1. Energia solar

1.1 O que é?

Energia solar é aquela proveniente do Sol, podendo ser energia térmica e

luminosa. Esta energia pode ser captada por painéis solares, que são formados por

células fotovoltaicas e após transformada em energia elétrica ou mecânica. A

energia solar é utilizada principalmente em residências, no aquecimento de água.

A energia solar é considerada uma boa opção na busca por alternativas menos

agressivas ao meio ambiente, já que consiste em uma fonte de energia renovável e

limpa, que não emite qualquer tipo de poluente.

1.2 Como funciona?

A Terra recebe 174 petawatts (GT) de radiação solar (insolação) na zona

superior da atmosfera. Dessa radiação, cerca de 30% é refletida para o espaço,

enquanto o restante é absorvido pelas nuvens, mares e massas terrestres.

O espectro da luz solar na superfície da Terra é mais difundida em toda a gama

visível e infravermelho e uma pequena gama de radiação ultravioleta.

O total de energia solar absorvida pela atmosfera terrestre, oceanos e as massas

de terra é de aproximadamente 3.850.000 exajoules (EJ) por ano.

A energia solar pode ser aproveitado em diferentes níveis em todo o mundo.

Consoante a localização geográfica, quanto mais perto do equador, mais energia

solar pode ser potencialmente captada.

Em virtude de ser considerada uma energia limpa e que não agride o meio-

ambiente, a energia solar cada vez mais é comentada e utilizada no mundo,

principalmente em países mais desenvolvidos. Sendo que na última década o

aumento do uso da energia solar no planeta foi de 40%. "Isso vem acontecendo

graças a programas de incentivo em países como Alemanha, Japão e Espanha para

ampliar a geração de eletricidade com fontes renováveis, visando reduzir a emissão

de gases causadores do efeito estufa", explica o professor Roberto Zilles, do

Instituto de Eletrotécnica e Energia da Universidade de São Paulo (IEE-USP). "No

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Brasil, também já foram formulados e implementados importantes projetos de

difusão dessa tecnologia durante a última década, ao mesmo tempo em que se

consolidaram grupos de pesquisa e desenvolvimento tecnológico", disse ainda.

A geração de energia a partir da luz do Sol está associada ao  "efeito

fotovoltaico", que foi observado pela primeira vez em 1893 pelo físico francês

Alexandre-Edmond Becquerel. "Esse efeito consiste essencialmente na conversão

de energia luminosa incidente sobre materiais semicondutores, convenientemente

tratados, em eletricidade", disse o professor Zilles. “ No início, esse sistema era

utilizado somente na geração de energia para satélites", conta Roberto Zilles. "Mas

as tecnologias de produção evoluíram a tal ponto que tornou viável seu uso em

aplicações terrestres, para fornecimento de energia elétrica em residências isoladas

da rede convencional de distribuição", completou.

1.3 Tipos de energia solar

- Energia fototérmica: Este tipo de energia possui relação com o aquecimento

de líquidos ou gases através da absorção dos raios solares que causam o seu

aquecimento. Geralmente são empregadas no aquecimento de água para uso

em chuveiros, ou mesmo gases para secagem de grãos ou uso em turbinas.

- Energia fotovoltaica: Este tipo de energia visa a conversão da energia solar

em energia elétrica através de células fotovoltaicas. As células fotovoltaicas mais

conhecidas e utilizadas são feitas de silício por possuir características

intermediárias entre um condutor e um isolante. Assim, cada célula possui duas

camadas de silício. A mais fina é carregada negativamente, quando atingida

pelos raios solares tem seus elétrons transferidos para a camada mais grossa,

que fica carregada positivamente. Apesar de mais tradicional, a célula de silício é

mais cara. No entanto, existem alternativas mais baratas que são capazes de

gerar cerca de 4 volts, as chamadas DSC.

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1.4 Tipos de captura da energia solar

- Método Direto: No método direto a energia solar é transformada em outro tipo

de energia que pode ser usada pelo homem no seu dia-a-dia. Exemplo: A

energia solar atinge um painel solar, sendo após transformada em eletricidade.

- Método Indireto: No método indireto significa que mesmo recebendo e

transformando toda a energia do Sol, ela não pode ser usada de forma útil sem

ter um processo de transformação maior. Um exemplo disso é os sistemas que

controlam automaticamente cortinas conforme a disponibilidade e presença da

luz do sol.

Além disso, existem os processos passivos e ativos para a aplicação deste

tipo de energia. Os sistemas passivos geralmente são considerados métodos

diretos. Neste caso a energia solar é transformada em energia mecânica sendo

após utilizada para outros fins. Os sistemas ativos, por sua vez, necessitam de

dispositivos elétricos, mecânicos ou químicos para aumentar a efetividade do

recolhimento dessa mesma energia.

- Sistemas passivos são geralmente diretos, apesar de envolverem (algumas

vezes) fluxos em convecção, que é tecnicamente uma conversão de calor

em energia mecânica.

- Sistemas ativos são sistemas que apelam ao auxílio de dispositivos elétricos,

mecânicos ou químicos para aumentar a efetividade da coleta. Sistemas indiretos

são quase sempre também ativos.

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2. Energia Termoelétrica

2.1 O que é?

A energia termoelétrica ou termelétrica é a energia produzida pela queima de

combustíveis fósseis (óleo combustível, carvão mineral, óleo diesel, gás natural,

gasolina e outros derivados de petróleo) realizada nas usinas termoelétricas.

No Brasil há 50 usinas desse tipo que correspondem a menos de 10% de

toda a energia produzida no país, entretanto, atende as demandas emergenciais do

país de maneira estratégica, por exemplo, nos momentos de seca marcado pela

diminuição da energia produzida nas usinas hidrelétricas.

Vale lembrar que, ao contrário das usinas hidrelétricas, construídas distantes

dos centros urbanos, por sua vez, as usinas termoelétricas podem ser edificadas em

qualquer lugar, inclusive, próxima dos centros urbanos, o que de certa maneira,

possibilita uma melhoria na distribuição para esses centros.

2.2 Como é produzida?

Geralmente algum tipo de combustível fóssil como petróleo, gás natural ou

carvão é queimado na camara de combustão. O vapor movimenta as pás de uma

turbina, cada turbina é conectada a um gerador que gera eletrecidade.

Há vários tipos de usinas termelétricas, sendo que os processos de produção de

energia são praticamente iguais porém com combustíveis diferentes. Alguns

exemplos são:

- Usina a óleo;

- Usina a carvão;

- Usina nuclear; e

- Usina a gás

Usa-se gás natural como o combustível para alimentar um turbina de gás. Porque os

gases produzem uma alta temperatura atraves da queima, e são usados para

produzir o vapor para mover uma segundo turbina, e esta por sua vez de vapor.

Como a diferença da temperatura, que é produzida com a combustão dos gases

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liberados torna-se mais elevada do que uma turbina do gás e por vapor, portanto os

rendimentos obtidos são superiores, da ordem de 55%.

2.3 Tipos

- Turbina a gás: A expansão dos gases resultantes da queima do combustível (óleo

diesel ou gás natural) aciona a turbina a gás, que está diretamente acoplada ao

gerador e, desta forma, a potência mecânica é transformada em potência elétrica. 

- Turbina a vapor: O funcionamento é exatamente igual ao descrito para usina

termelétrica convencional, porém a transformação da água em vapor é feita com o

reaproveitamento do calor dos gases de escape da turbina a gás, na caldeira de

recuperação de calor.

2.4 Usinas Termoelétricas

Usinas termelétricas produzem energia a partir da queima de carvão, óleo

combustível e gás natural em uma caldeira, ou pela fissão de material radioativo

(como o urânio). 

O calor gerado a partir destes elementos transforma em vapor a água

presente em tubos localizados nas paredes da caldeira. Tal vapor, em condições de

alta pressão, faz girar uma turbina, que aciona o gerador elétrico. Deste, a energia é

conduzida até um transformador para ser distribuída para consumo, enquanto a

água é resfriada em um condensador e redirecionada aos tubos da caldeira, para

repetir o ciclo. 

Pouco mais de 60% da energia do mundo é produzida neste tipo de usina

que, por aquecer água de rios ou mares para o resfriamento de turbinas e água,

além de eliminar dióxido de carbono, gera impactos ambientais consideráveis.

Entretanto, apesar de não ser consenso, acredita-se que hidrelétricas causam

impactos bem maiores, por desmatar e alagar uma área muito grande, e também

liberar gases do efeito estufa. Além disso, termelétricas podem usufruir do gás

natural, ou mesmo subprodutos como a palha de arroz, como fonte de calor.

Disponibilizados de forma relativamente simples a partir de grandes indústrias, lixões

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e aterros sanitários, estes evitam o uso de derivados do petróleo e são menos

poluentes.

2.5 Impactos ambientais

Com a queima de combustíveis fósseis, há liberação de gases na atmosfera e

por isso, muitas vezes, as usinas termoelétricas aumentam o efeito estufa e causam

impactos ambientais (aquecimento global, chuva ácida). Sua utilização torna-se

viável na medida em que supre a necessidade nos momentos de seca no país, pois

os rios diminuem seus fluxos e as hidrelétricas a produção de energia.

Como vários tipos de geração de energia, a termeletricidade também causa

impactos ambientais. Contribuem para o aquecimento global através do efeito estufa

e da chuva ácida. A queima de gás natural lança na atmosfera grandes quantidades

de poluentes, além de ser um combustível fóssil que não se recupera.

O Brasil lança por ano 4,5 milhões de toneladas de carbono na atmosfera,

com o incremento na construção de usinas termelétricas esse indicador chegará a

16 milhões.

As termoelétricas apresentam um alto custo de operação, em virtude do

dinheiro utilizado na compra de combustíveis.

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3. Referências Bibliográficas

- http://www.sobiologia.com.br/ Acesso em: 17 de outubro de 2014

- http://www.poyry.com.br/pt-br/setores-servicos/energia-termeletrica Acesso em:

17 de outubro de 2014

- http://www.furnas.com.br/hotsites/sistemafurnas/usina_term_funciona.asp

Acesso em: 17 de outubro de 2014

- http://www.oficinadanet.com.br/ Acesso em: 17 de outubro de 2014

- http://www.aenergiasolar.com.br/ Acesso em: 17 de outubro de 2014

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