células fotovoltaicas

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Trabalho resumido sobre energia renovavel e nao renovavel e celulas fotovoltaicas comuns.

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  • Nome: Gislaine Lima Marchini Universidade Federal de So Carlos - UFSCar RA: 426792 Qumica Inorgnica Aplicada: Prof Dr Jean Marcel R. Gallo

    Clulas Fotovoltaicas

    Clulas Fotovoltaicas

    Introduo

    Energia essencial para o desenvolvimento da sociedade como um todo [1]. O consumo de energia no

    mundo cresce cerca de 2% ao ano e dever dobrar em 30 anos se continuarem as tendncias atuais. O

    crescimento no uniforme: nos pases industrializados de apenas cerca de 1% ao ano, mas chega a 4%

    ao ano nos pases em desenvolvimento que esto crescendo rapidamente e que vo dominar o cenrio

    mundial no que se refere ao consumo de energia dentro de 15 anos.

    As principais consequncias desta evoluo so o aumento do consumo de combustveis fsseis e a

    resultante poluio ambiental em todos os nveis. Dos recursos de energia renovvel disponveis temos as

    clulas solares fotovoltaicas. Os sistemas fotovoltaicos so capazes de gerar energia eltrica atravs das

    chamadas clulas fotovoltaicas. As clulas fotovoltaicas so feitas de materiais capazes de transformar a

    radiao solar diretamente em energia eltrica atravs do chamado efeito fotovoltaico. Hoje, o material mais

    difundido para este uso o silcio, que existe em abundncia em nosso planeta.

    Energia no renovvel

    As fontes de energia no renovveis so aquelas que se encontram na natureza em quantidades

    limitadas e uma vez esgotadas, as reservas no podem ser regeneradas. Consideram-se fontes de energia

    no renovveis os combustveis fsseis (carvo, petrleo bruto e gs natural) e o urnio [2], que a matria-

    prima necessria para obter a energia resultante dos processos de fisso ou fuso nuclear. Todas estas

    fontes de energia tm reservas finitas e a sua distribuio geogrfica no homognea, ao contrrio das

    fontes de energia renovveis, originadas graas ao fluxo contnuo de energia proveniente da natureza.

    So tambm consideradas como energias sujas, j que sua utilizao causa direta de importantes

    danos para o meio ambiente e para a sociedade:

    Destruio de ecossistemas

    Danos em bosques e aquferos

    Associao de diversas doenas

    Reduo da produtividade agrcola

    Corroso de edificaes, monumentos e infraestruturas

    Deteriorao da camada de oznio ou chuva cida.

    Cerca de 85% do enxofre lanado na atmosfera (principal responsvel pela poluio urbana e pela chuva

    cida) origina-se na queima de carvo e petrleo, bem como 75% das emisses de carbono (responsvel

    pelo "efeito estufa").

    Atualmente, um dos problemas ambientais mais graves, resultante de um sistema energtico que

    privilegia o uso de fontes de energia no renovveis o denominado efeito estufa. As instalaes que utilizam

    combustveis fsseis no produzem apenas energia, mas tambm grandes quantidades de vapor de gua e

    de dixido de carbono (CO2), gs que um dos principais responsveis pelo efeito estufa do planeta.

    Outros gases nocivos como o xido de nitrognio (NOx), de enxofre (SO2) e os hidrocarbonetos (HC) so

    emitidos para a atmosfera. Estes gases provocam uma srie de modificaes ambientais graves, cuja

    concentrao na atmosfera causa a poluio das cidades, a formao de chuvas cidas e aumento do efeito

    estufa do planeta e concentraes elevadas de oznio troposfrico.

    O rpido crescimento observado para o consumo energtico, com todos os problemas inerentes ao atual

    modelo energtico baseado nas energias no renovveis, faz com que seja imprescindvel propor um novo

    modelo baseado na eficincia, na poupana energtica e na implementao das energias renovveis.

    importante ter em conta que os impactos ambientais, resultantes do modelo vigente, tm um grande

    custo socioeconmico para a sociedade. Em virtude desse modelo energtico insustentvel, o homem est

    sujeito aos impactos negativos da deteriorao do meio ambiente.

  • Nome: Gislaine Lima Marchini Universidade Federal de So Carlos - UFSCar RA: 426792 Qumica Inorgnica Aplicada: Prof Dr Jean Marcel R. Gallo

    Clulas Fotovoltaicas

    Carvo

    O carvo mineral uma rocha sedimentar com propriedades combustveis, constituda maioritariamente

    por carbono e outros compostos como enxofre, hidrognio, oxignio, nitrognio e traos de outros elementos

    vestigiais. Est na natureza como cor preta ou marrom e so variveis em dureza e composio de carbono,

    sendo que aquele que contem maior teor de carbono, considerado mais puro. Existem quatro tipos de carvo

    mineral:

    Turfa < linhito < hulha < antracito

    A explorao de jazidas de carvo feita em mais de 50 pases, o que demonstra a sua abundncia.

    Esta situao contribui, em grande parte, para que este combustvel seja tambm o mais barato.

    Inicialmente, o carvo era utilizado em todos os processos industriais e servios domsticos.

    Foi o primeiro combustvel fssil a ser utilizado para a produo de energia eltrica nas centrais trmicas.

    Hoje estima-se que, com o atual ritmo de consumo, as reservas disponveis durem at 119 anos, segundo

    registros

    O principal problema da utilizao do carvo relaciona-se com os poluentes resultantes da sua

    combusto. De fato, a sua queima, conduz formao de cinzas, dixido de carbono, dixidos de enxofre e

    xidos de nitrognio, em maiores quantidades do que os produzidos na combusto dos restantes

    combustveis fsseis.

    Petrleo

    O petrleo um leo mineral, de cor escura e cheiro forte, constitudo basicamente por hidrocarbonetos.

    O refino do petrleo bruto consiste na sua separao em diversos componentes e permite obter os mais

    variados combustveis e matrias-primas.

    Figura 1 - Esquema de torre de fracionamento de petrleo [3].

    As primeiras fraes do refino (mais leves) so os gases butano e o propano, que so separados e

    comercializados individualmente. No entanto, podem tambm ser misturados com o etano constituindo os

    gases de petrleo liquefeitos (GPL).

    Teor de Carbono - +

  • Nome: Gislaine Lima Marchini Universidade Federal de So Carlos - UFSCar RA: 426792 Qumica Inorgnica Aplicada: Prof Dr Jean Marcel R. Gallo

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    Um dos principais objetivos das refinarias obter a maior quantidade possvel de gasolina. Esta a

    frao mais utilizada do petrleo (70%) e a mais rentvel, tanto para a indstria de refino como para o Estado.

    Em virtude deste dado, as refinarias tm tentado desenvolver os processos de transformao das fraes

    mais pesadas do petrleo em gasolina.

    Estima-se que com o atual ritmo de consumo, as reservas de petrleo se esgotem nos prximos 20 ou

    30 anos.

    O petrleo um recurso de energia no renovvel muito nocivo para o ambiente em todas as fases do

    consumo:

    Durante a extrao: possibilidade de derrame no local da prospeco;

    Durante o transporte: utilizao de infraestruturas obsoletas;

    No refino: perigo de contaminao atravs dos resduos das refinarias;

    Momento da combusto: emisso de gases de efeito estufa para a atmosfera.

    Gs Natural

    O gs natural um combustvel fssil com origem muito semelhante do petrleo bruto, formando-se

    durante milhes de anos a partir dos sedimentos de animais e plantas. Tal como o petrleo, jazidas

    subterrneas so encontradas o gs extrado. A principal diferena se d com a possibilidade de ser usado

    da forma como extrado na origem, sem necessidade de refino.

    O gs natural constitudo por pequenas molculas de carbono e hidrognio, e apresenta uma

    combusto mais limpa do que qualquer outro derivado do petrleo (comparando-se apenas com recursos no

    renovveis. A combusto do gs natural produz dixido de carbono e uma quantidade de xidos de nitrognio

    muito inferior que a combusto da gasolina.

    Energia Nuclear

    A energia nuclear produzida atravs da transformao de ncleos atmicos que liberam grandes

    quantidades de energia. Essa energia que pode ser utilizada para produzir eletricidade. A fisso nuclear utiliza

    o urnio, um mineral presente na Terra em quantidades finitas, e consiste na partio de um ncleo pesado

    em dois ncleos de massa aproximadamente iguais.

    Ainda que a quantidade de energia produzida atravs da fisso nuclear seja significativa, este processo

    apresenta problemas de difcil resoluo:

    Perigo de exploso nuclear e fugas radioativas;

    Produo de resduos radioativos;

    Contaminao radioativa.

    Outra alternativa seria a energia nuclear produzida atravs do processo de fuso nuclear, que consiste

    na unio de dois ncleos leves para formar outro mais pesado e com menor contedo energtico, atravs do

    qual se liberam tambm grandes quantidades de energia. Este processo envolve tomos leves, como os de

    deutrio, trtio ou hidrognio, que so substncias muito abundantes na natureza.

    O impacto ambiental resultante do processo de fuso muito menor, quando comparado com o da

    energia nuclear produzida por fisso. uma energia considerada limpa, mas a fonte de urnio bem escassa

    e o processo como um todo muito caro.

  • Nome: Gislaine Lima Marchini Universidade Federal de So Carlos - UFSCar RA: 426792 Qumica Inorgnica Aplicada: Prof Dr Jean Marcel R. Gallo

    Clulas Fotovoltaicas

    Energia renovvel

    Energia renovvel aquela originria de fontes naturais que possuem a capacidade de regenerao

    atravs de fluxos contnuos de energia. Podem ser repostas a curto ou mdio prazo, espontaneamente ou

    por interveno humana. A maioria destas

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