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Aula 1 - Fontes RenováveisTRANSCRIPT
Fontes Renováveis de Energia
Aula I - SEÇÃO 1
Prof. Jim Naturesa
Sumário
A apresentação está dividida em:
1) Introdução;
2) Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCH’s);
3) Energia Eólica;
4) Energia Solar Fotovoltaica;
5) Hidrogênio;
6) Conclusões;
7) Referências;
8) Informações sobre o curso Gestão Energética.
Introdução
• A produção e a distribuição de energia no Brasil são feitas
predominantemente de forma centralizada.
• A matriz energética brasileira é fortemente baseada na
hidroeletricidade.
Sistema Típico
• Um sistema de energia elétrica é formado por:
• 1) Geradores (Hidroelétricas, Termoelétricas, etc.);
• 2) Linhas de Transmissão;
• 3) Distribuição.
• Um dos grandes problemas da matriz energética brasileira é adistância entre as fontes (hidroelétricas) e os pontos deconsumo.
Pequenas Centrais Hidrelétricas - PCH’s
• As PCH´s tem o objetivo de descentralizar a produção de
energia elétrica e beneficiar a população;
• O grande diferencial das PCH´s é que o Brasil tem experiência
no projeto, construção e operação de empreendimentos
hidrelétricos de pequeno e grande portes.
Pequenas Centrais Hidrelétricas - PCH’s
• O potencial instalado brasileiro para PCH’s é da ordem de
9.795,7 MW, com 942 aproveitamentos identificados;
• Um dos destaques é o pequeno investimento em relação às
centrais convencionais, com a diminuição de custos na
distribuição de energia elétrica.
• As PCH´s podem ser
classificadas quanto à:
• Capacidade de
regularização;
• Sistema de Adução;
• Potência Instalada.
Fonte: Freitas, 2009.
• Quanto à capacidade de
regularização do reservatório, as
PCH´s podem ser:
• A Fio d’água;
• De Acumulação - com
regularização diária do
reservatório;
• De Acumulação – com
regularização mensal do
reservatório.
Fonte: Freitas, 2009.
• As PCH´s podem ser classificadas quanto à potência
instalada:
• Micro: Potência (P) < 100 kW;
• Mini: 100 kW < P < 1.000 kW;
• Pequenas: 1.000 kW < P < 30.000 kW.
PCH’s - Exemplo
• O DME (Departamento Municipal de Eletricidade) de
Poços de Caldas produz 58 MW de energia, ou seja,
atinge 170.000 habitantes;
• A geração do DME atingiu 100% de seu mercado em
2005 (DME, 2005).
Energia Eólica
• Potencial de geração de energia
elétrica – cerca de 2 x 1013 KWh /
ano, considerando a energia
aproveitada dos ventos nos 100
primeiros metros da atmosfera;
• Existe a possibilidade de se reduzir a emissão de 2,5 milhões
de toneladas de gás carbônico/ano.
Fonte da figura: Frutoso & Mambrini, 2008.
• Veja na figura as
características básicas
do gerador eólico:
pás, rotor, gerador
etc.
Atlas do Potencial Eólico Brasileiro
• O Atlas apontou a existência de ventos com grande
potencial para instalação de sistemas eólicos, na
ordem de 144 TW/ano no Nordeste brasileiro;
• Esta região é abastecida parcialmente por geradores
a diesel.
Atlas do Potencial Eólico Brasileiro
Velocidade média anual – Região Nordeste.
Atlas do Potencial Eólico Brasileiro
Velocidade média anual – Região Nordeste.
Atlas do Potencial Eólico Brasileiro
Velocidade Média Anual
Região Sul.
Energia Solar Fotovoltaica
A energia solar é a energia
eletromagnética proveniente do
sol, onde é produzida através de
reações nucleares, e que,
propagando-se através do espaço
interplanetário, incide na
superfície da Terra.
Fonte da figura: Frutuoso & Mambrini, 2008.
Energia Solar Fotovoltaica
• A radiação solar é abundante, com potencial infinito
e pode ser utilizada diretamente como fonte
Fonte: Zweibel et al., 2008.
de energia térmica para
fluídos, ambientes e para
geração de potência
elétrica.
Painéis Fotovoltaicos
• Os painéis fotovoltaicos (PV’s)
não possuem peças móveis,
passíveis de desgaste mecânico,
não produz poluição, barulho ou
odores.
• São de fácil transporte e
instalação, e sua manutenção é
mínima.
• Adaptam-se a múltiplos usos,
podendo ser expandidos
conforme a necessidade.Fonte: Johnson & Melford, 2009.
Painéis Fotovoltaicos
Fonte: Wald & Foley, 2009.
Projeto - Abengoa
• Características:
• Local: Sevilha, Espanha;
• Torre de 115 metros de altura;
• 624 espelhos acompanham o movimento
do Sol;
• Os espelhos concentram os raios solares
no topo da torre, aquecendo água num
reservatório.
• O vapor gerado aciona uma turbina que
produz energia elétrica.
Na figura podemos
visualizar a torre e os
inúmeros espelhos do
projeto.
Projeto - Abengoa
Fonte: Johnson & Melford, 2009.
Hidrogênio
• A maioria do hidrogênio produzido atualmente no
mundo está associada ao petróleo (78%), sendo apenas
4% de origem renovável a partir de hidroeletricidade.
• A produção de hidrogênio pode ser dividida em três
grupos: foto-biológico, foto-eletromecânico e termo-
químico.
Hidrogênio
Entre as técnicas de produção, destacam-se:
• Gás natural - o processo de reforma do gás natural é o mais
utilizado em plantas comerciais para a produção de hidrogênio. O
custo do hidrogênio varia de 52 a 68% do custo do gás natural.
• Eletrólise - o hidrogênio também pode ser produzido através da
eletrólise da água. A energia elétrica necessária para o processo
pode ser de um sistema não-renovável ou renovável.
Hidrogênio
• Os benefícios de uma economia baseada em hidrogênio são:
• Diversificação da produção de energia e segurança nofornecimento;
• Diminuição da poluição urbana;
• Diminuição dos gases de efeito estufa.
Conclusões
• A expansão da matriz energética nacional deve,
necessariamente, utilizar fontes renováveis de energia.
• As PCH’s podem ser um opção aos grandes projetos de
geração hidroelétricas (por exemplo, as usinas do Rio Madeira).
• Com relação à energia eólica, verifica-se que os custos vêm se
tornando atrativos.
Conclusões
• Os sistemas eólicos são uma alternativa eficaz e
viável - principalmente se associados aos sistemas
fotovoltaicos.
• A tecnologia dos sistemas fotovoltaicos vem sendo
aprimorada e seus custos reduzidos,com destaque para
a tecnologia dos filmes finos.
Conclusões
• Para a produção de grandes quantidades de hidrogênio são
necessários altos investimentos na montagem da planta eletrolítica,
na aquisição de eletrolisadores, sistemas de controle, refrigeração e
estocagem.
• Além das barreiras tecnológicas e econômico-sociais discutidas é
necessário desenvolver pesquisas aplicadas para que haja aceitação
destes empreendimentos pelos diversos setores da sociedade, que
são os usuários finais.
Sugestões de leitura
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Referências
Atlas do Potencial Eólico Brasileiro. In Internet Site:
http://www.cresesb.cepel.br/index.php?link=/atlas_eolico_brasil/atlas.htm
Freitas, M. A. V. “Vulnerabilidades da Hidroenergia”. Scientific American Brasil – Edição Especial –Todas as fontes de Energia. Número 32, páginas 50 - 55. 2009.
Frutuoso, S. & Mambrini, V. “A Energia da Natureza”. Istoé. Ano 31, número 2041, 17 dedezembro de 2008.
Goldemberg, J. “Potencialidades do Energia Solar no Brasil”. Scientific American Brasil. Ano 6,número 69. 2008.
Johnson, G. & Melford, M. “Plugados no Sol”. National Geographic Brasil. Ano 10, número 114.Setembro de 2009.
Melford, M. “Trilha para o Futuro”. National Geographic Brasil – Edição Especial – Recarregando oplaneta, Energia para o Futuro. 2009.
Referências
Naturesa, J. S. Energias Renováveis: uma introdução. Anhanguera Educacional. 2009.
Rosa, L. P. “Perspectivas Hidrelétricas no Brasil”. Scientific American Brasil – Edição Especial –Todas as fontes de Energia. Número 32, páginas 36 - 41. 2009.
Tolmasquim, M. T. (Coordenador). Geração de Energia Elétrica no Brasil. Editora Interciência.2005.
Tolmasquim, M. T. (Organizador). Fontes Renováveis de Energia no Brasil. Editora Interciência.2003.
Wald, M. & Foley, D. “O charme e o Poder das Renováveis”. Scientific American Brasil – EdiçãoEspecial – Todas as fontes de Energia. Número 32, páginas 8 - 13. 2009.
Zweibel, K.; Mason, J. e Fthenakis, V. “Perspectivas para a Energia Solar”. Scientific AmericanBrasil. Ano 6, número 69. 2008.
Gestão Energética
Informações sobre o curso:
• Objetivos:
• Propiciar conhecimento básico nas áreas de economia de energia,
fontes renováveis e não-renováveis além dos conceitos de meio
ambiente e desenvolvimento sustentável.
• Propiciar conhecimento básico nas áreas de energia elétrica,
petróleo e gás, biodiesel, o Proálccol e suas relações mercadológicas.
Disciplinas
• Sistemas de Energia Elétrica;
• Fundamentos de Petróleo;
• Fontes Renováveis de Energia;
• Planejamento e Desenvolvimento Sustentável;
• Economia Empresarial;
• Gestão da Inovação;
• Gestão da Cadeia de Suprimentos;
• Estratégia Executiva;
• Biocombustíveis.
Ementário• Sistema de Energia Elétrica: Introdução à geração, transmissão e distribuição de
energia. Sistemas hidrotérmicos.
• Fundamentos de Petróleo e Gás: Introdução a engenharia de petróleo. Aspectossobre prospecção, perfuração, completação de poços.
• Fontes Renováveis de Energia: Introdução às fontes renováveis de energia. PequenasCentrais Hidrelétricas (PCH). Energia Eólica: noções sobre tecnologia. Evolução daenergia eólica no país e exemplos. Energia Solar: aspectos fundamentais.
• Planejamento e Desenvolvimento Sustentável: Introdução, Ambiente e Sociedade. Oplanejamento como processo de intervenção, as condições políticas da ação estatalno Brasil.
• Economia Empresarial: Estruturas de concorrência e economia industrial, modelos tradicionais de concorrência; Diferenciação de produtos, concentração industrial.
• Gestão da Inovação: Inovação: definição e perspectivas; Conceitos e propriedades daInovação; O processo da Inovação: conceito, fases e gerenciamento.
• Gestão da Cadeia de Suprimentos: Visa fornecer aos alunos a base teórica e prática deuma abordagem moderna e ampla do processo de planejamento de administração delogística e cadeia produtiva das empresas.
• Estratégia Executiva: Negócios e suas Estratégias; Cenários e Tendências de Mercado;Formulação Estratégica; Rivalidade e Dinâmica Competitiva.
• Biocombustíveis: Introdução ao agronegócio. Indústria do álcool. Programa Proalcool.Noções sobre a produção do álcool, impactos ambientais e sociais da produção dacana-de-açúcar. Biodiesel. Propriedades do biodiesel.
Bibliografia básica do curso
• BALISTIERI, A. Cogeração. Geração Combinada de Eletricidade e Calor.Editora da UFSC. 2004.
• CAMARGO, C. Transmissão de Energia Elétrica – AspectosFundamentais. Editora da UFSC. 2006.
• CARDOSO, L. Logística do Petróleo. Transporte a armazenamento.Editora Interciência. 2004.
• CORREA, A. Petróleo. Noções sobre Exploração, Perfuração e Refino.Editora Interciência. 2003.
• GOLDEMBERG, J. Energia e Meio Ambiente. Edusp. 2003.
• GRIMONI, J.; GALVÃO, L. e UDAETA, M. Iniciação a Conceitos deSistemas Energéticos para o Desenvolvimento Limpo. Edusp. 2004.
Bibliografia básica do curso
• HITT, M. A.; IRELAND R. D.; HOSKISSON R. E., Administração Estratégica - 2a Edição. SãoPaulo: Thomson Pioneira. 2007.
• KUPFER, D.; HASENCLEVER, L., Economia industrial: fundamentos teóricos e práticas noBrasil. 1a Edição.Brasil: Campus. 2002.
• MONTICELLI, A., A. & GARCIA, A. Introdução aos Sistemas de Energia Elétrica. Editora daUnicamp. 1999.
• PINTO JUNIOR, H. (organizador). Economia de Energia. Fundamentos Econômicos, EvoluçãoHistórica e Organização Industrial. Editora Campus. 2007.
• REIS, L. Geração de Energia Elétrica - Tecnologia, Inserção Ambiental, Planejamento,Operação e Análise de Viabilidade. Editora Manole, 2003.
• REIS, L. B. & CUNHA, E. C. N. Energia Elétrica e Sustentabilidade – Aspectos tecnológicos,socioambientais e legais. Editora Manole. 2006.
Bibliografia básica do curso
• TIDD, J.; PAVITT, K.; BESSANT, J. Gestão da Inovação. São Paulo. Editora Bookman,2008.
• TIGRE, P. B. Gestão da Inovação – A Economia da Tecnologia no Brasil. EditoraCampus. 2006.
• THOMAS, A. (organizador). Fundamentos de Engenharia de Petróleo. EditoraInterciência. 2004.
• TOLMASQUIM, M. (coordenação). Geração de Energia Elétrica no Brasil. Rio deJaneiro: Editora Interciência, COPPE, UFRJ, CENERGIA, 2005.
• ULLER, V. C. & SZKLO, A. S. Fundamentos do Refino de Petróleo. EditoraInterciência. 2008
Fontes Renováveis de Energia
Aula I - SEÇÃO 1
Conteúdo: Prof. Jim Naturesa
Designer: Renata Galdino