02-Apostila -- Sistemas El-Tricos de Pot-Ncia II Final

7/28/2019 02-Apostila -- Sistemas El-Tricos de Pot-Ncia II Final

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Gerncia de Educao Profissional de Nvel TcnicoCoordenadoria de Eletrotcnica

Apostila de Sistemas

Eltricos dePotncia II

Vitria agosto de 2005


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Vlamyr da Silveira Talyuli


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1. Conceituao Bsica- Funo do Sistema eltrico de potncia- Gerao de energia- Linhas de transmisso- Distribuio de energia eltrica

2. Gerao de Energia Eltrica- Energia hdrica- Energia trmica- Energia nuclear- Energia elica- Energia solar ou fotovoltaica- Energia maremotriz

- Biomassa- Gs natural- Energia geotrmica- Clula combustvel- Trabalho

3. Linhas de Transmisso- Tenses de transmisso - Padronizao- Materiais utilizados

- Cabos condutores- Isoladores e ferramentas

- Ferragens e acessrios- Estruturas das linhas de transmisso- Disposio dos condutores- Dimenses das estruturas- Classificao das estruturas

- Cabos pra-raios- Escolha do traado- Projeto

4. Caractersticas de Transmisso de Energia em Corrente alternada e Correntecontnua

5. Condutncia de Disperso e Efeito Corona- Perdas nos isoladores- Efeito Corona

- Formao dos eflvios de corona- Previso do desempenho das linhas quanto formao de corona- Gradiente de potencial na superfcie dos condutores- Anlise quantitativa das manifestaes do efeito corona

- Radiointerferncia- Rudos acsticos- Perdas de energia por corona


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6. Linhas de Distribuio- Estudo das cargas eltricas

- Introduo- Classificao das cargas- Curvas de carga (Diagrama de Cargas)- Modelos de cargas eltricas- Composio de cargas

- Materiais utilizados- Dimensionamento de uma linha de distribuio- Escolha do traado- Projeto

7. Redes de Distribuio

- Materiais utilizados- Iluminao pblica- Dimensionamento de uma RD- Apresentao e anlise de projeto de uma RD


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Centro Federal de Educao Tecnolgica do Esprito Santo 1

1. Conceituao Bsica

a) Rede de Distribuiob) Rede de Sub-transmissoc) Rede de Transmissod) Linhas de Interligaoe) Gerao ou Produo

1.1 Funo do Sistema Eltrico de Potncia

Integrao dos Sistemas Regionais

a) Possibilidades de intercmbio de energia entre os diversos sistemas de acordocom as disponibilidades e necessidades diferenciadas. O excesso de energia

disponvel em um dos sistemas em certas ocasies absorvido por outro que seencontra temporariamente com escassez que a devolver em seguida, quandoinverte a situao de disponibilidade hdrica.

b) Possibilidade de construo de centrais maiores e mais eficientes eeconomicamente mais viveis em cada sistema isoladamente.

c) Aumento de capacidade de reserva global das instalaes de gerao para casosde acidentes em alguma central dos sistemas componentes.

d) Aumento da confiabilidade de abastecimento em situaes anormais eu deemergncia.

e) Possibilidade de um despacho de carga nica e mais eficiente com alto grau deautomatizao e otimizao.

f) Possibilidade de manuteno de um rgo de alta categoria, em conjunto derateio de despesas, e conseqentemente menor incidncia sobre os custos decada sistema.

A. Linhas de TransmissoSo linhas que operam com as tenses mais elevadas do sistema, tendo como funo

principal o transporte de energia entre os centros de produo e centros de consumo,como tambm a interligao de centros de produo e mesmo sistemas independentes.Em geral, so terminadas em subestaes abaixadoras regionais onde a tenso reduzida a nvel para o incio da distribuio a granel pelas linhas de sub-transmisso.

Em um mesmo sistema pode haver, e em geral h, linhas de transmisso em dois oumais nveis de tenso.

B. Linhas de Sub-TransmissoNormalmente operam em tenses inferiores quelas dos sistemas de transmisso, nosendo no entanto incomum operarem com uma tenso tambm existente nestes. Suafuno a distribuio a granel da energia transportada pelas linhas de transmisso.

Nascem nos barramentos das subestaes abaixadoras locais. Das subestaes regionaissaem diversas linhas de sub-transmisso tomando rumos diversos. Em um sistema


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possvel tambm haver dois ou mais nveis de tenso de sub-transmisso, como aindaum sub-nvel de sub-transmisso.

C.Linhas de Distribuio PrimriaSo linhas de tenso suficientemente baixas para ocuparem vias pblicas esuficientemente elevadas para assegurarem boa regulao, mesmo para potnciasrazoveis. s vezes desempenham o papel de linhas de sub-transmisso em pontas desistemas.

D.Linhas de Distribuio SecundriasOperam com as tenses mais baixas do sistema e em geral seu comprimento no excede200 a 300 metros. Sua tenso apropriada para uso direto em mquinas, aparelhos e

lmpadas. No Brasil esto em uso sistemas de 220/127 v (fase-fase e fase-neutro) e380/220 v, derivveis de sistemas trifsicos com neutro, e o sistema 220/110 v derivvelde sistema monofsico.

230 KV

200 MW

138 KV40 MW

13,8 KV

69KV - 10MW

69KV - 10MW

Transmisso Sub transmisso Sub transmisso


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2. Gerao de Energia Eltrica

Fontes de Energia

De todas as diferentes formas de energia (as principais foras que a originam e as suasenergias derivadas), a energia geralmente classificada segundo as suas fontes.Utilizando a acepo mais comum energia como capacidade de produzir trabalho

pode-se distinguir trs grupos de fontes de energia, conforme tabela abaixo.

Fontes Geradoras de Energia

Convencionais No Convencionais

ou Alternativas

Exticas

PetrleoGs Natural

CarvoHidroeletricidade

Biomassa

MarsVentosOndasXisto

GeotrmicaFisso nuclear

Solar (produo de calor e/oueletricidade)

Energia solar (produzidano interior do Sol)Calor dos oceanos

Fuso nuclear

Caractersticas das Principais Fontes Geradoras de Energia

Fonte Obteno Usos Vantagens Desvantagens

Petrleo

Matria resultante detransformaes

qumicas de fsseisanimais e vegetais.

Extrado em reservasmartimas oucontinentais.

Produo deenergia eltrica.

Matria-prima dagasolina e do diesel

e de outrosprodutos como

plstico, borrachasinttica, ceras,

tintas, gs e asfalto.

Domnio datecnologia para

explorao e refino.Facilidade detransporte edistribuio.

um recurso esgotvel.Libera dixido de carbono na

atmosfera, poluindo oambiente e colaborando parao aumento da temperatura.

Gs Natural

Ocorre na natureza

associado ou no aopetrleo. A presso nasreservas impulsiona ogs para a superfcie,onde coletado em

tubulaes.

Aquecimento; com

bustvel paragerao deeletricidade,

veculos, caldeirase fornos; matria-

prima de derivadosdo petrleo.

Pode ser utilizado

nas formas gasosa elquida; existe umgrande nmero de

reservas.

um recurso esgotvel.. A

construo de gasodutos emetaneiros (navios especiais)para o transporte e

distribuio requer altosinvestimentos.

Influencia na formao dechuva cida e na alterao

climtica.


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Fonte Obteno Usos Vantagens Desvantagens

Nuclear

Reatores nuclearesproduzem energiatrmica por fisso

(quebra) de tomos deurnio. A energiaproduzida aciona um

gerador eltrico.

Produo de energiaeltrica. Fabricao

de bombas

atmicas.

As usinaspodem ser

instaladas em

locais prximosaos centros deconsumo. No

emite poluentesque influem

sobre o efeitoestufa.

No h tecnologia paratratar o lixo nuclear. A

construo dessas usinas

cara e demorada. H riscosde contaminao nuclear.

Hidroeletricidade

A energia liberada pelaqueda de grande

quantidade de guarepresada move uma

turbina que aciona umgerador eltrico.

Produo de energiaeltrica.

No emitepoluentes. Aproduo

controlada. Noinfluencia noefeito estufa.

Inundao de grandesreas, deslocamento de

populaes. A construodessas usinas tambm

cara e demorada.

Carvo mineral

Mteria que resulta dastransformaes qumicas

de grandes florestassoterradas. Extrado emminas subterrrneas ou acu descoberto em bacias

sedimentares.


Aquecimento.Matria-prima de

fertilizantes.

Domnio datecnologia de

aproveitamento.Facilidade detransporte edistribuio.

Influencia na formao dachuva cida devido

liberao de poluentescomo dixido de carbono(CO2) e enxofre (SO2) e

xidos de nitrogniodurante a combusto.

Elica

O movimento dos ventos captado por hlices

ligadas a uma turbina queaciona um gerador

eltrico.


Movimentao demoinhos.

Grandepotencial para

gerao deenergia eltrica.No influi noefeito estufa.

No ocupa reasde produo

agrcola.

Exige investimentos paratransmisso da energia

gerada. Produz poluiosonora. Interfere nas

transmisses de rdio eTV.

Solar

Lminas ou painisrecobertos com materialsemicondutor capturam aluminosidade recebida do

Sol para gerar correnteeltrica.

Produo de energiaeltrica..

Aquecimento.

No poluente.No influi noefeito estufa.

No precisa deturbinas ou

geradores para aproduo de

energia eltrica.

Exige investimentosiniciais de relativa monta

para o seu aproveitamento.

Biomassa

A matria orgnica decomposta em caldeiras

ou em biodigestores. Oprocesso gera gs e vaporque aciona uma turbina e

move um geradoreltrico.

Aquecimento.Produo de energia

eltrica.. Produode biogs ou gs

natural (metano).

fonterenovvel. Sua

ao sobre oefeito estufa

pode serequilibrada: ogs carbnico

liberado durantea queima

absorvido nociclo de

produo.

Exige investimentosiniciais para o seu

aproveitamento.

Base de dados: Almanaque Abril - CD Rom, 1999


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Uso das Fontes de Energia

Fonte Energtica % do usomundial

% do uso noBrasil (2000)

Problemas associados

Fssil

CarvoPetrleo

Gs natural

27,039,823,2

4,933,32,7

Poluio do solo e da gua, pela minerao eprocessamento; poluio atmosfrica pelaemisso de gases e partculas na combusto.

Principais responsveis pelo efeito estufa.

Nuclear 7,3 0,6 Alto risco de acidentes e srios problemascom rejeitos.

Hidrulica 2,7 38,6Grande impacto ambiental em funo dasalteraes na paisagem e das grandes reasalagadas.

Biomassa

LenhaAlcool

--

8,510,0

Desmatamento e monoculturas.

Tem a vantagem de anular o efeito estufa, jque o replantio da cultura utilizada significacrescimento da rea verde.

Limpas permanentes

SolarElica

Geotrmicamaremotriz

----

--

1,4-

Ainda enfrenta desafios tecnolgicos para ouso em grande escala.

A oferta depende de condies geogrficas ea disponibilidade varivel.

Obs.: No inclui outras fontes renovveis, alm da hidrulicaBalano Energtico Nacional - Ano 2.000


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2.1 Energia Hdrica

Energia Hidreltrica

a energia proveniente do movimento das guas. Ela produzida por meio doaproveitamento do potencial hidrulico existente num rio, utilizando desnveis naturais,como quedas de gua, ou artificiais, produzidos pelo desvio do curso original do rio.

Origem

Normalmente constroem-se diques querepresam o curso da gua, acumulando-a num reservatrio a que se chama

barragem. Esse tipo de usina hidrulica denominado Usina com Reservatriode Acumulao. Em outros casos,existem diques que no param o cursonatural da gua, mas a obrigam a passar

pela turbina de forma a produzireletricidade, denominando-se Usinas a

Fio de gua.


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Quando se abrem as comportasda barragem, a gua presa

passa pelas lminas da turbinafazendo-a girar. A partir domovimento de rotao daturbina o processo repete-se, ouseja, o gerador ligado turbinatransforma a energia mecnicaem eletricidade.

A energia eltrica gerada levada atravs de cabos ou barras condutoras dos terminaisdo gerador at o transformador elevador, onde tem sua tenso (voltagem) elevada paraadequada conduo, atravs de linhas de transmisso, at os centros de consumo. Desta

forma, atravs de transformadores abaixadores, a energia tem sua tenso levada a nveisadequados para o consumo.

Produo de Energia Hidreltrica

A gua fica armazenada em um reservatrio para ser usada nos perodos de

estiagem. Quando o reservatrio j est cheio, o excesso de gua jogada fora

atravs do vertedouro ( perdendo assim acumulo de potncia);

A Turbina movida por um Jato de gua. Depois do uso, a gua continua o seu

percurso rio abaixo;

O gerador possui um eixo que movido por uma turbina;

A Energia Eltrica produzida por um gerador, na casa de fora.


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Vantagens e Desvantagens da Energia Hdrica

Vantagens:

No emite poluentes;

A produo controlada;

No influencia no efeito estufa.

Desvantagens:

Inundao de grandes reas, deslocamento de populaes;

A construo dessas usinas tambm cara e demorada.

gua e Meio Ambiente

As caractersticas fsicas e geogrficas do Brasil foram determinadas paraimplantao de um parque gerador de energia eltrica de base predominantementehdrica.

O Brasil um pas privilegiado em recursos hdricos, e altamente dependente daenergia hdrica, cerca de 95% da energia eltrica brasileira provm de rios.

O Brasil detm 15% das reservas mundiais de gua doce disponvel, porm s utilizaum quarto de seu potencial. E para alcanar a totalidade do potencial hdrico, serianecessrio explorar o potencial da Amaznia.

A energia de origem hdrica hoje a segunda maior fonte de eletricidade no mundo.

Construo de Reservatrios e seus Impactos

As principais bacias hidrogrficas do Brasil foram reguladas pela construo dereservatrio, os quais isoladamente ou em cascata, constituem um importanteimpacto qualitativo e quantitativo nos principais ecossistemas de guas interiores. Osreservatrios de grande porte ou pequeno porte so utilizados para inmerasfinalidades: hidroeletricidade, reserva de gua para irrigao, reserva de gua potvel,

produo de biomassa (cultivo de peixes e pesca intensiva), transporte (hidrovias)recreao e turismo.

Inicialmente, a construo de hidreltricas e a reserva de gua para diversos fins foi oprincipal propsito. Nos ltimos vinte anos, os usos mltiplos desses sistemas


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diversificaram-se, ampliando a importncia econmica e social desses ecossistemasartificiais e, ao mesmo tempo, produzindo e introduzindo novas complexidades noseu funcionamento e impactos.

Esta grande cadeia de reservatrios tem, portanto, um enorme significado econmico,ecolgico, hidrolgico e social; em muitas regies do Pas esses ecossistemas foramutilizados como base para o desenvolvimento regional. Em alguns projetos houve

planejamento inicial e uma preocupao com a insero regional; em outros casos,este planejamento foi pouco desenvolvido. Entretanto, devido presses por usosmltiplos, estudos intensivos foram realizados com a finalidade de ampliar asinformaes existentes e promover uma base de dados adequada que sirva como

plataforma para futuros desenvolvimentos.

Os impactos da construo de respresas so relativamente bem documentados paramuitas bacias hidrogrficas. Estes impactos esto relacionados ao tamanho, volume,tempo de reteno do reservatrio, localizao geogrfica e localizao nocontinuum do rio. Os principais impactos detectados so:

inundao de reas agricultveis;

perda de vegetao e da fauna terrestres;

interferncia na migrao dos peixes;

mudanas hidrolgicas a jusante da represa;

alteraes na fauna do rio;

interferncias no transporte de sedimentos;

aumento da distribuio geogrfica de doenas de veiculao hdrica;

perdas de heranas histricas e culturais, alteraes em atividades

econmicas e usos tradicionais da terra;

problemas de sade pblica, devido deteriorao ambiental;

problemas geofsicos devido a acumulao de gua foram detectados

em alguns reservatrios;

perda da biodiversidade, terrestre e aqutica;

efeitos sociais por relocao;

Todas estas alteraes podem resultar de efeitos diretos ou indiretos. Reservatriosem cascata como os construdos nos rios Tiet, Grande, Paranapanema e SoFrancisco, produzem efeitos e impactos cumulativos, transformando inteiramente ascondies biogeofsicas, econmicas e sociais de todo o rio.


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Nem todos os efeitos da construo de reservatrios so negativos. Deve-seconsiderar tambm muitos efeitos positivos como:

produo de energia: hidroeletricidade;

reteno de gua regionalmente;

aumento do potencial de gua potvel e de recursos hdricos

reservados;

criao de possibilidades de recreao e turismo;

aumento do potencial de irrigao;

aumento e melhoria da naegao e transporte;

aumento da produo de peixes e na possibilidade de aquacultura;

regulao do fluxo e inundaes;

aumento das possibilidades de trabalho para a populao local.

(Fonte: guas Doces no Brasil - Capital Ecolgico, Uso e Conservao. 2. Edio Revisada eAmpliada. Escrituras. So Paulo - 2002. Organizao e Coordenao Cientfica: Aldo da C.Rebouas; Benedito Braga. Captulo 05 - Ecossistemas de guas Interiores. Jos Galizia Tundisi,Takako Matsumura Tundisi e Odete Rocha. Pginas 171 - 176).

Inventrio do Potencial Hidreltrico

A natureza dotou cada regio do planeta com um nmero diferente de opesenergticas. Alm disso, criou o desafio para descobr-las, avaliar o volume,desenvolver tcnicas para seu uso e empregar todo o seu potencial de utilizaoeconmica.

O conhecimento dos recursos e reservas energticas fundamental para se planejar odesenvolvimento nacional.

A cada ano, novas jazidas e novas tecnologias de aproveitamento de reservasenergticas so descobertas. Estas fazem com que o volume total calculado dosrecursos e reservas energticas nacionais seja acrescido.

As fontes primrias foram classificadas, no territrio brasileiro, em convencionais(trmicas e hidreltricas) e no-convencionais. No horizonte dos prximos 20 anos, atermeletricidade poder ter uma participao de 10 a 15% nas fontes de energiaeltrica, considerando que 35% do potencial hidreltrico brasileiro situa-se naamaznia, longe dos maiores centros consumidores: Sul e Sudeste.

No poderamos falar em potencial hdrico brasileiro sem considerar a hidrografia.Os fatores que favorecem ou dificultam os aproveitamentos hidreltricos, que tm


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especial interesse nas anlises, so a diferena de nvel ou altura de queda e vazo oudescarga (volume de gua mdio anual por unidade de tempo: m3/s).

(* MLLER, A. C.. Hidreltricas, meio ambiente e desenvolvimento. So Paulo: Makron Books,

1995)

Hidrografia Brasileira

De acordo com o perfil longitudinal, pode-se encontrar rios brasileiros comcaractersticas predominantes de plancie e de planalto. Como representantesexemplares dos rios de plancie temos o Amazonas, o Paraguai e na baixadamaranhense, o Parnaba. Todos esses rios so navegveis em longas extenses, aindaque este recurso no esteja sendo plenamente explorado.

Outros grandes rios so conhecidos pela declividade dos terrenos que drenam eenquadram-se entre os rios de planalto. Esses rios tm um perfil importante naavaliao do potencial hidreltrico. Destacam-se, nesses, o rio Paran e seus

principais afluentes, Parnaba, Grande, Tiet, Paranapanema e Iguac, com desnveldas cabeceiras at o p da barragem de Itaipu; o Tocantins e seu afluente Araguaia,que desce das cabeceiras foz; o rio Uruguai e seus afluentes de curso perene, comdesnvel at Paulo Afonso.

O rio Amazonas tem a mais vasta bacia hidrogrfica do planeta, com cerca de6.315.000 km2, a maior parte do territrio brasileiro (3.984.000 km2, da ordem de63,1%).

O amazonas e todos os seus afluentes tm uma vazo mdia anual calculada em 250mil m3/s, para um potencial hidreltrico da ordem de 54.117.217 kW/ano.Comparativamente, o rio Paran, cuja vazo em Itaipu, 1,8 vez menor em potencialdo Amazonas.

A maior parte da capacidade hidreltrica brasileira foi inventariada, somando-se aenergia hidreltrica que j vem sendo gerada que se espera obter nosempreendiemntos em construo e que poderiam gerar os aproveitamentosestudados no projeto bsico. Clculos precisos permitem referenciar o montante

estimado dos demais recursos hdricos ainda no prospeccionados com maior rigor.(*)

Usinas e Reservatrios Brasileiros

No somente razes tcnicas que definem o porte das barragens. A deciso por umagrande, mdia ou pequena barragem depende do volume do corpo d`gua, suascaractersticas topo-altimtricas e de uma gama de consideraes, com as necessidadesdo mercado e oportunidades econmicas, aspectos polticos, avaliaes de ordem sociale das fragilidades ambientais das localidades+ ao mximo aproveitamento do potencialde um curso d`gua. Algumas vezes so usos conciliados que estabelecem a cota

mxima da elevao das guas: as barragens destinadas navegao e de apoio a esta,


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ou cujo fim a regularizao da vazo e controle de cheias, ou irrigao, aqicultura emuitos outros casos.

Na maioria da vezes, os custos so os fatores restritivos. Esses custos so tanto os daobra, diretos, como os indiretos e associados, relativos aos aspectos socioambientais, deimplantao de usos mltiplos e promoo do desenvolvimento regional, por exemplo.

As diferenas socioambientais entre as pequenas e grandes barragens, no fundo, serona escala e na intensidade de impactos causados sobre o ecossistema primitivo. Quantomaior o vulto da obra hidrulica construda, tanto maior a modificao das condiesnaturais anteriores. Essas modificaes tm sua maior expresso durante a formao doreservatrio, mas no se restringem a esse perodo em somente rea fsica alagada.(*)

Potencial Hidreltrico do Estado do Esprito Santo

Sistema ESCELSA

Ano UsinaEG

(kV)Potncia

(MW)N de

GeradoresTipo

TurbinaQuedad`gua

(m)

1965 Usina Hidreltrica Suia 6,3 30 2 Kaplan 240,00

1909 Pequena Central Hidreltrica Jucu 4,16 4,5 2 Francis 60,50

2001 Pequena Central Hidreltrica Viosa 4,16 4,5 2 Francis 63,88

Pequena Central Hidreltrica So Joo 6,9 25 2 Francis 259,40

1912 Pequena Central Hidreltrica Fruteiras 4,16 7,9 2 Francis 200,50

1920 Pequena Central Hidreltrica Alegre 4,16 1,99 1 Francis 75,90

1974 Usina Hidreltrica Mascarenhas 13,8 131 3 Kaplan 22,00

1959 Usina Hidreltrica Rio Bonito 6,3 15 3 FrancisEixo Horizontal

159,00


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2.2 Energia Trmica

Usina Termeltrica

Instalao que produz energia eltrica a partir da queima de carvo, leo combustvelou gs natural em uma caldeira projetada para esta finalidade especfica.

Funcionamento de uma Usima Termeltrica

O funcionamento das centraistermeltricas semelhante,independentemente do combustvelutilizado. O combustvel

armazenado em parques ou depsitosadjacentes, de onde enviado para ausina, onde ser queimado nacaldeira. Esta gera vapor a partir da

gua que circula por uma extensa rede de tubos que revestem suas paredes. A funodo vapor movimentar as ps de uma turbina, cujo rotor gira juntamente com o eixode um gerador que produz a energia eltrica.

Essa energia transportada por linhas de alta tenso aos centros de consumo. Ovapor resfriado em um condensador e convertido outra vez em gua, que volta aostubos da caldeira, dando incio a um novo ciclo.

A gua em circulao que esfria o condensador expulsa o calor extrado da atmosferapelas torres de refrigerao, grandes estruturas que identificam essas centrais. Partedo calor extrado passa para um rio prximo ou para o mar.

Para minimizar os efeitos contaminantes da combusto sobre as redondezas, a centraldispe de uma chamin de grande altura (algumas chegam a 300 m) e de alguns

precipitadores que retm as cinzas e outros resduos volteis da combusto. Ascinzas so recuperadas para aproveitamento em processos de metalurgia e no campoda construo, onde so misturadas com o cimento.

Como o calor produzido intenso, devido as altas correntes geradas, importante o

resfriamento dos geradores. O hidrognio melhor veculo de resfriamento que o ar;


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como tem apenas um quatorze avos da densidade deste, requer menos energia paracircular. Recentemente, foi adotado o mtodo de resfriamento lquido, por meio deleo ou gua. Os lquidos nesse processamento so muito superiores aos gases, e agua 50 vezes melhor que o ar.

A potncia mecnica obtida pela passagem do vapor atravs da turbina - fazendocom que esta gire - e no gerador - que tambm gira acoplado mecanicamente turbina - que transforma a potncia mecnica em potncia eltrica.

A energia assim gerada levada atravs de cabos ou barras condutoras, dos terminaisdo gerador at o transformador elevador, onde tem sua tenso elevada para adequadaconduo, atravs de linhas de transmisso, at os centros de consumo.

Da, atravs de transformadores abaixadores, a energia tem sua tenso levada a

nveis adequados para utilizao pelos consumidores.A descrio anterior refere-se s centrais clssicas, uma vez que existe, ainda que emfase de pesquisa, outra gerao de termeltricas que melhorem o rendimento nacombusto do carvo e diminuam o impacto sobre o meio ambiente: so as centraisde combusto de leito fluidificado. Nessas centrais, queima-se carvo sobre um leitode partculas inertes (por exemplo, de pedra calcria), atravs do qual se faz circularuma corrente de ar que melhora a combusto.

Uma central nuclear tambm pode ser considerada uma central termeltrica, onde ocombustvel um material radioativo que, em sua fisso, gera a energia necessria

para seu funcionamento.

Vantagens e Desvantagens

Vantagens:

Podem ser construdas onde so mais necessrias, economizando assim ocusto das linhas de transmisso;

Produz energia eltrica a partir da queima de carvo, leo combustvel ougs natural.

Desvantagens:

Alto preo do combustvel; Impactos ambientais, como poluio do ar, aquecimento das guas, o

impacto da construo de estradas para levar o combustvel at a usina,...


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2.3 Energia Nuclear

a quebra, a diviso do tomo, tendo por matria prima minerais altamente radioativos,como o urnio (descoberto em 1938).

A energia nuclear provm da fisso nuclear do urnio, do plutnio ou do trio ou dafuso nuclear do hidrognio. energia liberada dos ncleos atmicos, quando osmesmos so levados por processos artificiais, a condies instveis.

A fisso ou fuso nuclear so fontes primrias que levam diretamente energia trmica, energia mecnica e energia das radiaes, constituindo-se na nica fonte primria deenergia que tem essa diversidade na Terra.

Como forma trmica de energia primria, foram estudadas as aplicaes da energianuclear para a propulso naval militar e comercial, a nucleoeletricidade, a produo devapor industrial, o aquecimento ambiental e a dessalinizao da gua do mar.

Apesar de polmica, a gerao da energia nucleoeltrica responsvel peloatendimento de 18% das necessidades mundiais de eletricidade. So as aplicaes dacincia e tecnologia nucleares que resultam em benefcios mais significativos, de amploalcance e de maior impacto econmico e social.


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Energia nuclear se refere a energia consumida ou produzida com a modificao dacomposio de ncleos atmicos. Alm de ser a fora que arma a Bomba Atmica, aBomba de Hidrognio e outras armas nucleares, a energia nuclear tambm tem utilidadena gerao de eletricidade em usinas de vrios pases do mundo. vista por muitoscomo fonte de energia barata e limpa; mas por causa do perigo da radiao emitida na

produo desta energia e da radioatividade dos materiais utilizados, outros sentem queela pode no ser uma energia alternativa vivel para o uso de combustvel fssil ouenergia solar. Este tipo de energia tambm utilizado na medicina, na produo demarca-passos para doentes cardacos.

Como o Funcionamento de uma Usina Nuclear

1) Os tomos so quebrados numa mquina chamada reator, emitindo uma

grande quantidade de calor;

2) A caldeira aquecida com a fisso nuclear;

3) O vapor produzido pela caldeira;

4) A turbina movida por um Jato de Vapor sob forte presso. Depois do uso, o

vapor jogado fora na atmosfera;

5) O gerador possui um eixo que movido pela Turbina;

6) A Energia Eltrica produzida pelo Gerador.


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Energia Nuclear e Meio Ambiente

Durante a Segunda Guerra Mundial a energia nuclear demonstrou sua potencialidadede causar danos, como ocorreu nas cidades de Hiroshima e Nagasaki.A energia nuclear traz benefcios para a sociedade, como a utilizao das radiaesem mltiplas aplicaes na medicina, indstria, agropecuria e meio ambiente. Cadaum desses usos insere esta energia em um determinado campo de acontecimentos.Assim que o uso medicinal a insere no ambiente hospitalar e o uso na produo deenergia eltrica, no mbito das relaes de moradia e de iluminao pblica, porexemplo. Em cada um desses ambientes h uma potencialidade de danos e risco comalgumas peculiaridades.

Os problemas ambientais esto relacionados com os acidentes que ocorrem nas

usinas e com o destino do chamado lixo atmico - os resduos que ficam no reator,local onde ocorre a queima do urnio para a fisso do tomo. Por conter elevadaquantidade de radiao, o lixo atmico tem que ser armazenado em recipientesmetlicos protegidos por caixas de concreto, que posteriormente so lanados ao mar.

Os acidentes so devidos liberao de material radioativo de dentro do reator,ocasionando a contaminao do meio ambiente, provocando doenas como o cncere tambm morte de seres humanos, de animais e de vegetais. Isso no s nas reas

prximas usina, mas tambm em reas distantes, pois ventos e nuvens radioativascarregam parte da radiao para reas bem longnquas, situadas a centenas dequilmetros de distncia.

Usinas Nucleares do Brasil

Angra I

Para atender as possveis necessidades futuras, em 1972 foi iniciada a construo deAngra I, mas s em 1985 a usina entrou em operao comercial. Em 1999 alcanouum fator de disponibilidade de 96% e uma gerao bruta de 3.976.943 Mwh.

Angra I tem 657 MW de potncia. Funciona com reator de gua pressurizada,moderado e refrigerado a gua com prdio de conteno.

Foi construda na praia de Itaorna em Angra dos Reis - Rio de Janeiro, e mesmoobedecendo aos mais exigentes padres internacionais de segurana, ainda h muita

polmica.

Alm de programas de segurana, testes peridicos de rotina garantem a proteocontra acidentes com liberao de radioatividade para o meio ambiente.


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Angra II

Em junho de 2000, Angra II teve seu reator entrou em fisso, com potncia de 1.309Mw.

O IBAMA - Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais, responsvel pelo licenciamento ambiental de emreendimentos industriais de grande

porte. Para conceder a Licena de Operao de Angra II, foi exigido que fossempreparados o EIA e o RIMA.

O Estudo de Impacto Ambiental compreende na descrio do projeto e suasalternativas, nas etapas de planejamento, construo, operao, desativao (se for ocaso), delimitao e o diagnstico ambiental da rea de influncia, a indentificao,

medio e a valorao dos impactos, a comparao das alternativas e a previso dasituao futura, a elaborao do Relatrio de Impacto Ambiental - RIMA.

Angra III

A ELETROBRS e o MME (Ministrio de Minas e Energia) decidiram que a usinaAngra III ir entrar em funcionamento em 2006, com potncia de 1.309 Mw. A usinade Angra III atender as regies sul/sudeste e centro-oeste.

Segundo os especialistas do setor energtico a paralizao da construo da UsinaNuclear de Angra 3 devido crise energtica. A ELETRONUCLEAR est

efetuando estudos tcnicos e de viabilidade econmica de Angra 3.


Vantagens:

As usinas podem ser instaladas em locais prximos aos centros deconsumo;

No emite poluentes que influem sobre o efeito estufa.

Desvantagens:

No h tecnologia para tratar o lixo nuclear; A construo dessas usinas cara e demorada; H riscos de contaminao nuclear.


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2.4 Energia Elica

A energia elica a energia obtida pelo movimento do ar (vento). uma abundantefonte de energia renovvel, limpa e disponvel em todos os lugares.

Os moinhos de vento foram inventados na Prsia no sc. V. Eles foram usados parabombear gua para irrigao. Os mecanismos bsicos de um moinho de vento nomudaram desde ento: o vento atinge uma hlice que ao movimentar-se gira um eixoque impulsiona uma bomba (gerador de eletricidade).

Origem dos ventos

Os ventos so gerados pela diferena de temperatura da terra e das guas, das plancies e

das montanhas, das regies equatoriais e dos plos do planeta Terra.A quantidade de energia disponvel no vento varia de acordo com as estaes do ano eas horas do dia. A topografia e a rugosidade do solo tambm tem grande influncia nadistribuio de freqncia de ocorrncia dos ventos e de sua velocidade em um local.Alm disso, a quantidade de energia elica extravel numa regio depende dascaractersticas de desempenho, altura de operao e espaamento horizontal dossistemas de converso de energia elica instalados.

A avaliao precisa do potencial de vento em uma regio o primeiro e fundamentalpasso para o aproveitamento do recurso elico como fonte de energia.

Para a avaliao do potencial elico de uma regio necessrio a coleta de dados devento com preciso e qualidade, capaz de fornecer um mapeamento elico da regio.

As hlices de uma turbina de vento so diferentes das lminas dos antigos moinhosporque so mais aerodinmicas e eficientes. As hlices tem o formato de asas de aviese usam a mesma aerodinmica. As hlices em movimento ativam um eixo que estligado caixa de mudana. Atravs de uma srie de engrenagens a velocidade do eixode rotao aumenta. O eixo de rotao est conectado ao gerador de eletricidade quecom a rotao em alta velocidade gera energia.

Um aerogerador consistenum gerador eltrico movido

por uma hlice, que por suavez movida pela fora dovento. A hlice pode servista como um motor a vento,cuja a quantidade deeletricidade que pode sergerada pelo vento dependede quatro fatores:


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Quantidade de vento que passa pela hlice;

Dimenso da hlice;

Dimenso do gerador;

Rendimento de todo o sistema.

Ventos e Meio Ambiente

A energia elica considerada a energia mais limpa do planeta, disponvel em diversoslugares e em diferentes intensidades, uma boa alternativa s energias no-renovveis.

Impactos e Problemas

Apesar de no queimarem combustveis fsseis e no emitirem poluentes, fazendaselicas no so totalmente desprovidas de impactos ambientais. Elas alteram paisagenscom suas torres e hlices e podem ameaar pssaros se forem instaladas em rotas demigrao.

Emitem um certo nvel de rudo (de baixa freqncia), que pode causar algum incmodo.Alm disso, podem causar interferncia na transmisso de televiso.

O custo dos geradores elicos elevado, porm o vento uma fonte inesgotvel deenergia. E as plantas elicas tm uma retorno financeiro a um curto prazo.

Outro problema que pode se citado que em regies onde o vento no constante, ou aintensidade muito fraca, obtm-se pouca energia e quando ocorrem chuvas muitofortes, h desperdcio de energia.

Como o Funcionamento de uma Usina Elica

1) A hlice movida pelo vento;

2) O Gerador possui um eixo que movido por uma enorme hlice;

3) A Energia Eltrica produzida por um Gerador, na Casa de Fora.


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Perspectivas futuras

Na crise energtica atual, as perspectivas da utilizao da energia elica so cada vezmaiores no panorama energtico geral, pois apresentam um custo reduzido em relao aoutras opes de energia.

Embora o mercado de usinas elicas esteja em crescimento no Brasil, ele j movimenta2 bilhes de dlares no mundo. Existem 30 mil turbinas elicas de grande porte emoperao no mundo, com capacidade instalada da ordem de 13.500 MW.

A energia elica pode garantir 10% das necessidades mundiais de eletricidade at 2020,pode criar 1,7 milho de novos empregos e reduzir a emisso global de dixido decarbono na atmosfera em mais de 10 bilhes de toneladas.

Os campees de uso dos ventos so a Alemanha, a Dinamarca e os Estados Unidos,seguidos pela ndia e a Espanha.

No mbito nacional, o estado do Cear destaca-se por ter sido um dos primeiros locais arealizar um programa de levantamento do potencial elico, que j consumido porcerca de 160 mil pessoas. Outras medies foram feitas tambm no Paran, SantaCatarina, Minas Gerais, litoral do Rio de Janeiro e de Pernambuco e na ilha de Maraj.A capacidade instalada no Brasil de 20,3 MW, com turbinas elicas de mdio egrande portes conectadas rede eltrica.

Vrios estados brasileiro seguiram os passos do Cear, iniciando programas delevantamento de dados de vento. Hoje existem mais de cem anemgrafoscomputadorizados espalhados pelo territrio nacional. Um mapa preliminar de ventosdo Brasil, gerado a partir de simulaes computacionais com modelos atmosfricos mostrado na figura abaixo.

Considerando o grande potencial elico do Brasil, confirmado atravs de estudosrecentes, possvel produzir eletricidade a custos competitivos com centraistermoeltricas, nucleares e hidroeltricas, com custo reduzido.


Vantagens:

Grande potencial para gerao de energia eltrica;

No influi no efeito estufa;

No ocupa reas de produo agrcola;

considerada a energia mais limpa do planeta.


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Desvantagens:

Exige investimentos para transmisso da energia gerada;

Produz poluio sonora;

Interfere nas transmisses de rdio e TV;

Em regies onde o vento no constante, ou a intensidade muito fraca, obtm-se

pouca energia e quando ocorrem chuvas muito fortes, h desperdcio de energia.

Figura 1: Mapa das potencialidades elicas do Brasil. Dados da CBEE.

> 8,5 m/s7,0 a 8,5 m/s6,0 a 7,0 m/s5,0 a 60, m/s< 5,0 m/s

CENTRO BRASILEIRO DE ENERGIA ELTRICA(resultados preliminares 2003)


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2.5 Energia Solar ou Fotovoltaica

Energia Solar e o Meio Ambiente

O sol fonte de energia renovvel, o aproveitamento desta energia tanto como fontede calor quanto de luz, uma das alternatias energticas mais promissoras paraenfrentarmos os desafios do novo milnio.

A energia solar abundante e permanente, renovvel a cada dia, no polui e nemprejudica o ecossistema. A energia solar a soluo ideal para reas afastadas eainda no eletrificadas, especialmente num pas como o Brasil onde se encontram

bons ndices de insolao em qualquer parte do territrio.

A Energia Solar soma caractersticas vantajosamente positivas para o sistemaambiental, pois o Sol, trabalhando como um imenso reator fuso, irradia na terratodos os dias um potencial energtico extremamente elevado e incomparvel aqualquer outro sistema de energia, sendo a fonte bsica e indispensvel para

praticamente todas as fontes energticas utilizadas pelo homem.

O Sol irradia anualmente o equivalente a 10.000 vezes a energia consumida pelapopulao mundial neste mesmo perodo. Para medir a potncia usada uma unidadechamada quilowatt. O Sol produz continuamente 390 sextilhes (390x1021) dequilowatts de potncia. Como o Sol emite energia em todas as direes, um poucodesta energia desprendida, mas mesmo assim, a Terra recebe mais de 1.500

quatrilhes (1,5x1018) de quilowatts-hora de potncia por ano.

A energia solar importante na preservao do meio ambiente, pois tem muitasvantagens sobre as outras formas de obteno de energia, como: no ser poluente,no influir no efeito estufa, no precisar de turbinas ou geradores para a produo deenergia eltrica, mas tem como desvantagem a exigncia de altos investimentos parao seu aproveitamento. Para cada um metro quadrado de coletor solar instalado evita-se a inundao de 56 metros quadrados de terras frteis, na construo de novasusinas hidreltricas. Uma parte do milionsimo de energia solar que nosso pasrecebe durante o ano poderia nos dar 1 suprimento de energia equivalente a:

54% do petrleo nacional 2 vezes a energia obtida com o carvo mineral 4 vezes a energia gerada no mesmo perodo por uma usina hidreltrica.

Energia Solar Fototrmica

Est diretamente ligado na quantidade de energia que um determinado corpo capazde absorver, sob a forma de calor, a partir da radiao solar incidente no mesmo. Autilizao dessa forma de energia implica saber capt-la e armazen-la. Os coletoressolares so equipamentos que tem como objetivo especfico de se utilizar a energia

solar fototrmica.


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Os coletores solares so aquecedores de fludos (lquidos ou gasosos) e soclassificados em coletores concentradores e coletores planos em funo da existnciaou no de dispositivos de concentrao da radiao solar. O fludo aquecido mantido em reservatrios termicamente isolados at o seu uso final (gua aquecida

para banho, ar quente para secagem de gros, gases para acionamento de turninas,etc.).

Os coletores solares planos so largamente utilizados para aquecimento de gua emresidncias, hospitais, hotis etc. devido ao conforto proporcionado e reduo doconsumo de energia eltrica.

Arquitetura Bioclimtica

A Arquitetura Bioclimtica o estudo que visa harmonizar as concentraes aoclima e caractersticas locais, pensando no homem que habitar ou trabalhar nelas, etirando partido da energia solar, atravs de correntes convectivas naturais e demicroclimas criados por vegetao apropriada. a adoo de solues arquitetnicase urbansticas adaptadas s condies especficas (clima e hbitos de consumo) decada lugar, utilizando a energia que pode ser diretamente obtida das condies locais.

Beneficia-se da luz e do calor provenientes da radiao soalr incidente. A intenodo uso da luz solar, que implica em reduo do consumo de energia para iluminao,condiciona o projeto arquitetnico quanto sua orientao espacial, quanto sdimenses de abertura das janelas e transparncia na cobertura das mesmas. A

inteno de aproveitamento do calor provenientes do sol implica seleo do materialadequado (isolante ou no conforme as condies climticas) para paredes, vedaese coberturas superiores, e orientao espacial, entre outros fatores.

A arquitetura bioclimtica no se restringe a caractersticas arquitetnicas adequadas.Preocupa-se, tambm, com o desenvolvimento de equipamentos e sistemas que sonecessrios ao uso da edificao (aquecimento de gua, circulao de ar e de gua,iluminao, conservao de alimentos entre outros) e com o uso de materiais decontedo energtico to baixo quanto possvel.

Energia Solar Fotovoltaica

A Energia Solar Fotovoltaica a energia da converso direta da luz em eletricidade(Efeito Fotovoltaico). O efeito fotovoltaico o aparecimento de uma diferena de

potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pelaabsoro da luz. A clula fotovotaica a unidade fundamental do processo deconverso.

Atualmente o custo das clulas solares um grande desafio para a indstria e oprincipal empecilho para a difuso dos sistemas fotovoltaicos em larga escala. Atecnologia fotovoltaica est se tornando cada vez mais competitiva, tanto porqueseus custos eso decrescendo, quanto porque a avaliao dos custos das outras


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formas de gerao est se tornando mais real, levando em conta fatores que eramanteriormente ignorados, como a questo dos impactos ambientais.

O atendimento de comunidades isoladas tem impulsionado a busca e odesenvolvimento de fontes renovveis de energia. No Brasil, por exemplo, 15% da

populao no possui acesso energia eltrica. Coincidentemente, esta parcela dapopulao vive em regies onde o atendimento por meio da expanso do sistemaeltrico convencional economicamente invivel. Trata-se de ncleos populacionaisesparsos e pouco densos, tpicos das regies Centro-Oeste, Nordeste e Norte.

No Brasil a gerao de energia eltrica por converso fotovoltaica teve um impulsonotvel, atravs de projetos privados e governamentais, atraindo interesse defabricantes pelo mercado brasileiro. A quantidade de radiao incidente no Brasil outro fator muito significativo para o aproveitamento da energia solar.

Perspectivas Futuras

Atlas Solarimtrico

O mercado brasileiro de aquecimento solar teve seu crescimento em nmerosconsiderveis nos meados da dcada de 70 com a crise do petrleo.

O Brasil possui um grande epotencial energtico solar, mas quase em todo territrio invivel a instalao e manuteno de instrumentos de medio solar. Oaproveitamento racional da energia solar no sentido de produzir instalaes bem

dimensionadas e economicamente viavis s possvel a partir de informaessolarimtricas consistentes da regio em questo.

Em 1995, atravs do Grupo de Trabalho de Energia Solar (GTES), foramestabelecidas, dentro do contexto solarimetria, duas propostas de trabalho que seseguiram com o apoio da instituio: O Atlas Solarimtrico do Brasil publicado emagosto de 1997 pelo Grupo de Pesquisas em Fontes Alternativas (FAE/UFPE) e oAtlas de Irradiao Solar do Brasil publicado em outubro de 1998 pelo Laboratriode Energia Solar (Lab Solar/UFSC) e Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE).

O primeiro est representando por mapas mensais contendo isolinhas das medidas de

insolao e radiao global, fundamentais na compilao de dados histricosdisponveis em todas as estaes terrestres existentes no Pas.

A segunda proposta trata-se da aplicao e adaptao para o Brasil de um modelofsico alemo utilizando imagens de satlites e est respresentado por mapas mensaiscontendo valores pontuais da radiao global.

Os avanos e esforos realizados na rea de solametria vem trazendo resultadossignificativos e muitas informaes. importante analisar que a qualidade de taisdados, depende dos alcances e limites tcnicos de cada modelo.


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Vrios outros projetos esto sendo implantados na rea de solametria, e muitos delesapoiados pela Cresesb (Centro de Referncia para Energia Solar e Elica Srgio deSalvo Brito) e pela CEPEL (Centro de Pesquisas de Energia Eltrica), segue algunsdeles:

Aquecimento Solar

Aquecimento Solar para Residencia de Baixa Renda - Ilha do Mel - PRInstalaes de Aquecedores Solares em Belo HorizonteMG

Sistema de Bombeamento Fotovoltaico

Sistema de bombeamento fotovoltaico para irrigao - Capim GrossoBahia

Sistema de bombeamento fotovoltaico para piscicultura - ValenteBahiaSistema de bombeamento fotovoltaico para consumo comunitrio - Interior do Cear

Sistema de Bombeamento Fotovoltaico no Estado do Rio Grande do Norte

Sistema de bombeamento fotovoltaico em Caic RN

Sistema de Bombeamento Fotovoltaico em uma Comunidade Indgena - RioMapueraPA

Sistema de Bombeamento Fotovoltaico em Japi - RN

Cercas Eletrificadas com Energia Solar

Cercas Eletrificadas estimulam a produo de caprinos em Valente Bahia

Aplicaes Comunitrias

Eletrificao Fotovoltaica na Comunidade de Boa Sorte - Correguinho MS

Sistema de Eletrificao Comunitria no CEAR

Eletrificao Fotovoltaica em Escola Rural - So Joo da BarraRJ

Energizao da Comunidade Cu do Mapi - com Energia Solar Fotovoltaica

Iluminao Pblica e Energizao do Posto da Polcia Florestal - Regio do PantanalMT

Sistema de Eletrificao Fotovoltaica em Creche - Currais NovosRN

Sistema de Eletrificao Fotovoltaica em Escola - CarnabaRN


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Sistema de Telefonia Pblica utilizando Energia Fotovoltaica - Macei AL

Eletrificao Fotovoltaica Residencial

Sistema de Eletrificao Rural no CEAR

Sistema de Eletrificao Residencial em PERNAMBUCO

Eletrificao Fotovoltaica no Municpio de AraripinaPE

Eletrificao Fotovoltaica em Casas Populares - So Joo da BarraRJ

Sistemas Hdricos

Sistema Hbrido (solar- elico-diesel) a ser implantado em JoanesPA

Sistema Hbrido para Estaes Remotas de Telecomunicao - Serra de Bocaina MG

Sistema Hbrido para Servios Bancrios - Posse - GO

Aplicaes Diversas

Sistema Fotovoltaico da Estao Ecolgica da Juria - Itatins - Grajana - So Paulo

Sistema Fotovoltaico do Parque Ecolgico Porto SaupeBahia

Sistema Fotovoltaico para Estaes Remotas de Telecomunicao - BonfimMG

Posto telefnico Mvel utilizando Energia Solar - Braslia - DF

Radiao Solar: Captao e Converso

O nosso planeta, em seu movimento anual em torno do Sol, descreve em trajetriaelptica um plano que inclinado de aproximadamente 23,5o com relao ao plano

equatorial. Esta inclinao responsvel pela variao da elevao do Sol no horizonteem relao mesma hora, ao longo dos dias, dando origem s estaes do ano edificultando os clculos da posio do Sol para uma determinada data, como pode servisto na figura .

A posio angular do Sol, ao meio dia solar, em relao ao plano do Equador (Nortepositivo) chamada de Declinao Solar ( ). Este ngulo, que pode ser visto na figura2.1.1, varia, de acordo com o dia do ano, dentro dos seguintes limites:

-23,45 23,45


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A soma da declinao com a latitude local determina a trajetria do movimento aparentedo Sol para um determinado dia em uma dada localidade na Terra.

Figura 2.5.1 - rbita da Terra em torno do Sol, com seu eixo N-S inclinado de umngulo de 23,5o.

A radiao solar que atinge o topo da atmosfera terrestre provm da regio da fotosfera

solar que uma camada tnue com aproximadamente 300 km de espessura etemperatura superficial da ordem de 5800 K. Porm, esta radiao no se apresentacomo um modelo de regularidade, pois h a influncia das camadas externas do Sol(cromosfera e coroa), com pontos quentes e frios, erupes cromosfricas, etc..

Apesar disto, pode-se definir um valor mdio para o nvel de radiao solar incidentenormalmente sobre uma superfcie situada no topo da atmosfera. Dados recentes daWMO (World Meteorological Organization) indicam um valor mdio de 1367 W/m2

para a radiao extraterrestre. Frmulas matemticas permitem o clculo, a partir da"Constante Solar", da radiao extraterrestre ao longo do ano, fazendo a correo pelarbita elptica.

A radiao solar radiao eletromagntica que se propaga a uma velocidade de300.000 km/s, podendo-se observar aspectos ondulatrios e corpusculares. Em termosde comprimentos de onda, a radiao solar ocupa a faixa espectral de 0,1m a 5m,tendo uma mxima densidade espectral em 0,5m, que a luz verde.

atravs da teoria ondulatria, que so definidas para os diversos meios materiais, aspropriedades na faixa solar de absoro e reflexo e, na faixa de 0,75 a 100m,correspondente ao infra-vermelho, as propriedades de absoro, reflexo e emisso.


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Figura 2.5.2 - Distribuio espectral da radiao solar.

A energia solar incidente no meio material pode ser refletida, transmitida e absorvida. Aparcela absorvida d origem, conforme o meio material, aos processos de fotoconversoe termoconverso.

Radiao Solar a Nvel do Solo

De toda a radiao solar que chega scamadas superiores da atmosfera,apenas uma frao atinge a superfcieterrestre, devido reflexo e absorodos raios solares pela atmosfera. Esta

frao que atinge o solo constitudapor um componente direta (ou de feixe)e por uma componente difusa.

Figura 2.5.3 - Componentes daradiao solar ao nvel do solo


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Notadamente, se a superfcie receptora estiver inclinada com relao horizontal,haver uma terceira componente refletida pelo ambiente do entorno (solo, vegetao,obstculos, terrenos rochosos, etc.). O coeficiente de reflexo destas superfcies

denominado de "albedo".Antes de atingir o solo, as caractersticas da radiao solar (intensidade, distribuioespectral e angular) so afetadas por interaes com a atmosfera devido aos efeitos deabsoro e espalhamento. Estas modificaes so dependentes da espessura da camadaatmosfrica, tambm identificada por um coeficiente denominado "Massa de Ar" (AM),e, portanto, do ngulo Zenital do Sol, da distncia Terra-Sol e das condiesatmosfricas e meteorolgicas.

Devido alternncia de dias e noites, das estaes do ano e perodos de passagem denuvens e chuvosos, o recurso energtico solar apresenta grande variabilidade, induzindo,conforme o caso, seleo de um sistema apropriado de estocagem para a energiaresultante do processo de converso.

Observa-se que somente a componente direta da radiao solar pode ser submetida a umprocesso de concentrao dos raios atravs de espelhos parablicos, lentes, etc.Consegue-se atravs da concentrao, uma reduo substancial da superfcieabsorvedora solar e um aumento considervel de sua temperatura.

Figura 2.5.4 - Trajetria dos raios de Sol na atmosfera e definio do coeficiente de

"Massa de Ar" (AM).


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Efeito fotovoltaico

O efeito fotovoltaico d-se em materiais da natureza denominados semicondutores quese caracterizam pela presena de bandas de energia onde permitida a presena deeltrons (banda de valncia) e de outra onde totalmente "vazia" (banda de conduo).

O semicondutor mais usado o silcio. Seus tomos se caracterizam por possuiremquatro eltrons que se ligam aos vizinhos, formando uma rede cristalina. Aoadicionarem-se tomos com cinco eltrons de ligao, como o fsforo, por exemplo,haver um eltron em excesso que no poder ser emparelhado e que ficar "sobrando",fracamente ligado a seu tomo de origem. Isto faz com que, com pouca energia trmica,este eltron se livre, indo para a banda de conduo. Diz-se assim, que o fsforo umdopante doador de eltrons e denomina-se dopante n ou impureza n.

Figura 2.5.5 - Corte transversal de uma clula folovoltaica

Se, por outro lado, introduzem-se tomos com apenas trs eltrons de ligao, como ocaso do boro, haver uma falta de um eltron para satisfazer as ligaes com os tomosde silcio da rede. Esta falta de eltron denominada buraco ou lacuna e ocorre que,com pouca energia trmica, um eltron de um stio vizinho pode passar a esta posio,fazendo com que o buraco se desloque. Diz-se portanto, que o boro um aceitador deeltrons ou um dopante p.


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Figura 2.5.6 - Efeito fotovoltaico na juno pn

Se, partindo de um silcio puro, forem introduzidos tomos de boro em uma metade e defsforo na outra, ser formado o que se chama juno pn. O que ocorre nesta juno que eltrons livres do lado n passam ao lado p onde encontram os buracos que os

capturam; isto faz com que haja um acmulo de eltrons no lado p, tornando-onegativamente carregado e uma reduo de eltrons do lado n, que o torna eletricamente

positivo. Estas cargas aprisionadas do origem a um campo eltrico permanente quedificulta a passagem de mais eltrons do lado n para o lado p; este processo alcana umequilbrio quando o campo eltrico forma uma barreira capaz de barrar os eltrons livresremanescentes no lado n.

Se uma juno pn for exposta a ftons com energia maior que o gap, ocorrer a geraode pares eltron-lacuna; se isto acontecer na regio onde o campo eltrico diferente dezero, as cargas sero aceleradas, gerando assim, uma corrente atravs da juno; estedeslocamento de cargas d origem a uma diferena de potencial ao qual chamamos de

Efeito Fotovoltaico. Se as duas extremidades do "pedao" de silcio forem conectadaspor um fio, haver uma circulao de eltrons. Esta a base do funcionamento dasclulas fotovoltaicas.

Tipos de Clulas

As clulas fotovoltaicas so fabricadas, na sua grande maioria, usando o silcio (Si) epodendo ser constituida de cristais monocristalinos, policristalinos ou de silcio amorfo.


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Componentes de um sistema fotovoltaico

Um sistema fotovoltaico pode ser classificado em trs categorias distintas: sistemasisolados, hbridos e conectados a rede. Os sistemas obedecem a uma configurao

bsica onde o sistema dever ter uma unidade de controle de potncia e tambm umaunidade de armazenamento.

Figura 2.5.7 - Configurao bsica de um sistema fotovoltaico.

Sistemas Isolados

Sistemas isolados, em geral, utiliza-se alguma forma de armazenamento de energia. Estearmazenamento pode ser feito atravs de baterias, quando se deseja utilizar aparelhoseltricos ou armazena-se na forma de energia gravitacional quando se bombeia gua

para tanques em sistemas de abastecimento. Alguns sistemas isolados no necessitam dearmazenamento, o que o caso da irrigao onde toda a gua bombeada diretamenteconsumida ou estocadas em reservatrios.

Em sistemas que necessitam de armazenamento de energia em baterias, usa-se umdispositivo para controlar a carga e a descaga na bateria. O "controlador de carga" temcomo principal funo no deixar que haja danos na bateria por sobrecarga ou descarga

profunda. O controlador de carga usado em sistemas pequenos onde os aparelhosutilizados so de baixa tenso e corrente contnua (CC).

Para alimentao de equipamentos de corrente alternada (CA) necessrio um inversor.Este dispositivo geralmente incorpora um seguidor de ponto de mxima potncianecessrio para otimizao da potncia final produzida. Este sistema usado quando sedeseja mais conforto na utilizao de eletrodomsticos convencionais.


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Figura 2.5.8 - Diagrama de sistemas fotovoltaicos em funo da carga utilizada.

Sistemas Hbridos

Sistemas hbridos so aqueles que, desconectado da rede convencional, apresenta vriasfontes de gerao de energia como por exemplo: turbinas elicas, gerao diesel,mdulos fotovoltaicos entre outras. A utilizao de vrios formas de gerao de energiaeltrica torna-se complexo na necessidade de otimizao do uso das energias. necessrio um controle de todas as fontes para que haja mxima eficincia na entrega daenergia para o usurio.

Figura 2.5.9 - Exemplo de sistema hbrido.

Em geral, os sistemas hbridos so empregados para sistemas de mdio a grande portevindo a atender um nmero maior de usurios. Por trabalhar com cargas de correntecontnua, o sistema hbrido tambm apresenta um inversor. Devido a grandecomplexindade de arranjos e multiplicidade de opes, a forma de otimizao do

sistema torna-se um estudo particular para cada caso.


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Sistemas Interligados Rede

Estes sistemas utilizam grandes nmeros de painis fotovoltaicos, e no utilizamarmazenamento de energia pois toda a gerao entregue diretamente na rede. Estesistema representa uma fonte complementar ao sistema eltrico de grande porte ao qualesta conectada. Todo o arranjo conectado em inversores e logo em seguida guiadosdiretamente na rede. Estes inversores devem satisfazer as exigncias de qualidade esegurana para que a rede no seja afetada.

Figura 2.5.10 - Sistema conectado rede.

Curiosidades

Uma energia garantida durante os prximos 6.000 milhes de anos.

Dentre as formas de aproveitamento energtico da energia solar, destacam-se abiomassa, a energia elica, a energia solar fotovoltaica (que a produo de energiaeltrica partir do Sol) e a energia solar trmica, que tem seu principal uso como fontede calor para o aquecimento de gua atravs de aquecedores solares.

O Sol, fonte de vida e origem dos outros modos de energia que o homem usou desde ocomeo da Histria, pode satisfazer todas nossas necessidades, se aprendermos aaproveitar de um modo racional a luz que continuamente derrama no planeta.

Tem brilhado no cu a aproximadamente cinco mil milhes de anos, e calcula-se queainda no chegou nem a metade de sua existncia.

No Brasil em cada metro quadrado de solo, irradia em um ano aproximadamente 1.500quilowatt-hora de energia. Esta energia pode ser transformada em outras formas teiscomo, por exemplo, em eletricidade.


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preciso tirar vantagem por todos os meios possveis desta inesgotvel fonte de energiaque pode nos tornar independente do petrleo ou de outras alternativas menos seguras,mais caras, com preos atrelados ao dlar.

Porm, ainda existem problemas a superar. preciso lembrar de esta energia sujeita aflutuaes e variaes. Por exemplo, a radiao menor no inverno, quando mais

precisamos dela. muito importante continuar buscando tecnologia de recepo,acumulao e distribuio da energia solar.

Durante o presente ano, o Sol irradiar na Terra quatro mil vezes mais energia que doque vamos consumir.

O Brasil, possui os mais elevados ndices mundiais dessa fonte de energia. A incidnciasolar na rea do Distrito Federal, corresponde a produo energtica de 162 Itaipus,

conforme dados da ABRAVA.


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2.6 Energia Maremotriz

As ondas do mar possuem energia cintica devido ao movimento da gua e energiapotencial devido sua altura. Energia eltrica pode ser obtida se for utilizado omovimento oscilatrio das ondas. O aproveitamento feito nos dois sentidos: namar alta a gua enche o reservatrio, passando atravs da turbina, e produzindoenergia eltrica, na mar baixa a gua esvazia o reservatrio, passando novamenteatravs da turbina, agora em sentido contrrio ao do enchimento, e produzindoenergia eltrica.

A desvantagem de se utilizar este processo na obteno de energia que ofornecimento no contnuo e apresenta baixo rendimento. As centrais soequipadas com conjuntos de turbinas bolbo, totalmente imersas na gua. A gua

turbinada durante os dois sentidos da mar, sendo de grande vantagem a posiovarivel das ps para este efeito. No entanto existem problemas na utilizao decentrais de energia das ondas, que requerem cuidados especiais: as instalaes no

podem interferir com a navegao e tm que ser robustas para poder resistir stempestades mas ser suficientemente sensveis para ser possvel obter energia deondas de amplitudes variveis. Esta energia proveniente das ondas do mar. Oaproveitamento energtico das mars obtido atravs de um reservatrio formado

junto ao mar, atravs da construo de uma barragem, contendo uma turbina e umgerador.

A maioria das instalaes de Centrais de energia das ondas existentes so de potncia

reduzida, situando-se no alto mar ou junto costa, e para fornecimento de energiaeltrica a faris isolados ou carregamento de baterias de bias de sinalizao. Asinstalaes de centrais de potncia mdia, apenas tem interesse econmico em casosespeciais de geometria da costa. O nmero de locais no mundo em que esta situaoocorre reduzido.

As mars so o resultado da combinao de foras produzidas pela atrao do sol eda lua e do movimento de rotao da Terra leva subida e descida da gua dosoceanos e mares: as mars. Os movimentos verticais da gua dos oceanos,associados subida e descida das mars acompanhado num movimento horizontal,denominado por correntes das mars. Estas correntes tem uma periodicidade idntica

das oscilaes verticais. Efeitos das zonas terrestres (bacias hidrogrficas e baas,estreitos e canais) provocam restries a estes movimentos peridicos podendo daresultar elevadas amplitudes ou elevadas velocidades da corrente da mar.

Nos pases como a Frana, o Japo e a Inglaterra este tipo de energia geraeletricidade. No Brasil, temos cidades com grandes amplitudes de mars, como SoLus - Baa de So Marcos, no Maranho - com 6,8 metros e em Tutia com 5,6metros. Mas nestas regies, infelizmente, a topografia do litoral no favorece aconstruo econmica de reservatrios, o que impede seu aproveitamento.


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Curiosidades:

- Em Portugal h uma central na ilha do Pico nos Aores. A central do tipo decoluna de gua oscilante, com uma turbina Wells de eixo horizontal quaaciona um gerador eltrico de velocidade varivel, com a potncia de 400 kW.

- Na Europa foi construda uma central de produo de energia das mars emLa Rance (Frana), a 10 km da desembocadura do rio Rance no Canal daMancha. Neste local a amplitude da mar de 13 metros. As turninas dacentral funcionam quando enche e quando esvazia o esturio do rio Rance.Est em funcionamento desde 1966 e produz cerca de 550 GWh anualmente.

- O Centro de Cincia e Tecnologia da Marinha do Japo estuda formas de

obter energia das ondas do mar. Para tanto, comeou a testar em julho umgerador flutuante que atende pelo estranho nome de Baleia Poderosa. umabalsa que foi ancorada na entrada de uma baa com sua frente apontada para adireo das ondas, mede 50 metros de comprimento por 30 de largura e 12 de

profundidade, e dividida internamente em trs compartimentos, todos cheiosde ar. Trata-se de um sistema engenhoso que converte a energia das ondas emenergia pneumtica. O balano das ondas faz com que o nvel da gua nointerior das cmaras suba e desa sem parar, fazendo-as funcionar como

pistes gigantes. Quando o nvel do mar sobe, a gua comprime o ar que afunilado na direo de uma turbina, movendo suas ps e gerando 110 kW deeletricidade.


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2.7 Biomassa

Atravs da fotossntese, as plantas capturam energia do sol e transformam em energiaqumica. Esta energia pode ser convertida em eletricidade, combustvel ou calor. Asfontes orgnicas que so usadas para produzir energias usando este processo sochamadas de biomassa.

Os combustveis mais comuns da biomassa so os resduos agrcolas, madeira e plantascomo a cana-de-acar, que so colhidos com o objetivo de produzir energia.

Em condies favorveis a biomassa pode contribuir de maneira significante para coma produo de energia eltrica. O pesquisador Hall, atravs de seus trabalhos, estimaque com a recuperao de um tero dos resduos disponveis seria possvel o

atendimento de 10% do consumo eltrico mundial e que com um programa de plantiode 100 milhes de hectares de culturas especialmente para esta atividade seria possvelatender 30% do consumo.

A produo de energia eltrica a partir da biomassa, atualmente, muito defendidacomo uma alternativa importante para pases em desenvolvimento e tambm outros

pases. No Brasil cerca de 30% das necessidades energticas so supridas pela biomassasob a forma de:

Lenha para queima direta nas padarias e cermicas;

Carvo vegetal para reduo de ferro gusa em fornos siderrgicos e combustvel

alternativo nas fbricas de cimento do norte e do nordeste;

No sul do pas queimam carvo mineral, lcool etlico ou lcool metlico para

fins carburantes e para industria qumica;

O bagao de cana e outros resduos combustveis so utilizados para gerao de

vapor para produzir eletricidade, como nas usinas de acar e lcool, que no

necessitam de outro combustvel, pelo contrrio ainda sobra bagao para a

indstria da celulose.


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Biomassa e Eletricidade

A tabela abaixo demonstra a situao de empreendimentos termeltricos no Brasil,classificando por fonte e situao. O bagao de cana e o licor negro esto entre asfontes mais importantes, nos setores sucro-alcooleiro e de papel e celulose,respectivamente, alm de diversos tipos de sistemas hbridos com combustveis fsseis.O Plano Decenal de Expanso 2000/2009 estima o potencial tcnico de cogeraonestes dois setores em 5.750 MW, com um potencial de mercado de pouco mais de2.800 MW, em 2009.

Combustvel

Bagao de canaBiomassa

Biomassa e bagao de cana

Biomassa e leo combustvel

Lenha picada

Licor negro

Licor negro e biomassa

Lixo urbano

Lixo Urbano e gs natural

leo diesel e biomassa

Total

Potncia (MW)

391,1582,75

4,00

8,80

5,31

310,18

142,90

26,30

600,00

70,20

1.633,59

Sistemas de Cogerao da Biomassa

Os sistemas de cogerao, que permitem produzir simultaneamente energia eltrica ecalor til, configuram a tecnologia mais racional para a utilizao de combustveis. Este

o caso das indstrias sucro-alcooleira e de papel e celulose, que alm de demandarpotncia eltrica e trmica, dispem de combustveis residuais que se integram de modofavorvel ao processo de cogerao. A cogerao usada em grande escala no mundo,inclusive com incentivos de governos e distribuidoras de energia.

Usinas de Acar e lcool

A produo eltrica nas usinas de acar e lcool, em sistemas de cogerao que usamo bagao de cana como combustvel, uma prtica tradicional deste segmento, em todoo Mundo. O que diferencia seu uso, a eficincia com que o potencial do bagao aproveitado.


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No Brasil, maior produtor mundial de cana-de-acar, a cogerao nas usinas de acare lcool tambm uma prtica tradicional, produzindo-se entre 20 a 30 kWh portonelada de cana moda, como energia eltrica e mecnica, esta ltima usada noacionamento direto das moendas.

A cogerao com bagao ir certamente melhorar a economicidade da produosucroalcooleira, aumentando a competitividade do lcool carburante. O bagaovolumoso, de difcil transporte, implicando em gasto adicional, tornando a gerao deeletricidade na prpria regio da usina mais barata. Mais econmica gerar eletricidadeassociada gerao de calor de processo para uso na usina, conservando-se energia.A forma mais eficiente e limpa de gerar energia eltrica com bagao atravs detecnologias modernas, como a Integrated Gasification Combined Cicle (IGCC). O

processo gaseifica o bagao e o gs produzido alimenta a cmara de combusto de umaturbina a gs. Esta tecnologia possibilita o aproveitamento integral da cana-de-acar.

Indstria de Papel e Celulose

Do mesmo modo que na indstria sucro-alcooleira, a produo de papel e celuloseapresenta interessantes perspectivas para a produo combinada de energia eltrica ecalor til, tendo em vista suas relaes de demanda de eletricidade e vapor de

baixa/mdia presso e a disponibilidade de combustveis residuais de processo, como olicor negro e as cascas e resduos da biomassa.

Vantagens e desvantagens

A utilizao de biomassa para produo de energia, tanto eltrica como em forma devapor, em caldeiras ou fornos j uma realidade no Brasil. O uso da madeira para agerao de energia apresenta algumas vantagens e desvantagens, quando relacionadascom combustveis a base de petrleo.

Vantagens:

Baixo custo de aquisio;

No emite dixido de enxofre;

As cinzas so menos agressivas ao meio ambiente que as provenientes de

combustveis fsseis;

Menor corroso dos equipamentos (caldeiras, fornos);

Menor risco ambiental;

Recurso renovvel;

Emisses no contribuem para o efeito estufa.

Desvantagens:

Menor poder calorfico;


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Maior possibilidade de gerao de material particulado para a atmosfera.

Isto significa maior custo de investimento para a caldeira e os equipamentos

para remoo de material particulado;

Dificuldades no estoque e armazenamento.

Alm das citadas acima, existem algumas vantagens indiretas, como o caso demadeireiras que utilizam os resduos do processo de fabricao (serragem, cavacos e

pedaos de madeira) para a prpria produo de energia, reduzindo, desta maneira, ovolume de resduo do processo industrial.

Algumas das desvantagens podem ser compensadas atravs de monitoramento deparmetros do processo. Para o controle do proceso de combusto devem sermonitorados o excesso de ar, CO e, para instalaes de grande porte, tambm, deve

existir o monitoramento da densidade colorimtrica da fumaa por um sistema on-lineinstalado na chamin. Esses controles do processo de combusto so medidas paraimpedir a gerao de poluentes e, assim chamadas indiretas. As Medidas Indiretas visamreduzir a gerao e o impacto de poluentes sem aplicao de equipamentos de remoo.O uso de equipamentos de remoo uma medida direta que visa remover aquela partede poluentes impossveis de remover com as medidas indiretas. Portanto, deve-se,sempre que possvel, tentar implantar as medidas indiretas antes de aplicar as diretas.

Medidas Indiretas no Controle de Poluio do ar:

Impedir a gerao de poluente

Diminuir a quantidade gerada

Diluio atravs de chamin alta

Adequada localizao da fonte

Medidas Diretas no Controle de Poluio do ar:

Ciclones e multiciclones

Lavadoras

Lavador venturiFiltro de tecido

Precipitadores eletrostticos

Adsorvedores

Incineradores de gases

Condensadores


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2.8 Gs natural

O gs natural uma mistura de hidrocarbonetos leves, que temperatura ambiente epresso atmosfrica, permanece no estado gasoso. um gs inodoro e incolor, no txico e mais leve que o ar. O gs natural uma fonte de energia limpa, que pode serusada nas indstrias, substituindo outros combustveis mais poluentes, como leoscombustveis, lenha e carvo. Desta forma ele contribui para reduzir o desmatamento ediminuir o trfego de caminhes que transportam leos combustveis para as indstrias.As reservas de gs natural so muito grandes e o combustvel possui inmerasaplicaes em nosso dia-a-dia, melhorando a qualidade de vida das pessoas. Suadistribuio feita atravs de uma rede de tubos e de maneira segura, pois no necessitade estocagem de combustvel e por ser mais leve do que o ar, dispersa-se rapidamentena atmosfera em caso de vazamento. Usando o gs natural, voc protege o meio

ambiente e colabora para acabar com a poluio.Origem

uma energia de origem fssil, resultado da decomposio da matria orgnica fssilno interior da Terra, encontrado acumulado em rochas porosas no subsolo,freqentemente acompanhado por petrleo, constituindo um reservatrio.

Gs Natural e o Meio Ambiente

Por estar no estado gasoso, o gs natural no precisa ser atomizado para queimar. Isso

resulta numa combusto limpa, com reduzida emisso de poluentes e melhor rendimentotrmico, o que possibilita reduo de despesas com a manuteno e melhor qualidade devida para a populao.

A composio do gs natural pode variar bastante, predominando o gs metano,principal componente, etano, propano, butano e outros gases em menores propores.Apresenta baixos teores de dixido de carbono, compostos de enxofre, gua econtaminantes, como nitrognio. A sua combusto completa, liberando como produtoso dixido de carbono e vapor de gua, sendo os dois componentes no txicos, o que fazdo gs natural uma energia ecolgica e no poluente.

O gs natural caracteriza-se por sua eficincia, limpeza e versatilidade. utilizado emindstrias, no comrcio, em residncias, em veculos. altamente valorizado emconseqncia da progressiva conscientizao mundial da relao entre energia e o meioambiente.

As especificaes do gs para consumo so ditadas pela Portaria n. 41 de 15 de abril de1998, emitida pelo Agncia Nacional do Petrleo, a qual agrupou o gs natural em 3famlias, segundo a faixa de poder calorfico. O gs comercializado no Brasil enquadra-se predominantemente no grupo M (mdio), cujas especificaes so:

Poder calorfico superior (PCS) a 20 C e 1 atm: 8.800 a 10.200 kcal/m3
http://www.ambientebrasil.com.br/legislacao/verifica_lei.php3?id=%281435%29http://www.ambientebrasil.com.br/legislacao/verifica_lei.php3?id=%281435%29http://www.ambientebrasil.com.br/legislacao/verifica_lei.php3?id=%281435%29http://www.ambientebrasil.com.br/legislacao/verifica_lei.php3?id=%281435%29http://www.ambientebrasil.com.br/legislacao/verifica_lei.php3?id=%281435%29


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Densidade relativa ao ar a 20 C: 0,55 a 0,69

Enxofre total: 80 mg/m3 mximo

H2S: 20 mg/m3 mximo

CO2: 2 % em volume mximo

Inertes: 4 % em volume mximo

O2: 0,5 % em volume mximo

Ponto de orvalho da gua a 1 atm: -45 C mximo

Isento de poeira, gua condensada, odores objetveis, gomas, elementosformadores de goma hidrocarbonetos condensveis, compostos aromticos,metanol ou outros elementos slidos ou lquidos.

Aplicaes

O gs natural, aps tratado e processado, utilizado largamente em residncias, nocomrcio, em indstrias e em veculos. Nos pases de clima frio, seu uso residencial ecomercial predominantemente para aquecimento ambiental. J no Brasil, esse uso quase exclusivo em coco de alimentos e aquecimento de gua.

Na indstria, o gs natural utilizado como combustvel para fornecimento de calor,gerao de eletricidade e de fora motriz, como matria-prima nos setores qumico,petroqumico e de fertilizantes, e como redutor siderrgico na fabricao de ao.

Na rea de transportes, utilizado em nibus e automveis, substituindo o leo diesel, agasolina e o lcool.

Vantagens do Gs Natural

- baixo impacto ambiental: o gs um combustvel ecolgico. Sua queimaproduz uma combusto limpa, melhorando a qualidade do ar, pois substitui

formas de energias poluidoras como carvo, lenha e leo combustvel. Contribuiainda para a reduo do desmatamento.

- - facilidade de transporte e manuseio: Contribui para a reduo do trfego decaminhes que transportam outros tipos de combustveis. No requer estocagem,eliminando os riscos do armazenamento de combustveis.

- - vetor de atrao de investimentos: A disponibilidade do gs atrai novasempresas, contribuindo para a gerao de empregos na regio.

- - segurana: Por ser mais leve do que o ar, o gs se dissipa rapidamente pelaatmosfera em caso de vazamento. Esta a grande diferena em relao ao gs de


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cozinha (GLP) que, por ser mais pesado que o ar, tende a se acumular junto aoponto de vazamento, facilitando a formao de mistura explosiva.

Impactos e Problemas

Por ser um combustvel fssil, formado a milhes de anos, trata-se de uma energia norenovvel, portanto finita.

O gs natural apresenta riscos de asfixia, incndio e exploso. Por outro lado, existemmeios de controlar os riscos causados pelo uso do gs natural. Por ser mais leve que o ar,o gs natural tende a se acumular nas partes mais elevadas quando em ambientesfechados. Para evitar risco de exploso, devem-se evitar, nesses ambientes,equipamentos eltricos inadequados, superfcies superaquecidas ou qualquer outro tipode fonte de ignio externa.

Em caso de fogo em locais com insuficincia de oxignio, poder ser gerado monxidode carbono, altamente txico. A aproximao em reas onde ocorrerem vazamentos s

poder ser feita com uso de aparelhos especiais de proteo respiratria cujo suprimentode ar seja compatvel com o tempo esperado de interveno, controlando-se

permanentemente o nvel de explosividade.

Os vazamentos com ou sem fogo devero ser eliminados por bloqueio da tubulaoalimentadora atravs de vlvula de bloqueio manual. A extino do fogo com extintoresou aplicao de gua antes de se fechar o suprimento de gs poder provocar gravesacidentes, pois o gs pode vir a se acumular em algum ponto e explodir.

O que um Gasoduto?

O gasoduto uma rede de tubulaes que lea o gs natural das fontes produtoras at oscentros consumidores. O gasoduto Bolvia-Brasil transporta o gs proveniente daBolvia para atender os Estados de Mato Grosso do Sul, So Paulo, Paran, SantaCatarina e Rio Grande do Sul. Transporta grandes volumes de gs, possui tubulaes dedimetro elevado, opera em alta presso e somente se aproxima das cidades paraentregar o gs s companhias distribuidoras, constituindo um sistema integrado detransporte de gs.

O gs comercializado atravs de contatos de fornecimento com as CompanhiasDistribuidoras de casa Estado, detentoras da concesso de distribuioo. A TBG(Transportadora Brasileira Gasoduto Bolvia-Brasil S/A), proprietria do gasoduto, responsvel pelo transporte do gs at os pontos de entrega (CompanhiasDistribuidoras).


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Como funciona uma Rede de Distribuio

As redes de distribuio transportam volumes menores de gs natural a menorespresses, com tubulaes de dimetros menores que do gasoduto. E esta rede querecebe o gs nos gasodutos e o leva at as indstrias e aos centros urbanos e por fim, ata sua casa. A rede de gs natural to importante e segura quanto as redes de energiaeltrica, telefone, gua ou fibra tica e contribuem para facilitar a vida das pessoas eimpulsionar o comrcio e as indstrias.

O Gs Natural uma Energia Segura?

Totalmente. Alm de segura ecologicamente correta As redes de distribuio soenterradas e protegidas com plcas de concreto, faixas de segurana e sinalizao. H

algumas medidas de segurana utilizadas nas obras:- materiais: na fabricao dos dutos foram utilizados materiais especiais, de

grande resistncia e durabilidade. As soldas so inspecionadas atravs de umrigoroso controle de qualidade.

- vlvulas de bloqueio: so instaladas ao longo da rede com o objetivo deinterromper o fluxo de gs, em caso de um eventual vazamento. Em trechosurbanos so instalados a cada 1 km.

- proteo das tubulaes: as tubulaes so enterradas, no mnimo, a 1 metro de

profundidade. Nas travesias, a tubulao revestida por um tubo protetor contraas cargas externas. Em reas urbanas, as placas de concreto so instaladas sobre atubulao, para proteg-la de impactos decorrentes de escavaes.

- controle de corroso: contra o ataque corrosivo do solo, as tubulaes soprotegidas por um sistema conhecido por proteo catdica.

- sinalizao: a finalidade alertar sobre a presena da rede de gs. A sinalizaosubterrnea consta de fita plstica na cor amarela com 30 cm de largura, instaladaabaixo da superfcie do solo para alertar as pessoas que fazem escavaes. Asinalizao area constituda de placas e avisos instalados ao longo da rede.

- odorizao: tem o objetivo de dotar o gs de um odor caracterstico, parapermitir a pronta deteco em caso de eventuais vazamentos.

Usina Eltrica Gs de Araucria-PR

O Consrcio formado pela COPEL (20% de participao); BG (INGLATERRA); ELPASO (USA); e PETROBRAS DISTRIBUIDORA. est desenvolvendo estudostcnicos, econmicos e ambientais para a implantao da Usina Termeltrica Gs

Natural, no municpio de Araucria - Paran.


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A Usina de 480 MW em ciclo combinado, de duas turbinas a gs natural de 160 MW euma turbina a vapor de 160 MW ir consumir na condio de operao nominal2.200.000 metros cbicos de gs por dia.

O incio de operao esta previsto para o primeiro semestre de 2002 e ser interligada aosistema eltrico sul-sudeste brasileiro na Regio Metropolitana de Curitiba. (fonte:Copel)

Concepo artstica da UEG Araucria


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2.9 Energia Geotrmica

A energia geotrmica existe desde que o nosso planeta foi criado. Geo significa terra etrmica est ligada a quantidade de calor. Abaixo da crosta terrestre constitue-se umarocha lquida, o magma. A crosta terrestre flutua nesse magma, que por vezes atinge asuperfcie atravs de um vulco ou de uma fenda.

Os vulces, as fontes termais e as f

02-Apostila -- Sistemas El-Tricos de Pot-Ncia II Final

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