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MODELOS DE GERAÇÃO DE ENERGIA
AUTORES:
Adriano Alves da Silva - 172215495 Allan Felipe Kupka - 172215496 Carlos Henrique Paes Rocha - 172211593 Jorge Oliverio Pacheco dos Santos - 172222133 Marcus Vinicius Ryba - 172215476 Jhony Machado - 172213358 Weslei de Almeida Xavier - 172213144 Orientador: Professor Neckel RESUMO Neste artigo abordamos as diversas formas de geração de energia existentes, apontando como é realizado o funcionamento delas e suas matrizes energéticas. Palavras-chave: Geração; Energia; Elétrica. INTRODUÇÃO A geração de energia é um processo fundamental para a sociedade moderna, permitindo que diferentes atividades sejam realizadas com maior eficiência e conforto. Existem diversas formas de gerar energia, cada uma com características próprias em termos de fonte de energia primária, eficiência energética, custo e impactos ambientais. Neste artigo, serão apresentados os principais tipos de geração de energia existentes, incluindo as fontes de energia renovável, como solar, eólica, hidrelétrica, termoelétrica, geotérmica, biomassa e a nuclear. Serão discutidas as características de cada uma dessas fontes de energia, bem como sua importância para a matriz energética mundial. Tendo como objetivo, no artigo, apresentar os diversos métodos de geração de energia e como cada uma funciona a sua maneira.
DESENVOLVIMENTO
Nesta seção os autores descrevem o local e as condições experimentais em que a pesquisa foi realizada, bem como a forma de obtenção dos dados, o modo de coleta, registro e avaliação. Além disso, é fundamental que, nos “materiais e métodos”, estejam contempladas informações sobre variáveis/hipóteses, bem como as possíveis análises estatísticas empregadas. RESULTADOS Hidroelétrica A energia hidrelétrica é uma fonte de energia limpa e renovável, e atualmente representa mais de 60% da eletricidade produzida no Brasil. As Usinas hidrelétricas são instalações projetadas para converter a energia potencial da água armazenada em um reservatório em energia elétrica. As usinas hidrelétricas utilizam turbinas hidráulicas, que convertem a energia cinética da água em energia mecânica, fazendo com que ela gire em alta velocidade. O movimento da turbina é transmitido a um gerador elétrico, que produz energia elétrica a partir da energia mecânica fornecida pela turbina. Portanto, os principais componentes de uma usina hidroelétrica e suas respectivas funções são: ● Barragem: responsável por armazenar e controlar a água. ● Comportas: responsáveis pela regulação do fluxo da água na barragem. ● Turbinas: transformam a energia hidráulica em energia mecânica. ● Gerador: recebe a energia mecânica das turbinas e a transforma em energia elétrica. ● Transformadores: elevam a tensão da energia elétrica gerada para a distribuição para a rede elétrica. ● Linhas de transmissão: responsáveis por transportar a energia elétrica gerada para as cidades e regiões próximas. ● Casa de força: local onde ficam as turbinas e geradores.
Termoelétrica No Brasil a primeira usina termelétrica foi inaugurada em 1883 no Rio de Janeiro, mais especificamente em Campos dos Goytacazes tendo uma potência de 52Kw Já um dos maiores complexos termelétricos do Brasil é o Complexo Termelétrico Paraíba, no maranhão, usando gás natural como fonte, ele tem de capacidade instalada 1,4GW. A matriz de energia é bem variada, a termoelétrica é composta 8,3% pela queima de gás natural e 3,1% pela queima de carvão e derivados. A maior Termelétrica da América Latina se encontra no Brasil, em Sergipe na cidade de Barra dos Coqueiros, seu nome é Porto de Sergipe I, operando com 3 turbinas a gás e 1 a vapor consegue atingir 1551MW de potência instalada, começou a funcionar em março de 2020. No mundo, maior usina termoelétrica é a usina Taichung que fica localizada em Taiwan. Ela tem uma capacidade instalada de 5.500 megawatts (MW). A energia termoelétrica é gerada pela conversão da energia térmica em energia elétrica. Ela é produzida a partir da queima de combustíveis fósseis como carvão, óleo e gás natural que geram calor e, consequentemente, vapor. Esse vapor é direcionado para as turbinas de uma usina termoelétrica, que movimentam um gerador para produzir energia elétrica. Apesar da energia termelétrica ser uma fonte de energia barata e confiável ela apresenta certos problemas ambientais. A queima de combustíveis fósseis libera gases como dióxido de carbono que contribuem para o aquecimento global e as mudanças climáticas, além do mais a queima desses combustíveis também libera outros poluentes nocivos à saúde como dióxido de enxofre óxidos de nitrogênio e partículas sólidas. Devido a esses problemas alguns países estão buscando fontes alternativas de energia como energia renovável sendo menos nocivas ao ambiente e à saúde.
Geotérmica A energia geotérmica ou geotermal é proveniente do calor existente no interior da terra e existe desde que o planeta foi criado. Ela surgiu na Itália em 1904 com tentativas de gerar eletricidade a partir dessa energia, porém não foi bem-sucedido devido substâncias encontradas no vapor absorvido. Assim, os principais recursos desta energia são os gêiseres (fontes de vapor no interior da terra que demonstra erupções frequentemente) e onde existem água ou rochas a temperaturas altas, possibilitando o seu aproveitando de energia térmica e consequentemente energia elétrica. Portanto, está água a temperaturas altas produz o vapor que posteriormente alimenta os geradores de turbina e produz a eletricidade. Essa fonte alternativa de energia é possível em razão da capacidade natural da terra em reter calor em seu interior, onde acha-se magma que se constitui em rochas derretidas. Atualmente existem três formas de aproveitamento da energia geotérmica dentre elas a utilização direta, centrais geotérmicas e as bombas de calor (CEMIG, 2012; PIMENTA-NETO & ARAUJO,2014). Este tipo de energia possui muitos benefícios em relação aos impactos ambientais como não agredir o solo, custo baixo para manutenção, não é vulnerável ao clima, benefícios em áreas afastadas, porém também gera impactos ambientais como liberação de dióxido de enxofre que é prejudicial à saúde e altamente corrosivo gerando também um odor desagradável, eventual afundamento do terreno, possível contaminação de lagos e rios e a principal desvantagem é que só pode ser operada em áreas propícias (PIMENTA-NETO & ARAUJO, 2014). No Brasil existem poucas áreas para esse tipo de aproveitamento de energia, e mesmo as que existem praticamente não são utilizadas. Não há produção de energia geotérmica no Brasil, o país aproveita apenas o calor gerado por águas termais e utiliza as mesmas para o turismo como encontrado nas cidades de Poços de Caldas (MG) e Caldas Novas (GO) (ATLAS, 2008). Energia Geotérmica (ou Energia Geotermal) é um tipo de energia renovável obtida através do calor proveniente do interior do planeta terra. O processo de aproveitamento dessa energia é feito por meio de grandes
● Energia Química: relacionada às reações químicas ● Energia Eólica: relacionada ao vento ● Energia Solar: relacionada ao sol ● Energia Nuclear ou Atômica: relacionada à desintegração do núcleo da matéria Recursos Energéticos: Os recursos energéticos são aqueles que fornecem energia, sendo classificados em: recursos naturais renováveis (energia limpa) e não renováveis (energia suja). Assim, os recursos renováveis são aqueles que possuem menor impacto ambiental, na medida que não se esgotam na natureza pois se renovam em determinado tempo. Como recursos renováveis, destacam-se a energia geotérmica, solar, eólica, hidroelétrica, dentre outras. Por sua vez, os recursos naturais não renováveis, o próprio nome indica que não podem ser renovados na natureza, ou seja, se aquela fonte é explorada indiscriminadamente, poderá com o passar do tempo, desaparecer sendo a natureza incapaz de renová-lo. Esse tipo de recurso energético causa grande impacto ambiental, desequilibrando os ecossistemas da Terra, por exemplo, a energia nuclear e proveniente dos combustíveis fósseis (petróleo, carvão, gás natural). Os três países com maior produção de energia geotérmica no mundo são: os Estados Unidos, as Filipinas e a Indonésia. Além deles, outros países têm optado pela produção de energia geotérmica, tais quais a China, Japão, Chile, México, França, Alemanha, Suíça, Hungria, Islândia. Atualmente, cerca de 25 países do planeta utilizam a energia geotérmica, sendo o Brasil um país que não apresenta grande potencial de energia geotérmica, uma vez que ela é explorada, em maior parte, nos locais do planeta onde surgem as áreas de transição entre as placas tectônicas.
Biomassa A geração de eletricidade por biomassa é um processo que envolve o aproveitamento de resíduos orgânicos como resíduos de madeira, casca de arroz, bagaço de cana, entre outros, para geração de energia elétrica. Este tipo de produção de energia é considerado uma forma de energia renovável porque utiliza materiais de origem vegetal que podem ser cultivados e regenerados. O processo de produção de eletricidade a partir de biomassa geralmente envolve a queima de material orgânico em uma caldeira, produzindo vapor que aciona uma turbina que produz eletricidade. O vapor gerado é alimentado em uma turbina que gira um eixo conectado a um gerador elétrico e produz eletricidade que é enviada para a rede elétrica. Além da combustão direta da biomassa, existem outras formas de produção de energia com esse tipo de material. Uma delas é a produção de biocombustíveis líquidos, como etanol e biodiesel, que podem ser usados em motores de combustão interna para gerar eletricidade. A produção de eletricidade a partir da biomassa apresenta algumas vantagens em relação a outras fontes de energia. Além de ser uma forma de energia renovável, pode ser produzida localmente a partir de resíduos orgânicos que, de outra forma, poderiam ser descartados de forma inadequada. Além disso, a biomassa pode ser utilizada como fonte de energia suplementar para ajudar a garantir a estabilidade do sistema elétrico nos horários de pico. Por outro lado, a queima de biomassa pode produzir gases poluentes como dióxido de carbono e óxidos de nitrogênio, que podem ter um impacto negativo no meio ambiente se não forem tomadas medidas para reduzir essas emissões. Solar A energia solar é produzida através da conversão da luz solar em eletricidade, utilizando painéis solares fotovoltaicos. Esses painéis são compostos de células fotovoltaicas, que são feitas de materiais semicondutores, como o silício. Quando a luz solar atinge a célula fotovoltaica, ela é absorvida pelos elétrons presentes no material semicondutor, que são então liberados da camada inferior da célula e começam a se mover pela célula. Isso cria uma diferença de potencial elétrico, ou tensão, entre as camadas superior e inferior da célula. Se uma carga elétrica for conectada entre essas camadas, a corrente elétrica começará a fluir. Essa corrente elétrica gerada pela célula fotovoltaica é, geralmente, uma corrente contínua (DC), que é convertida em corrente alternada (AC) pelo
A energia eólica tem muitas vantagens em relação às fontes de energia tradicionais. Uma das principais vantagens é que ela é uma fonte de energia limpa e renovável, o que significa que não emite gases de efeito estufa ou outros poluentes que possam prejudicar o meio ambiente. Além disso, a energia eólica é uma fonte de energia gratuita, já que o vento é um recurso natural que não precisa ser comprado. Apesar de suas muitas vantagens, a energia eólica também tem algumas desvantagens importantes a serem consideradas. Uma das principais desvantagens é que a produção de energia eólica é altamente dependente das condições climáticas.
CONCLUSÃO
Em conclusão, existem diversas formas de geração de energia elétrica, cada uma com suas vantagens e desvantagens. As fontes mais comuns incluem a geração de energia térmica, hidrelétrica, eólica, solar, nuclear e geotérmica. A escolha da melhor fonte de energia depende de vários fatores, incluindo a disponibilidade da fonte, a demanda de energia, a viabilidade financeira e as considerações ambientais. Em última análise, a escolha da melhor fonte de energia depende de uma análise cuidadosa de todas as opções disponíveis e das condições específicas de cada região. A transição para fontes de energia mais limpas e sustentáveis é fundamental para reduzir a dependência de combustíveis fósseis e mitigar os impactos ambientais causados pela geração de energia elétrica.
