Energia Solar Térmica

Prof. Ramón Eduardo Pereira SilvaEngenharia de EnergiaUniversidade Federal da Grande DouradosDourados – MS 2014

O SolEnergia Solar Térmica - 2014

Prof. Ramón Eduardo Pereira SilvaEngenharia de EnergiaUniversidade Federal da Grande DouradosDourados – MS 2014

Introdução

Durante muitos milhares de anos, o Sol tem sido observado como um Deus ou ser supremo.

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HuitzilopchtlAsteca

Amon RáEgípcio

Sol DivinoRomano Apolo

GregoTupã

Brasileiro

Introdução

O Sol é a fonte primária de energia, assim como também o é de quase o restante de outras fontes de energias renováveis, e de todos os combustíveis fósseis.

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O Sol

O Sol é um astro composto por gases a alta temperatura (plasma):

› basicamente por hidrogênio e hélio,

› e com uma massa total de aproximadamente 2,2 x 107 t. (umas 334.000 vezes a massa da Terra).

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O Sol

Calcula-se que tem a idade de uns 4,5 a 5 Bilhões de anos, e que vai continuar proporcionando energia durante 5 a 8 bilhões de anos mais, antes de se converter em um corpo frio.

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O Sol

› Esta estrela pode ser comparada a um imenso forno nuclear com um diâmetro 110 vezes maior que o da Terra,

› O hidrogênio se converte em hélio através de processos de fusão nuclear a uma velocidade de 4 milhões de toneladas por segundo.

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O Sol

› As temperaturas que geram estes processos nucleares provocam temperaturas que no interior do Sol ascendem até os 60 milhões de K.

› Essa temperatura vai diminuindo à medida que nos aproximamos da superfície solar, estabilizando-se ao redor dos 6.000 K, e aumentando de novo na coroa solar até atingir temperaturas que alcançam os 2 milhões deK.

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O Sol

› O Sol não é um corpo sólido como os planetas, mas uma enorme bola de gás concentrado, pela grande força de gravidade exercida pelo próprio núcleo.

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O Sol

› Na superfície solar ocorrem erupções solares equivalentes à explosão de 1000 bombas atômicas, que provocam a expulsão de massa solar para o espaço. Este fenômeno é responsável pelo efeito conhecido como vento solar.

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O Vento Solar

› O vento solar é formado por partículas eletricamente carregadas, que provocam alterações magnéticas, chegando inclusive a alcançar a atmosfera terrestre, e produzindo fenômenos como os das auroras polares, ou interferências nas ondas de rádio ou de telecomunicações.

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O Movimento Solar

› Assim como os demais corpos celestes, o Sol descreve movimentos de rotação e de translação:

– a rotação ao redor de seu eixo tem um período de aproximadamente quatro semanas (não é como a de um sólido rígido, cuja velocidade de rotação vai variando de acordo com a latitude), além disso;

– realiza um movimento de translação com relação à sua própria galáxia.

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Resumo das Características

Intensidade de emissão superficial absoluta

3,76 ·1014 TW

Diâmetro do Sol 1.392.000 km.

Massa solar 1,99 ·1030 kg.

Temperatura de equilíbrio na superfície solar

5.776 K

Composição na camada exterior do Sol 75% Hidrogênio23% Hélio

2% Outros gases

Distância Terra-Sol 150.000.000 km

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O Movimento Solar

› Assim como os demais corpos celestes, o Sol descreve movimentos de rotação e de translação:

– a rotação ao redor de seu eixo tem um período de aproximadamente quatro semanas (não é como a de um sólido rígido, cuja velocidade de rotação vai variando de acordo com a latitude), além disso;

– realiza um movimento de translação com relação à sua própria galáxia.

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Fotossíntese

› A fotossíntese é o processo pelo qual a planta sintetiza compostos orgânicos a partir da presença de energia solar, H2O e CO2

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Ciclo do Carbono

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› Ciclo aberto –combustíveis fósseis.

› Ciclo fechado –biocombustíveis

Ciclo do Carbono

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› Ciclo fechado – biocombustíveis.

Ciclo do Carbono

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› Ciclo aberto – combustíveis fósseis.

Milhões de

Anos

O Efeito Estufa

› O efeito-estufa é a fonte natural de controle da temperatura do planeta.

› A atmosfera é transparente à entrada de radiação solar, porém devido à presença de gases como o CO2, CH4, NOx e O3 retém cerca de 65% da radiação refletida no solo.

› A temperatura média da Terra é de aproximadamente 15°C e sem o mecanismo de efeito-estufa seria próxima à temperatura lunar (-18°C).

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O Efeito Estufa

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› Coletores Solares Domésticos

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› Centrais Térmicas Solares

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REFERÊNCIAS

› Seye, O. Apostila de Energia Solar Térmica. UFGD