Fontes alternativas de Energia - o problema energético global 1

Fontes Alternativas de Energia (3 créditos/45 aulas)

Prof. Augusto C. Pavão

Ementa

O problema energético global. Aproveitamento das energias solar, eólica, hidráulica e da biomassa. Energia solar e as células fotovoltaicas. Energia solar para dessalinização de água. Energia solar para refrigeração e aquecimento. Energia eólica utilizada no bombeio de água e na geração de energia elétrica. Dimensionamento. Desenvolvimento de projeto que utilize fontes alternativas.

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Bibliografia

FRANK R.C., HARRY R., Uso da Biomassa para Produção de Energia na IndústriaBrasileira, 2005, Editora Unicamp.CORTEZ L.A.B., GOMEZ E.O., LORA E.D.S, Biomassa para Energia, 2008, EditoraUnicamp.ALDABO R., ENERGIA SOLAR, 2002, Editora ArtLiber.Bezerra A.M., Aplicações Térmicas da Energia Solar, 2001, Editora UFPB.ALDABO R., Energia Eólica, 2003, Editora ArtLiber.FARRET F.A., Aproveitamento de Pequenas Fontes de Energia Elétrica, 1999,Editora UFSM.ELETROBRAS, Manual de Microcentrais Elétricas, www.eletrobras.com.br/EM_Biblioteca/ publicacoes.aspWOLFGANG P, Energia Solar e Fontes Alternativas, Editora Hemus, 2002.ALDABO, R, Energia Solar, Editora: Artliber, 2002.VASCONCELLOS, G. F., Biomassa - A Eterna Energia do Futuro - A EternaEnergia do Futuro, Editora Senac São Paulo, 2002.ALDABO, R, Célula Combustível a Hidrogênio - Fonte de Energia da Nova Era,Editora Artliber, 2004.ALDABO, R, Energia Eólica, Editora: Artliber, 2002.TOLMASQUIM, M T, Fontes Renováveis de Energia no Brasil, Editora:Interciência, 2003.TOLMASQUIM, M T, Alternativas Energéticas Sustentáveis no Brasil, Editora:Relume-Dumara, 2004.

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O Problema Energético Global

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Definições básicas● Fontes de energia

● convencionais● renováveis● alternativas● limpas● sustentáveis

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Definições básicas● Fontes de energia convencionais são as

fontes tradicionais de energia:

● Usinas hidrelétricas de grande porte

● Usinas nucleares

● Termoelétricas movidas a carvão mineral, óleo combustível e gás natural

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Definições básicas● Fontes de energia alternativas são as fontes

de energia que estão surgindo como alternativa às fontes convencionais: ● Usinas eólicas● Energia solar fotovoltaica● Queima de biomassa (cana de açúcar, por

exemplo)● Pequenas centrais hidrelétricas● Força das marés

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Definições básicas● Fontes de energia renováveis são aquelas cuja

utilização pela humanidade não representa qualquer variação significativa em seu potencial, que em muitos casos está avaliado para uma duração de vários milhões de anos (energia solar, gravitacional, eólica), e aquelas outras cuja reconstituição pode ser feita sem grandes dificuldades, em intervalos de tempo de apenas alguns anos ou menos, como no caso da biomassa, são designadas fontes renováveis de energia.

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Definições básicas● Fontes de energia limpa são aquelas cuja

utilização pela humanidade representa um mínimo de poluição ou dano ao meio ambiente, pois, de alguma forma, sempre há impacto no meio ambiente.● Exemplo: as usinas eólicas causam um impacto visual no

meio ambiente, embora muitas vezes o conhecimento de que se trata de uma fonte de energia limpa torne a sua visão agradável a grande parte da população. Além disso, se situadas em rotas migratórias de pássaros podem ocorrer danos ecológicos.

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Definições básicas● O conceito de Fontes de energia sustentáveis está

relacionado com o conceito mais amplo de desenvolvimento sustentável:

“O Desenvolvimento Sustentável é aquele que atende às necessidades da geração presente sem comprometer a

capacidade das futuras gerações de atender às suas necessidades”

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Definições básicas

Convencionais

Alternativas

RenováveisLimpas

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Importância das fontes alternativas

● As fontes de energia alternativa também devem ser analisadas no contexto da inclusão. Exemplo: Um painel fotovoltaico pode fornecer energia a uma pequena comunidade isolada. Nesse caso não são tão importantes a eficiência nem a quantidade de energia produzida, mas sim o fato de que é uma solução viável para fornecimento de energia elétrica a essa comunidade.

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Importância das fontes alternativas

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Panorama Mundial● Os seguintes fatores permitem formar um

panorama:● Os combustíveis fósseis não são renováveis e agridem o

meio ambiente. O petróleo está em uma curva de declínio de oferta o que levará a um aumento de preços.

● Fontes alternativas podem atuar tanto como complementos e substitutos importantes da matriz energética quanto como agentes de preservação do meio ambiente

● Usinas nucleares também enfrentam muita oposição de grupos ambientalistas e de grande parte da população devido aos riscos

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Panorama Mundial● A tonelada equivalente de petróleo (tep) é a unidade

comum na qual se convertem as unidades de medida das diferentes formas de energia. Os fatores de conversão são calculados com base no poder calorífico superior de cada energético em relação ao do petróleo, de 10.800 kcal/kg.

● Para a oferta e demanda de hidráulica e eletricidade é utilizado o fator de 0,29 tep/MWh, resultado da razão entre o consumo médio de óleo combustível em kcal/kWh nas termelétricas brasileiras e o poder calorífico superior do petróleo (3132/10800). É o fator que representa, portanto, a equivalência térmica da geração elétrica.

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Matriz Energética Brasileira (2005)

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Matriz de geração de energia elétrica global e brasileira

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Princípios norteadores do setorenergético brasileiro

“Reconhecer a hidroeletricidade como fonteprioritária para a expansão da oferta de energia

e a gestão integrada do estoque de água”“Perseguir a diversificação considerando ocaráter complementar das demais fontes”

“Alcançar a universalização do atendimentoEnergético’

Fonte: Ministério da Minas e Energia

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PROINFA

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PROINFA - histórico

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PROINFA – fontes contempladas

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Empreendimentos Eólicos ligados ao PROINFA

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Custo comparativo de energias alternativas

Sistema Custo da energia (R$/MWh)

Biogás 67 a 90

Fotovoltaico 200 a 400

Eólico 50 a 80

Biomassa 40 a 70

Motor Diesel 100 a 300

PCH 20 a 40

Dados de 2005

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Exemplo: posição do Brasil em relação ao mundo – energia eólica

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Atividade

Faça dois gráficos em que o eixo horizontal corresponde ao tempo (anos da tabela da página anterior) e o eixo vertical corresponde à capacidade instalada dos seguintes países (região): Alemanha, Estados Unidos, Brasil e “África e Oriente Médio”.Em um dos gráficos, no eixo vertical indique o valor em MW instalado. No segundo gráfico, o eixo vertical deve ser normalizado da seguinte forma:Para cada país, considere que a potência instalada em 1997 é igual a “1,0” e indique as potências instaladas nos outros anos em função dessa normalização. Exemplo:Alemanha: em 1997: 2080 MW ≡ 1,0 ⇒ em 2002: 12001 MW ≡ 5,8Dessa maneira será possível verificar o crescimento relativo da energia eólica em cada país, independente do valor absoluto.Refaça o segundo gráfico só para o Brasil, acrescentando os dados de 2005 e 2007 do gráfico do PROINFA.