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

Sugestões de leitura

Sugestões de leitura

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