Universidade Eduardo Mondlane Faculdade de Engenharia Departamento de Engenharia Mecânica Energias Renováveis 4 o Ano Prof. Doutor Engenheiro Jorge Nhambiu
Aula 1 Recursos energéticos, situação actual e futura. Prof. Doutor Engº Jorge Nhambiu nhambiu@zebra.uem.mz Engº Paxis Roque paxis@uem.mz 2
1.0 - Introdução A energia renovável é aquela que é obtida de fontes naturais, capazes de se regenerar e portanto virtualmente inesgotáveis. Exemplos de fontes de energia renovável: Sol - energia solar; Vento - energia eólica; Rios e correntes de água doce - energia hidráulica; Mares e oceanos - energia maremotriz e energia das ondas; Matéria orgânica - biomassa; O calor da Terra - energia geotérmica. As energias renováveis são consideradas energias alternativas ao modelo energético tradicional, tanto pela sua disponibilidade garantida (presente e futura diferente dos combustíveis fósseis que precisam de milhares de anos para a sua formação) como pelo seu menor impacto ambiental na sua utilização. 3
1.0 - Introdução 4
1.1 - ENERGIA SOLAR Usando a energia do sol pode-se aquecer água ou gerar energia eléctrica. Por meio de células fotovoltaicas pode-se converter a luz solar em electricidade, usando a energia cinética dos fotões para gerar corrente eléctrica num painel solar. Vantagens: É uma forma limpa de energia; É um recurso infinito; Os painéis podem ser utilizados localmente, por exemplo no telhado de uma casa Ela pode ser usada para aquecer água e gerar energia eléctrica. 5
1.1 - ENERGIA SOLAR Usando a energia do sol pode-se aquecer água ou gerar energia eléctrica. Por meio de células fotovoltaicas pode-se converter a luz solar em electricidade, usando a energia cinética dos fotões para gerar corrente eléctrica num painel solar. Desvantagens: É relativamente caro produzir os painéis solares Há vezes que o sol está encoberto; Ela não pode ser utilizada à noite; É difícil armazenar a energia excedente; O fornecimento nem sempre é igual a demanda. 6
1.1 - ENERGIA SOLAR (a) Fig. 1.1 Utilizada da energia solar. (a) Geração de energia eléctrica (b) Aquecimento de água (b) 7
1.1 - ENERGIA SOLAR Fig. 1.2 Potencial solar de Moçambique 8
1.1 - ENERGIA SOLAR Fig. 1.3 Potencial solar de Moçambique 9
1.1 - ENERGIA SOLAR Fig. 1.4 Potencial solar por província 10
1.2 - ENERGIA EÓLICA Usando o vento pode-se mover uma turbina eólica que impulsiona um gerador de energia e assim gerar electricidade. Vantagens: É uma forma limpa de energia É um recurso infinito Pode ser usado por exemplo em uma pequena escala, como por exemplo o uso domiciliar. A tecnologia é bastante conhecida. Desvantagens: Produz poluição Visual; Produz poluição sonora; O Vento não é fiável; É difícil armazenar a energia excedente. 11
1.2 - ENERGIA EÓLICA Fig. 1.4 Esquema de geração de energia eléctrica através de turbina eólica 12
1.2 - ENERGIA EÓLICA Fig. 1.5 Potencial eólico de Moçambique 13
1.3 - ENERGIA das marés Usando o movimento das marés na cheia mar e na preia mar pode-se gerar energia. Vantagens: É uma forma limpa de energia; É um recurso infinito, marés acorrem duas vezes por dia; É Ideal para os países insulares. Desvantagens: Pode bloquear rotas marítimas importantes; Pode interferir com a vida marinha, por exemplo, com as lontras marinhas e focas; Número limitado de locais onde é aplicável; Não é aplicável em países do interland; O custo do investimento inicial é elevado; Pode ser danificado por tempestades tropicais. 14
1.3 - ENERGIA das marés Fig. 1.6 Geração de energia eléctrica através das marés 15
1.4 - ENERGIA das ondas Usando o movimento das ondas pode-se gerar electricidade. Vantagens: É uma forma limpa de energia; É um recurso infinito; É Ideal para os países insulares. Desvantagens: Pode bloquear rotas marítimas importantes; Pode interferir com a vida marinha, por exemplo, com as lontras marinhas e focas; Não é aplicável em países do interland; Pode ser danificado por tempestades tropicais; A força das ondas pode variar. 16
1.4 - ENERGIA das ondas Fig. 1.7 Geração de energia eléctrica através das ondas 17
1.4 - ENERGIA das ondas Fig. 1.8 Potencial da energia das ondas de Moçambique 18
1.4 - ENERGIA das ondas Fig. 1.9 Potencial da energia das ondas de Moçambique 19
1.4 - ENERGIA das ondas Fig. 1.10 Potencial de alguns países em energia das ondas 20
1.5 - ENERGIA geotérmica A energia geotérmica usa a energia térmica da terra para aquecer água. A água pode ser usada como uma fonte de água quente ou o vapor liberto pode ser utilizado para accionar turbinas. Vantagens: É uma forma limpa e renovável de energia. É um recurso finito. Pode ser usado para aquecer a água e gerar electricidade. A energia geotérmica pode ser criada ininterruptamente e não depende das condições climáticas. Desvantagens: Número limitado de locais adequados para a sua exploração; Uma zona de actividade tectónica pode alterar-se, de repente, tornandose redundante ou pouco eficientes. 21
1.5 - ENERGIA geotérmica Fig. 1.11 Geração de energia eléctrica através do calor da terra 22
1.5 - ENERGIA geotérmica Fig. 1.12 Potencial geotérmico de Moçambique 23
1.6 - biomassa A Biomassa consiste no uso de matéria biológica para gerar energia. É uma forma de energia renovável, mas porque a matéria geralmente é queimada ainda liberta gases de efeito estufa. Vantagens: É uma forma de energia renovável, enquanto as pessoas replantar culturas; É barato e os recursos podem ser cultivados localmente. Desvantagens: Ele pode libertar gases de efeito estufa. Pode-se criar o desmatamento para o cultivo para a geração de energia. Se culturas alimentares forem utilizadas para a geração de energia isto pode levar a um aumento nos preços dos alimentos. 24
1.6 - biomassa Fig. 1.13 Ciclo da biomassa 25
1.6 - biomassa Fig. 1.14 Potencia da biomassa de Moçambique 26
1.6 - biomassa Fig. 1.15 Potencial da biomassa de Moçambique 27
1.6 - biomassa Fig. 1.16 Potencial da biomassa por província 28
1.7 energia hídrica Usando a potência da água em quedas de água de rios pode-se impulsionar geradores de energia eléctrica. Geralmente têm de ser construídas barragens para gerar energia Hídrica. Vantagens: É uma forma limpa de energia É infinita, se os rios forem geridos de forma adequada. A barragem construída também pode ser usada para evitar inundações. O reservatório atrás da barragem (albufeira) pode ser usado também como um grande reservatório de água para outros fins comerciais. Desvantagens: Apenas um número limitado de rios são adequados à sua geração; Pode dificultar navegação ao longo do rio; As albufeiras podem originar o reassentamento da população. 29
1.7 energia hídrica Fig. 1.17 Geração de energia eléctrica através de recursos hídricos 30
1.7 energia hídrica Fig.1.18 - Potencial Hidrológico de Moçambique 31
1.7 energia hídrica Fig.1.19 - Potencial Hidrológico de Moçambique 32
1.7 energia hídrica Fig.1.20 - Potencial Hidroeléctrico por província 33