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PROJETO: TREINAMENTO EM

APROVEITAMENTO DE ENERGIA

SOLAR

“Uma proposta para 2016”

0. AS RELAÇÕES NO PROJETO

FUNDAMENTAÇÃO

TEÓRICA E LOGISTICA

0. AS RELAÇÕES NO PROJETO (Cont...)

SEDE E FINANCIAMENTO DO

CURSO DE FABRICAÇÃO DE

CÉLULAS FOTOVOLTAICAS EM

TOULOUSE, FRANÇA.

0. AS RELAÇÕES NO PROJETO (Cont...)

HOSPEDAGEM, LABORATÓRIO

E FUNDAMENTAÇÃO PRATICA

DO CURSO DE FABRICAÇÃO

DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS

EM TOULOUSE, FRANÇA.

0. AS RELAÇÕES NO PROJETO (Cont...)

HOSPEDAGEM,

LABORATÓRIOS E

FUNDAMENTAÇÃO

PRATICA DO CURSO DE

APROVEITAMENTO DE

ENERGIA SOLAR EM

ALMERIA, ESPANHA.

1.UMA INTRODUÇÃO ÀS ENERGIAS RENOVÁVEIS

PAUTA

1.1. BALANÇO ENERGETICO / FONTES E

FORMAS DE ENERGIA;

1.2. ENERGIA;SUSTENTABILIDADE E

DISPONIBILIDADE;

1.3. FUNDAMENTOS DA ENERGIA SOLAR;

1.4. INTRODUÇÃO AO APROVEITAMENTO DA

ENERGIA SOLAR.

1.1. BALANÇO ENERGETICO /

FONTES E FORMAS DE ENERGIA;

1.1.1. BALANÇO ENERGETICOA energia solar ― radiação eletromagnética produzida no Sol ― é o único

elemento “novo” em nossa atmosfera: e constitui a principal fonte de

energia do sistema Terra – atmosfera. É direta ou indiretamente a

responsável por todos os processos biológicos, químicos e físicos que

ocorrem na natureza.

1.1.1. BALANÇO ENERGETICO (cont...)

1.1.2. FONTES DE ENERGIA

1.1.3. POTENCIAL DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA

Fonte: DLR

1.2. SUSTENTABILIDADE

E

DISPONIBILIDADE

1.3. FUNDAMENTOS DA ENERGIA

SOLAR;

1.3.1. SOL: FONTE DE ENERGIA

Pela medição da energia que a

Terra recebe do Sol por m2: 1400

joules por segundo, ou seja, uma

potência de 1400 watt (que

poderia alimentar

simultaneamente 14 lâmpadas

de 100 watt), e conhecida a

distância entre Sol e Terra,

determinamos que a

luminosidade, ou potência

emitida pelo Sol em 4.1026 watt,

ou 4.1026 J/s.

Essa quantidade de energia

corresponderia à combustão de

2.1020 galões de gasolina por

minuto, mais de 10 milhões de

vezes a produção anual de

petróleo na Terra.

O modelo aceito atualmente para explicar a origem da energia do Sol foi

proposta por Hans Albrecht Bethe, em 1937 e propõe que a energia produzida

no Sol tem origem em reações termonucleares, onde quatro prótons são

fundidos em um núcleo de hélio, com liberação de grande quantidade de

energia.

Nestas reações ocorre a conversão da massa solar em energia conforme a equação de

Einstein de conversão de massa:𝐸 = 𝑚. 𝑐2

onde:

E= energia produzida;

m= massa convertida;

c= velocidade da radiação eletromagnética no vácuo.

Assim a conversão de 1 kg de matéria produz...

𝐸𝑚ê𝑠 = 5𝑘𝑊ℎ

𝑚ê𝑠= (5.103 𝐽/𝑠

𝑚ê𝑠). (3600 𝑠) = 1,8 . 107 𝐽 𝑚ê𝑠portanto

𝐸1 𝑘𝑔

𝐸𝑚ê𝑠=

9. 1016 𝐽

1,8 . 107 𝐽 𝑚ê𝑠

= 5. 109 𝑚𝑒𝑠𝑒𝑠 ≅ 417 𝑚𝑖𝑙ℎõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑜𝑠 ≅ 4 𝑚𝑖𝑙ℎõ𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑠é𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠

𝐸1 𝑘𝑔 = 1 . 3. 108 2 = 9. 1016 𝐽

Comparando com a energia consumida em uma residência durante 1 mês:

Vamos fazer alguns cálculos elementares relativos à capacidade energética

do sol:

Por analise espectrográfica sabe-se que no sol ocorre a transformação de 6,50·108 t/s de H em 6,46·108 t/s de He.

Ocorre portanto uma transformação de ∆m= 4·106 t/s em energia (O Sol perde 0,03% da sua massa em 5·109anos).

E=(4·109 kg/s).(3. 108)2= 3,6·1026 J/s= 3,6·1020 MW

Portanto, admitindo que E= mc² →

As duas maiores hidroelétrica do mundo:

Três Gargantas (China) 2,2 .104 MW

Itaipu 1,4 .104 MW

1.3.2. A VARIAÇÃO DA ENERGIA SOLAR QUE

QUE INCIDE SOBRE A TERRA:

b. DISTÂNCIA ENTRE TERRA E SOL E ÂNGULO DE INCIDÊNCIA;

c. ABSORÇÃO DE ENERGIA PELA ATMOSFERA;

a. CICLOS SOLARES;

d. A CONSTANTE SOLAR (≈ 1.367 W/m²);

a. OS CICLOS SOLARES

Fonte: NASA

Variação na atividade

solarVariação na energia produzida

b. DISTÂNCIA ENTRE TERRA E SOL E ÂNGULO DE

INCIDÊNCIA

A energia que chega à

Terra depende do

ângulo de incidência

solar

Ir= I. sen θIr= potência recebida [W];

I= potência incidente [W];

sen θ= seno do ângulo de incidência considerado.

c. ABSORÇÃO DA ENERGIA PELA ATMOSFERA

A RELAÇÃO COM A FREQUÊNCIA DA RADIAÇÃO

d. A CONSTANTE SOLAR

Embora a distância da Terra ao Sol, devido à órbita elíptica da Terra ao redor

do Sol, varie entre 1,471 x 1011 m no periélio, em janeiro, e 1,521 x 1011 m no

afélio, em julho — o que caracteriza as estações do ano, a distância média

Terra-Sol é denominada UNIDADE ASTRONÔMICA (UA) e sua medida é:

d= 149597870 ± 2 km= 1 UA

Na maioria das aplicações é suficiente adotar esse valor como 1,496 x 1011 m.

A quantidade de radiação solar incidente à distância

média Terra-Sol, no topo da atmosfera da Terra (TOA) e

em uma superfície perpendicular à direção do feixe

incidente, é denominada constante solar ∈o*, e é

admitida como:

∈o = 1367 ± 2 W/m2

* Devido a significativa variação desse valor atualmente a denominação constante solar vem sendo substituida por

irradiação solar total.

1.4. INTRODUÇÃO AO APROVEITAMENTO

DA ENERGIA SOLAR

31

31

a. MEDIÇÕES SOLARIMETRICAS

b. PRINCIPAIS TECNOLOGIAS DE GERAÇÃO SOLAR

c. PRINCIPAIS TECNOLOGIAS DE GERAÇÃO TERMO SOLAR

d. ALGUNS EXEMPLOS DE PLANTAS SOLARES

Em Almeria, Espanha, orientados pelos Ph. D.

Prof. Manuel Perez, Diretor do

CIEMAT, Universidad de

Almeria.

Prof. Xisto Malato, Diretor do CIESOL,

PSA, Almeria.

MUITO OBRIGADO E ATÉ

A

PRÓXIMA AULA