Colégio Padre Eustáquio
2º E.cologia
Hidrelétrica
FUNCIONAMENTO: As usinas hidrelétricas (ou hidroelétricas) são sistemas que transformam a energia contida na correnteza dos rios, em energia cinética que irá movimentar uma turbina e, esta um gerador que, por fim, irá gerar energia elétrica.
CUSTO DE INSTALAÇÃO: O preço de uma hidrelétrica pode variar muito, de acordo com a localização da construção, a capacidade de geração de energia, o tamanho do vertedouro, a necessidade de terraplenagem entre outras coisas, tendo em vista que uma hidrelétrica é composta por diversas obras. O governo prevê investir R$ 7 bilhões na usina hidrelétrica de Belo Monte.
CAPACIDADE DE PRODUÇÃO:
• Hidrelétrica de Itaipu: 14 mil MW
• Hidrelétrica de Belo Monte (projeto): 11 mil MW
• Hidrelétrica de Tucuruí: 8,3 mil MW
• Hidrelétrica de Jirau: 3,3 mil MW
CARACTERÍSTICAS: A energia primária de uma hidrelétrica é a energia potencial
gravitacional da água contida numa represa elevada. Antes de se tornar energia
elétrica, a energia primáriadeve ser convertida em energia cinética de rotação.
O dispositivo que realiza essa transformação é a turbina.
VANTAGENS: É uma energia limpa, já que não envolve nenhum processo de queima
de combustível pra ser gerada. É útil em países com grande vazão hidrográfica
(rios, bacias) e acidentes geográficos (quedas d'água, por exemplo).
DESVANTAGENS: Inundação de extensas áreas de biomas (florestas, etc.).
Desapropriação de pessoas, de municípios e/ou regiões. Contribui com o efeito
estufa com a inundação de florestas (árvores submersas geram gases tóxicos).
Usinas de produção de energia
Termoelétrica
FUNCIONAMENTO: Geralmente funciona com algum tipo de combustível fóssil como petróleo, gás natural ou carvão, que é queimado na câmara de combustão juntamente com o ar que aumenta sua pressão, pressão esta aumentada através de um compressor axial anteposto a câmara. Com grande pressão, temos maior temperatura. Essa união é transporta à
turbina, sendo transformada em potência de eixo, realizando torque na turbina. Os gases provenientes da turbina, ou seja, os gases de exaustão, são direcionados a uma caldeira de recuperação de calor que pode ser aquatubular ou flamo tubular. O vapor movimentará as pás de uma turbina, e cada turbina é conectada a um gerador de eletricidade.
CUSTO DE INSTALAÇÃO: As termoelétricas apresentam um alto custo de operação, em virtude do dinheiro utilizado na compra de combustíveis.
CAPACIDADE DE PRODUÇÃO: Termeletricidade no mundo As usinas térmicas não são propriamente eficientes, em algarismos sua produção global é cerca de 38%, isto é, apenas aproximadamente 38% da energia térmica colocada na usina pelo combustível torna-se aproveitável como a energia elétrica. A usina termelétrica da Termo Rio (UTE - Termo Rio), localizada no município de Duque de Caxias, é hoje a maior termoelétrica a gás natural no Brasil, com 1.040 MW.
CARACTERÍSTICAS:
Área periférica do município; Porção cerrada da região; Clima quente e seco;
Terreno plano; Usada para geração de eletricidade a partir da energia liberada
em forma de calor, normalmente por meio da combustão de algum tipo de
combustível renovável ou não renovável.
VANTAGENS: Soluciona três problemas de uma hidroelétrica: gasta bem menos
em rede (fios), porque essas usinas podem ser construídas diretamente no local
de consumo (ex.: no centro da cidade); pode-se queimar o lixo da cidade, evitando
a superlotação dos lixões e não imunda cidades a beira rio (como as hidroelétricas).
DESVANTAGENS: Polui muito o ar. É o tipo de usina que só perde para a nuclear
em questão de poluição (deveria ser a que polui mais porque polui em mais quantidade
porém o lixo radioativo é mais prejudicial a saúde), mas pode ser considerado a que
mais polui.
Nuclear
FUNCIONAMENTO: As Usinas Nucleares mais conhecidas como Bombas-Relógio foram o resultado de uma precipitação da ciência. Lançadas como a solução definitiva da fonte de energia, demonstraram depois que trazem mais malefícios do que vantagens. A fissão nuclear do urânio é a principal aplicação civil da energia nuclear. É usada em centenas de centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coréia do Norte, Paquistão Índia, entre outros.
CUSTO DE INSTALAÇÃO: Os custos na geração de energia que variam de US$0,03 por kilowatt/hora até US$0,14. Uma variação de quase 500%, suficiente para destruir qualquer cálculo de retorno sobre o investimento.
CAPACIDADE DE PRODUÇÃO: As capacidades mundiais de produção nuclear podem cair 15% até 2035 depois da catástrofe de Fukushima no Japão, em março passado, afirma a Agência Internacional de Energia (AIE). Essas capacidades cairiam de 393 Gigas Watts no final de 2010 a 335 Gigas Watts em 2035.
CARACTERÍSTICAS: A usina nuclear é uma instalação industrial empregada para produzir eletricidade a partir de energia nuclear, que se caracteriza pelo uso de materiais radioativos que através de uma reação nuclear produzem calor. As centrais nucleares usam este calor para gerar vapor, que é usado para girar turbinas e produzir energia elétrica.
VANTAGENS:
- não contribui para o efeito de estufa (principal);
- não polui o ar com gases de enxofre, nitrogênio, particulados, etc.;
- não utiliza grandes áreas de terreno: a central requer pequenos
espaços para sua instalação;
- não depende da sazonalidade climática (nem das chuvas, nem dos ventos);
- pouco ou quase nenhum impacto sobre a biosfera;
- grande disponibilidade de combustível;
- é a fonte mais concentrada de geração de energia
- a quantidade de resíduos radioativos gerados é extremamente pequena
e compacta;
- a tecnologia do processo é bastante conhecida;
- o risco de transporte do combustível é significativamente menor
quando comparado ao gás e ao óleo das termoelétricas;
- não necessita de armazenamento da energia produzida em baterias;
DESVANTAGENS:
- necessidade de armazenar o resíduo nuclear em locais
isolados e protegidos;
- necessidade de isolar a central após o seu encerramento;
- é mais cara quando comparada às demais fontes de energia;
- os resíduos produzidos emitem radioatividade durante muitos anos;
- dificuldades no armazenamento dos resíduos, principalmente em
questões de localização e segurança;
- pode interferir com ecossistemas;
- grande risco de acidente na central nuclear.
Eólica
FUNCIONAMENTO: A energia eólica é produzida pela transformação da energia cinética dos ventos em energia elétrica. A conversão de energia é realizada através de um aerogerador que consiste num gerador elétrico acoplado a um eixo que gira através da incidência do vento nas pás da turbina.
CUSTO DE INSTALAÇÃO: Considerando o grande potencial eólico existente no Brasil, confirmado através de medidas de vento precisas realizadas recentemente, é possível produzir eletricidade a custos competitivos com centrais termoelétricas, nucleares e hidroelétricas. Análises dos recursos eólicos medidos em vários locais do Brasil mostram a possibilidade de geração elétrica com custos da ordem de US$ 70 - US$ 80 por MWh.
CAPACIDADE DE PRODUÇÃO: Para 2005 foi estabelecida como meta a atingir pela União Europeia o aumento da utilização desta energia de 4% para 8%. Até 2010 a indústria desta energia propõe-se a instalar uma capacidade de 40.000 MW, para conseguir fornecer energia para aproximadamente 50 milhões de pessoas. O Brasil tem um dos maiores potenciais eólicos do planeta e, embora hoje o vento seja responsável por 29 Megawatts (MW) dos cerca de 90 mil MW instalados no país, há planos ambiciosos para exploração dessa fonte de energia.
CARACTERÍSTICAS:
- Conversão em energia mecânica: A energia eólica tem sido aproveitada desde a antiguidade para mover os barcos impulsionados por velas ou para fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover as suas pás. Nos moinhos de vento a energia eólica era transformada em energia mecânica, utilizada na moagem de grãos ou para bombear água. Os moinhos foram usados para fabricação de farinhas e ainda para drenagem de canais, sobretudo nos Países Baixos.
- Conversão em energia elétrica: Na atualidade utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores - grandes turbinas colocadas em lugares com muito vento. Essas turbinas têm a forma de um catavento ou um moinho. Esse movimento, através de um gerador, produz energia elétrica. Precisam agrupar-se em parques eólicos, concentrações de aerogeradores, necessários para que a produção de energia se torne rentável, mas podem ser usados isoladamente, para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão. É possível ainda a utilização de aerogeradores de baixa tensão quando se trata de requisitos limitados de energia elétrica.
- A energia eólica pode ser considerada uma das mais promissoras fontes
naturais de energia, principalmente porque é renovável, ou seja, não se esgota,
limpa, amplamente distribuída globalmente e, se utilizada para substituir fontes de
combustíveis fósseis, auxilia na redução do efeito estufa. Em países como o Brasil
, que possuem uma grande malha hidrográfica, a energia eólica pode se tornar
importante no futuro, porque ela não consome água, que é um bem cada vez mais
escasso e que também vai ficar cada vez mais controlado. Em países com uma
malha hidrográfica pequena, a energia eólica passa a ter um papel fundamental
já nos dias atuais, como talvez a única energia limpa e eficaz nesses locais.
VANTAGENS:
- É uma fonte renovável;
- Os parques eólicos são compatíveis com os outros usos do terreno
como a agricultura ou pecuária, já que os atuais aerogeradores têm dezenas
de metros de altura;
- O grande potencial eólico no mundo aliado com a possibilidade de gerar
energia em larga escala torna esta fonte a grande alternativa para diversificar
a matriz energética do planeta e reduzir a dependência ao petróleo;
- Com a tendência de redução nos custo de produção de energia eólica,
e com o aumento da escala de produção, deve se tornar uma das fontes de
energia mais barata.
DESVANTAGENS: Apesar de todos os pontos positivos, é preciso tomar cuidado antes de apostar na energia eólica. Se não forem feitos os estudos de mapeamento, medição e previsão dos ventos, ela não é uma fonte confiável. Não há muitos dados sobre o regime de ventos no Brasil, e eles costumam serem aproveitáveis somente durante parte do ano. Além disso, os parques eólicos produzem poluição sonora e visual. Também podem interferir na rota migratória de pássaros, e os aerogeradores interferem na paisagem do local.
Solar
FUNCIONAMENTO: Usina solar (no Brasil) ou central solar (em Portugal) é uma estrutura capaz de produzir energia elétrica a partir da energia solar. Sua configuração mais comum é de um conjunto de espelhos móveis espalhados por uma ampla área plana e desimpedida, que apontam todos para um mesmo ponto, situado no alto de uma torre. Neste ponto, canalizações de água são aquecidas pela incidência da luz solar refletida, produzindo vapor que move uma turbina a vapor e que aciona um gerador de energia elétrica.
CUSTO DE INSTALAÇÃO: Segundo a professora Izete Zanesco, da faculdade de física e do programa de pós-graduação em engenharia e tecnologia de materiais da PUCRS, é necessário ter em conta o benefício ambiental gerado pela energia solar, que ainda esbarra nos altos custos em comparação com outras fontes, como eólica e hidrelétrica. A professora destaca que tanto o custo quanto a quantidade de energia solar produzidas por uma usina variam de acordo com a radiação no local, o que faz com que países como Espanha e Itália, com temperaturas frias no inverno, mas com grande incidência, sejam ideais para a produção, com usinas de capacidade em torno de 50 MW.
CAPACIDADE DE PRODUÇÃO: Em 2009 a capacidade instalada mundial de energia solar era de 2,6 GW. A maior unidade do gênero do Mundo, situada na freguesia de Brinches, Alentejo, Portugal, numa das áreas de maior exposição solar da Europa. Tem capacidade instalada de 11 MW, suficiente para abastecer cerca de oito mil habitações.
CARACTERÍSTICAS: As áreas de deserto, onde as nuvens são baixas e estão localizadas em latitudes próximas ao equador são mais favoráveis à captação energia solar. Os desertos que se encontram relativamente perto de zonas de maior consumo em países desenvolvidos têm a sofisticação técnica necessária para a captura de energia solar. Realizações cada vez mais importantes como o Deserto de Mojave (Califórnia), onde existe uma planta termossolar com uma capacidade total de 354 MW.
VANTAGENS:
- A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação
dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é totalmente
controlável utilizando as formas de controlo existentes atualmente.
- As centrais necessitam de manutenção mínima.
- Os painéis solares são, a cada dia, mais potentes ao mesmo tempo em que seu
custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução
economicamente viável.
- A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua
instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de
transmissão.
- Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em
praticamente todo o território, e, em locais longe dos centros de produção energética
sua utilização ajuda a diminuir a procura energética nestes e consequentemente
a perda de energia que ocorreria na transmissão.
DESVANTAGENS:
- Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação climatérmica
(chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga
a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais
onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia.
- Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova Zelândia e Sul da Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de Inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura de nuvens (Londres) tendem a ter variações diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade.
- As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas, por exemplo, aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), e a energia hidrelétrica (água).
- Os painéis solares têm um rendimento de apenas 25%.
Dados estatísticos sobre matrizes energéticas no Brasil:
Percentual das usinas no Brasil:
Percentual por setor:
De acordo com a EPE, a demanda de energia elétrica nacional, considerando todas as classes de consumo, deverá crescer a uma taxa média de 4,8% ao ano, saindo de um patamar de consumo total de 456,5 mil GWh em 2010 para 730,1 mil GWh em 2020.
Baseado na hipótese de a economia brasileira se expandir ao ritmo de 5% ao ano, nos próximos 10 anos, o levantamento ainda projeta um acréscimo do consumo total de eletricidade de 274 mil GWh.
O consumo na indústria cresceu 4,5%, o mesmo índice registrado pelo segmento comercial, enquanto o residencial foi apenas 2,8% superior há um ano.
Somente em abril, o setor de comércio e serviços representou 17% do consumo total de energia no período, estimado em 38.161 GWh.
A iluminação pública no Brasil corresponde a aproximadamente 4,5% da demanda nacional e a 3,4% do consumo total de energia elétrica do país. O equivalente a uma demanda de 2,2 GW e a um consumo de 10,3 bilhões de kWh/ano.
