Recursos Energéticos e Ambiente. Aula 4. Organização da Aula. Energia Solar. Contextualização Parte 1. Instrumentalização. 1.

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1 Recursos Energéticos e Ambiente Organização da Aula Aula 4 1. Energia solar Profa. Vanessa Mafra Pio 2. Bioeletricidade e biogás História Energia Solar Contextualização Parte efeito fotovoltaico 1954 primeira célula solar Brasil Aquecimento de água (SE/S) e geração fotovoltaica de energia elétrica (N/NE) Ranking usinas eólicas 1 o Califórnia: 354 MW 2 o Flórida: 75 MW 3 o Nevada: 64 MW 4 o La Mancha: 60 MW 5 o Strasskirchen: 54 MW Instrumentalização 1

2 Radiação solar O sol fornece anualmente para a atmosfera terrestre 1,5 x kwh de energia Componentes Básicos e Funcionamento Silício Híbrido Energia Solar Componentes de um sistema fotovoltaico Isolado Interligado Aproveitamento fotovoltaico Efeito fotovoltaico: excitação dos elétrons na presença de luz Índice de eficiência de 25% Aproveitamento térmico Coletor solar: aquecimento de água Residências, edifícios públicos e comerciais, hospitais, hotéis e restaurantes 2

3 Vantagens Fonte limpa: não emite gases Baixo custo de manutenção Locais não atendidos por outras fontes de energia Utilizado em residências Desvantagens Varia de acordo com a situação climática (chuvas, neve) Não produz energia à noite Aplicação Custo relativamente alto Forma de armazenamento pouco eficiente Aplicabilidade no Brasil Arquipélago São Pedro e São Paulo Telefonia pública em Maceió/AL Síntese 3

4 Resumindo Equipamentos fotovoltaicos utilizam células solares que normalmente são feitas de silício O elevado custo de aquisição dos equipamentos e o baixo rendimento limitam o impulso desta atividade energética Contextualização Parte 2 Bioeletricidade Agroenergia Biomassa dos subprodutos da cana-de-açúcar (bagaço e palha) Instrumentalização Biogás Biomassa de esterco (humano e animal) Bioeletricidade Bioeletricidade Açúcar Etanol Cana-de- -açúcar Bioeletricidade Bagaço Cana-de- -açúcar Matéria-prima Palha Fertilizantes Ração 4

5 Vantagens Energia limpa crédito de carbono Safra da cana-de-açúcar no período de escassez de chuva Desvantagem Conceito Biogás É um gás inflamável, produzido a partir da mistura de CO 2 e CH 4, por meio de bactérias fermentadoras em matérias orgânicas Elevado investimento inicial Matéria-prima Processo anaeróbico Material orgânico: dejetos de animais, resíduos vegetais, lixos orgânicos residenciais, efluentes ou lixo industrial como vinhaça, restos de abatedouros e frigoríficos, curtumes e fábricas de alimento, e lodo de esgoto Conversão energética biogás A energia química contida nas moléculas é convertida em energia mecânica por um processo de combustão controlada. Essa energia mecânica ativa um gerador, que a converte em energia elétrica Rendimento O rendimento da transformação da energia contida no biogás em energia elétrica gira em torno de 25%, contra 65% quando transformada em energia térmica 5

6 Vantagem Importante substituto dos combustíveis derivados do petróleo Desvantagens Aplicação Sistema complexo de armazenamento Manutenção elevada Onde Utilizar o Biogás Energia elétrica Produção de vapor Indústria Síntese Combustível veicular Matéria-prima Resumindo Os subprodutos da cana-de-açúcar podem ser convertidos em energia elétrica A digestão anaeróbica dos dejetos de animais produz o biogás, que pode ser utilizado como energia elétrica ou combustível veicular Referências de Apoio COELHO, S. T. et al. Geração de energia elétrica a partir do biogás proveniente do tratamento de esgoto. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENERGIA, 5, 2006, Brasília. Disponível em: < d/projetos/10_purefa.pdf>. 6

7 CRESESB. Energia solar: princípios e tecnologia. Centro de Referência para Energia Eólica e Solar Sérgio de Salvo Brito, p. HINRICHS, Roger A.; KLEINBACH, Merlin. Energia e meio ambiente. 3. ed. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, p. SOUZA, E. L. L.; MACEDO, I. C. Etanol e bioeletricidade: a cana-de-açúcar na matriz energética. São Paulo: Única p. 7