente e renovável de energia elétrica.
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Energia solar
Inicialmente utilizada em sistemas espaciais fornecendo a quantidade de energia necessária para longos períodos de permanência no espaço. 
Com o passar dos anos, em decorrência do decréscimo do custo de produção, viabilizada para os sistemas de uso comercial.
Bastante aplicável em localidades remotas, onde inexiste distribuição de energia elétrica por concessionárias e ganha espaço na atualidade devido a questões ambientais
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Energia solar
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Evolução do custo de painéis solares fotovoltáicos no mercado internacional (estimativa para 2002).
Fonte: Maycook (1997)
Energia solar
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Crescimento da produção mundial de células solares fotovoltaicas 
Gráf3
		5
		8
		10
		16
		25
		25
		27
		28
		30
		33
		49
		53
		56
		61
		74
		80
		83
		125
		156
		200
Producao Total (MW)
Ano
Producao total (MW)
Plan1
		Tempo		US$/W
		1972		300
		1979		72
		1980		45
		1981		40
		1982		30
		1983		28
		1984		25
		1985		20
		1988		15
		1991		12
		1992		10
		1998		5
		2002		1.5
Plan1
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US$/W
Tempo (anos)
US$/W
Plan2
		Ano		Producao Total (MW)
		1980		5
		1981		8
		1982		10
		1983		16
		1984		25
		1985		25
		1986		27
		1987		28
		1988		30
		1989		33
		1990		49
		1991		53
		1992		56
		1993		61
		1994		74
		1995		80
		1996		83
		1997		125
		1998		156
		1999		200
Plan2
		0
		0
		0
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		0
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		0
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		0
Producao Total (MW)
Ano
Producao total (MW)
Plan3
		
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Energia solar
A eficiência no processo da fotossíntese, no qual toda a vida na Terra está baseada, é da ordem de 0,2% em média. 
Sistemas fotovoltaicos de conversão de energia solar em elétrica apresentam rendimento variando geralmente entre 7 e 15%, dependendo da tecnologia empregada.
O Record de eficiência para células de c-SI individuais em laboratório é atualmente de 24,7%, bastante próximo do máximo rendimento teórico. 
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Energia solar
Quando comparado a um chuveiro elétrico convencional, um sistema de aquecimento solar se torna viável apenas a partir de 4,8 – 5,8 anos.
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Energia solar
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Energia solar
Apresenta grande vantagem em relação a algumas outras fontes de energia, que é a produção no local de consumo, não havendo necessidade de transmissão por longas distâncias
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Energia solar
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Energia eólica
	A utilização desta fonte energética para a geração de eletricidade, em escala comercial, teve início há pouco mais de 30 anos e é atualmente considerada uma das mais promissoras fontes renováveis de energia
A energia eólica pode ser transformada em eletricidade por meio de uma turbina com taxa de conversão de aproximadamente 59% quando o sistema funciona de forma otimizada.
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Aproveitamento de energia eólica
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Energia eólica
Só nos Estados Unidos, houve um maciço investimento em fazendas eólicas na década de 80, havendo hoje mais de 15.000 turbinas instaladas na região da Califórnia. 
 
Hoje em dia, o país que mais inverte em implantação de parques eólicos é a Alemanha, que só no ano 1999 instalou 1571 MW em turbina eólicas.
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Energia eólica
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Energia eólica
A potência gerada por uma turbina eólica de eixo horizontal é proporcional à área abrangida por seu rotor quando em rotação, e um limite máximo típico de produção de uma turbina de médio porte é de 400W/m2. 
Os rotores disponíveis comercialmente variam em tamanho de 1 m de diâmetro (com potência nominal de 50 W) a 66 m de diâmetro (com potencia nominal de 1,5 MW). 
Há protótipos de rotores maiores (com até 3 MW) de potência nominal, mas os mesmos ainda se encontram em fases de testes.
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Energia eólica
Sistemas mecânicos para bombeamento (“cataventos”) são os sistemas eólicos numericamente mais representativos (cerca de 1 – 2 milhões de unidades espalhadas pelo mundo). 
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Energia eólica
Impactos ambientais
Emissão de ruídos: ocorre devido ao funcionamento mecânico e ao efeito aerodinâmico. Para turbinas de grande porte, o ruído junto às mesmas é de aproximadamente 50 dB, e o ruído a 450 m, é de 35 dB. O nível de ruído recomendável para o ser humano é inferior a 40 dB, correspondendo a uma distancia entre turbinas e habitações de 200 m.
Aves: em alguns parques localizados em zonas de migração de aves, tem-se observado casos de pássaros mortos, devido ao movimento de rotação das pás. Uma forma de se evitar estes incidentes seria uma correta planificação na localização dos parques, evitando as rotas de migração.
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Outras vantagens
Uma vantagem das centrais eólicas em relação às usinas hidroelétricas é que quase toda a área ocupada pela central eólica pode ser utilizada (para agricultura, pecuária, etc.) ou preservada como habitat natural. 
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Energia Eólica
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Aproveitamento de energia eólica
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Biomassa
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Biomassa
Define-se biomassa como toda matéria orgânica de origem animal ou vegetal. Esta é uma definição muito ampla, já que inclui todos os seres vivos do planeta e os resíduos orgânicos deixados pelos mesmos. Na prática, os principais substratos utilizados com o biomassa são:
 
·        Madeira
·        Álcool
·        Óleos vegetais
·        Resíduos agrícolas
·        Esterco animal
·        Resíduos domésticos e urbanos
·        Resíduos industriais
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Biomassa
 
A grande vantagem do uso de biomassa é que geralmente pode-se aproveitar resíduos de baixo ou nenhum custo para a geração de energia.
Os Usos da biomassa também tem um aspecto ambiental favorável, já que a emissão de CO2 da queima da biomassa na atmosfera geralmente é compensada pela absorção no plantio da nova biomassa. 
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Biomassa
 
	Situação no mundo:
 
Estima-se que com apenas 1/3 do resíduo agrícola que hoje é desperdiçado no mundo, possa-se gerar aproximadamente 10% da demanda mundial de eletricidade. Com a introdução de tecnologias específicas para o aproveitamento de biomassa, prevê-se que até o ano 2050, a energia gerada com biomassa seja equivalente à gerada com hidrelétrica e com usinas nucleares. O potencial nos EUA será de aproximadamente 12 GW no ano 2000, e crescerá até 100 GW em 2030.