Energias Renováveis
• Fontes Renováveis: são aquelas
cujas fontes não se esgotam, ou
seja, se renovam (água, sol,
vento, biomassa, etc)
• Fontes não Renováveis: queima
de combustíveis como gasolina,
diesel, gás natural, urânio,
carvão, etc
Introdução
¾ Segundo as Nações Unidas, em 1998, 86% do consumo mundial de energia
primária foi proveniente de fontes não renováveis (petróleo, carvão, gás
natural e nuclear), cabendo apenas 14 % às fontes renováveis. Além da
preocupação permanente com o esgotamento destas fontes, isso tem
acarretado na emissão de grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2)
na atmosfera, causador de sérios problemas de saúde pública e ambientais,
como o efeito estufa. (www.ider.org.br)
Resumo Energético do Brasil
Quadros Demonstrativos
Usinas em Operação
Tipo
Quantidade
Potência (kW)
%
EOL
7
21.200
0,03
PCH
314
864.151
1,14
UHE
135
62.069.692
81,52
UTE
618
11.174.321
14,68
UTN
2
2.007.000
2,64
TOTAL
1.076
Legenda
PCH
Pequena Central Hidrelétrica
SOL
Usina Solar Fotovoltaica
UHE
Usina Hidrelétrica de Energia
UTE
Usina Termelétrica de Energia
UTN
Usina Termonuclear
EOL
Usina Eolioelétrica de Energia
Fonte: ANEEL
Sistema Elétrico Nacional
Biocombustível
•
Biocombustíveis são fontes de energia renovável que se apresentam como
excelente alternativa para a substituição de derivados do petróleo, como
gasolina e diesel. Menos poluentes e biodegradáveis, os biocombustíveis
podem ser utilizados puros nos motores ou misturados com os produtos
inflamáveis
No Brasil, fala-se muito em biodiesel derivado
do óleo da mamona ou do pinhão manso,
mas podem ser derivados de diversos
vegetais, como dendê, girassol, babaçu,
amendoim e soja, dentre outras
Biocombustíveis como o etanol, feito do milho,
e o biodiesel, feito da soja, ajudam a sustentar
a agricultura dos Estados Unidos. No Brasil o
etanol é produzido a partir da cana-de-açúcar
Problemas ambientais com o cultivo da cana-de-açúcar
•
•
•
a queimada libera gás carbônico, ozônio, gases de nitrogênio e de enxofre e também a
indesejada fuligem da palha queimada, que contém substâncias cancerígenas. No
Brasil as queimadas são uma prática proibida por lei há vários anos.
efluentes do processo industrial da cana-de-açúcar
Alternativa - O cultivo e a fermentação da cana de açúcar geram co-produtos
importantes além do açúcar e etanol propriamente dito. Do bagaço da cana, acima de
40% do resíduo está na forma de celulose, 20% em forma de hemicelulose, 30% de
lignina e elementos químicos importantes como enxofre (0,20%) e potássio (1%). O
bagaço, as folhas e outros restos do cultivo estão sendo usados também para a
geração de energia elétrica (bioeletricidade) e a maioria das destilarias tem aproveitado
esta energia para aquecer suas caldeiras, vendendo o excesso, para as mais diferentes
finalidades
• Questão social - Outro
problema apontado pelos
especialistas é a questão da
sobrecarga dos
trabalhadores rurais que
extraem a cana. ...
A estimativa para 2012 é que as áreas de
cultivo de cana-de-açúcar atinjam a
marca de 9 milhões de hectares no Brasil
e que a produção de etanol seja de 25
bilhões de litros, obtidas de mais de 600
milhões de toneladas de cana-de-açúcar.
Para 2030, a produção de etanol deverá
atingir a impressionante marca de 67
bilhões de litros. Espera-se que com a
biotecnologia e o desenvolvimento
recente do genoma da cana-de-açúcar, o
país caminhe a passos largos para
solidificar o etanol como o biocombustível
apropriado e sustentável para substituir
mundialmente o petróleo
Pequenas Centrais Hidrelétricas
•
Como o próprio nome indica, uma Pequena Central Hidrelétrica (PCH)
é uma usina hidrelétrica convencional, só que de pequeno porte.
Enquanto Itaipú tem uma potência instalada de 12.600 MW, as PCH's
não passam de 30 MW.
as PCH são apontadas
como uma das principais
energias alternativas a se
expandirem no Brasil. Isso
porque o país, que em 2005
obteve 77,1% da sua
energia elétrica a partir da
força das águas, pode
aproveitar ainda mais esse
potencial com o uso de
PCH's
Energia Eólica
•
Em várias partes do mundo, turbinas gigantes e fazendas eólicas estão
gerando eletricidade para a rede. Pequenas turbinas podem ser uma fonte
de eletricidade para edifícios individuais, onde a fonte de vento é suficiente,
a qual é função de ambas velocidade e duração.
Fazenda eólica na Califórnia
Uma vez que a energia produzida por
uma turbina de vento é proporcional ao
cubo da velocidade do vento, ter um local
com velocidades altas de vento é
crítico, e existe um grande incentivo para
elevar a turbina o mais alto possível para
alcançar velocidades de vento maiores. A
maioria das vezes as turbinas são
colocadas em torres, mas também podem
ser colocadas no topo de edifícios.
Energia Eólica
¾ A primeira turbina eólica comercial ligada à rede elétrica pública foi
instalada em 1976, na Dinamarca. Daí em diante, houve uma grande
expansão, sobretudo nos países desenvolvidos. Em 2003, o mundo inteiro
tinha uma potência instalada de 39.434 MW, sendo 14.609 MW somente na
Alemanha. Estados Unidos, Espanha e Dinamarca também são outros
grandes usuários dessa nova energia, também encontrada na Índia, Reino
Unido, Japão, China, França, Argentina e Tunísia.
¾ No Brasil, quase não existe nenhum dado de vento com qualidade
adequada para avaliação do potencial eólico.
¾ Os primeiros anemômetros com registro automático e sensores especiais
para medições de dados de vento, com o propósito de geração de energia
elétrica, foram instalados somente no começo dos anos 90 no Ceará e
Fernando de Noronha. Desde então, vários outros estados começaram
programas de aquisição de dados de vento. Hoje existem centenas de
anemômetros automáticos espalhados pelo território nacional.
Energia Eólica
¾ Em 2001, o Ministério das Minas e Energia, através do CEPEL (Centro de
Pesquisas de Energia Elétrica) publicou o Atlas do Potencial Eólico
Brasileiro, oferecendo informações relativas ao comportamento dos ventos
em todo território nacional.
Estimativas apontam uma
capacidade total de 143,5 GW,
sendo 52% somente no Nordeste.
Em todo o Brasil, e especialmente
nessa região, a faixa litorânea
apresenta ventos muito
adequados para o aproveitamento
em larga escala da energia eólica.
Energia Eólica
•
No Ceará, em 1999 foi construído o primeiro parque eólico do mundo sobre
dunas de areia, na praia da Taíba, no município de São Gonçalo do
Amarante. Com 10 aerogeradores, tem capacidade total instalada de 5
MW. A energia elétrica anual produzida é da ordem de 17.5 milhões de
kWh, suficiente para suprir de forma limpa e renovável as necessidades
domiciliares de uma população de cerca de 50 mil pessoas.
A energia eólica também está presente
no Paraná, Rio Grande do Sul, Santa
Catarina, Minas Gerais e Rio Grande do
Norte. Vários projetos estão em execução
e novos parques devem ser inaugurados
nos próximos anos, grande parte graças
ao Proinfa, o Programa de Incentivo às
Fontes Alternativas de Energia Elétrica.
Litoral do Ceará
USINA
Eólica de Prainha
Eólica de Taíba
Potência
(kW)
10.000
5.000
Eólica-Elétrica Experimental
do Morro do Camelinho
Eólio - Elétrica de Palmas
Eólica de Fernando de
Noronha
Mucuripe
RN 15 - Rio do Fogo
Eólica de Bom Jardim
1.000
2.400
49.300
600
Eólica Olinda
Parque Eólico do Horizonte
Macau
Eólica Água Doce
Parque Eólico de Osório
Parque Eólico Sangradouro
Parque Eólico dos Índios
225
4.800
1.800
9.000
50.000
50.000
50.000
2.500
225
Município
Aquiraz - CE
São Gonçalo do
Amarante - CE
Gouveia - MG
Palmas - PR
Fernando de Noronha PE
Fortaleza - CE
Rio do Fogo - RN
Bom Jardim da Serra SC
Olinda - PE
Água Doce - SC
Macau - RN
Água Doce - SC
Osório - RS
Osório - RS
Osório - RS
Total: 15 Usina(s) Potência Total: 236.850 kW
Parque eólico de Osório - RS
Vai gerar 150 MW,
suficiente para abastecer
50 % de Porto Alegre ou
700 mil habitantes.
Possui 75 torres com 98m
ou 140m na parte mais alta
da hélice (de 35m de raio).
A moderna tecnologia de geração eólica
Bahrain World Trade Center
A energia eólica produzirá o
equivalente a 12% de todo o
consumo de energia dos
prédios
Energia Geotérmica
¾ Os gêiseres, jatos de água quente que são expelidos da terra, podem ser
aproveitados para a geração de energia elétrica
¾ Energia geotérmica é aquela proveniente do calor do centro da terra. A
possibilidade de utilizar essa força para produzir energia elétrica é testada
desde o início do século XX, com a primeira usina entrando em operação
efetiva em 1913, em Lardello, na Itália.
¾ O funcionamento de uma usina
geotérmica consiste em injetar água até
uma camada profunda da crosta
terrestre, fazendo o líquido voltar
aquecido em velocidade suficiente para
mover turbinas. Também são
aproveitados gêiseres naturais que
brotam na superfície ou são feitas
perfurações até as "caldeiras naturais"
subterrâneas.
É mais usada como auxiliar nos
sistemas de calefação
Biomassa
¾ A fotossíntese armazena energia solar para usar mais tarde. Este é o modo
como as plantas resolvem o problema da disponibilidade difusa e
intermitente, a qual está associada à energia solar. Esta energia
armazenada pode ser transformada em calor ou eletricidade, ou convertida
em combustíveis como gás metano, álcool, e hidrogênio;
¾ A queima de biomassa no lugar do combustível fóssil pode reduzir o
problema do aquecimento global já que biomassa é “neutra em carbono”.
Ao crescer, as plantas removem a mesma quantidade de dióxido de
carbono da atmosfera, a qual é enviada de volta quando a biomassa é
queimada.
Resíduos da agricultura, tais como a
palha; resíduos industriais como
lascas de madeira; ou resíduos do
consumidor como o lixo, pode ser
queimado para produzir calor ou para
a produção de eletricidade.
Energia Solar
•
O termo energia solar se refere ao uso de radiação solar de formas
diferentes. Os dois principais métodos de utilização de energia solar
em edifícios são: Fototérmica e Fotovoltaica
9 Fototérmica:
A energia fototérmica visa à quantidade de energia que um objeto é capaz
de absorver sob a forma de calor.
O produto mais utilizado para produzir essa energia é o coletor solar.
Esses equipamentos são aquecedores de fluidos (líquidos ou gasosos)
e são denominados coletores, concentradores e coletores planos, em
função da existência ou não de dispositivos de concentração da
radiação solar. Os fluidos aquecidos são armazenados térmica e
isoladamente até o uso final. Atualmente, os coletores são usados para
aquecer água em residências, hotéis, hospitais, entre outros, já que
reduzem o consumo de energia elétrica.
Energia Solar
¾ Fototérmica:
Aplicações mais comuns:
• Aquecimento solar de água (residências);
• Aquecimento de piscinas;
• Em sistemas de aquecimento de ambientes;
Aquecimento solar
Instalação solar térmica, Hotel Entremares,
La Manga del Menor, Espanha
Instalação solar térmica em
residências
Aquecimento solar
Condomínio residencial
Solar Buona Vita –
Canasvieiras - Fpolis
Grupo A – 60 moradores que receberam um
sistema de aquecimento solar compacto e
chuveiro de potência regulada
eletronicamente;
- Grupo B – 30 moradores que receberam
apenas o chuveiro de potência regulada
eletronicamente
SALAZAR, J. P. S., Economia De Energia E Redução Do Pico Da Curva De Demanda Para
Consumidores De Baixa Renda Por Agregação De Energia Solar Térmica, Dissertação de Mestrado em
Eng. Mecânica, UFSC, 2004.
Energia Solar
9 Fotovoltaica:
A energia fotovoltaica converte diretamente a luz solar em eletricidade,
método conhecido como efeito fotovoltaico. A célula fotovoltaica é uma
unidade fundamental do processo de conversão.
Primeiramente, a busca por esta tecnologia se deu pelas empresas do setor
de telecomunicação, que procuravam fontes de energia para sistemas
isolados em localidades remotas.
O segundo estímulo para a energia foi a corrida espacial, pois era o sistema
mais barato e adequado para os longos períodos de permanência no
espaço. A energia solar também foi usada em satélites.
Os painéis fotovoltaicos, responsáveis pela captação e transformação da
luz solar em energia, são feitos de silício, o segundo componente mais
abundante da Terra. O Brasil possui 90% das reservas mundiais
economicamente aproveitáveis.
Energia Solar
9 Fotovoltaica:
Aplicações mais comuns:
• Produtos (calculadoras, rádios);
• Lugares remotos;
• Usinas de geração centralizada;
• PV Integradas ao edifício
Integração de PV em fachadas
Alemanha
Fachada com painél fotovoltaico:
Biblioteca de Mataró – Catalunha,
Espanha
Integração de PV em coberturas
Fotovoltaica na cobertura de edifício
garagem – Freiburg - Alemanha
Posto de Gasolina BP com módulos
de células fotovoltaicas, Osana,
Espanha
Integração de PV em coberturas
Fotovoltaica na cobertura –
condomínio residencial Freiburg - Alemanha
Uso em Residências – área rural
Programa de Incentivo às Fontes
Alternativas de Energia Elétrica
•
O PROINFA é um importante instrumento para a diversificação da
matriz energética nacional, garantindo maior confiabilidade e
segurança ao abastecimento. O Programa, coordenado pelo
Ministério de Minas e Energia (MME), estabelece a contratação de
3.300 MW de energia no Sistema Interligado Nacional (SIN),
produzidos por fontes eólica, biomassa e pequenas centrais
hidrelétricas (PCHs), sendo 1.100 MW de cada fonte.
Programa de Incentivo às Fontes
Alternativas de Energia Elétrica
¾ METAS
•
O Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica
(PROINFA) prevê a instalação de 3.300 MW de capacidade, que
serão incorporados ao Sistema Elétrico Integrado Nacional (SIN).
Desse montante, 1.100 MW serão de fontes eólicas, 1.100 MW de
pequenas centrais hidrelétricas (PCHs) e 1.100 MW de projetos de
biomassa. A energia produzida pelas unidades geradoras
selecionadas será adquirida pela Centrais Elétricas Brasileiras S.A.
(Eletrobrás). Os contratos dos geradores com a Eletrobrás terão
duração de 20 anos, contados a partir da entrada em operação.
Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de
Energia Elétrica
¾ BENEFÍCIOS
• Social
Geração de 150 mil postos de trabalho diretos e indiretos durante a construção e a
operação, sem considerar os de efeito-renda.
•
Tecnológico
Investimentos de R$ 4 bilhões na indústria nacional de equipamentos e materiais.
•
Estratégico
Complementaridade energética sazonal entre os regimes hidrológico/eólico (NE) e
hidrológico/biomassa (SE e S). A cada 100 MW médios produzidos por parques
eólicos, economizam-se 40m3/s de água na cascata do rio São Francisco.
•
Meio Ambiente
A emissão evitada de 2,5 milhões de tCO2/ano criará um ambiente potencial de
negócios de Certificação de Redução de Emissão de Carbono, nos termos do
Protocolo de Kyoto.
•
Econômico
Investimento privado da ordem de R$ 8,6 bilhões.
PROINFA
Em operação comercial
Em construção
GREEN SOLAR – Grupo de Estudos de Energia Solar (PUC Minas)
http://www.green.pucminas.br
Energia Solar Térmica
CERBIO Centro de Referência em Biocombustíveis (TECPAR)
http://www.tecpar.br/cerbio
Biocombustíveis
CENBIO – Centro Nacional de Referência em Biomassa (USP)
http://www.cenbio.org.br
Biomassa energética
CBEE – Centro Brasileiro de Energia Eólica http://www.eolica.com.br
Energia eólica
CERPCH – Centro Nacional de Referência em Pequenos
Aproveitamentos Hidroenergéticos http://cerpch.unifei.edu.br
Energia hidrelétrica, PCHs
CENEH – Centro Nacional de Referência em Energia do Hidrogênio
(Unicamp) http://www.ifi.Unicamp.br/ceneh/
Energia do Hidrogênio
NAPER – Núcleo de Apoio a Projetos de Energias Renováveis (UFPE)
http://www.ufpe.br/naper
Uso de energia solar nas áreas
rurais do Nordeste Brasileiro
GEDAE – Grupo de Estudos e Desenvolvimento de Alternativas
Energéticas (UFPA) http://www.ufpa.br/gedae
Energia eólica, energia solar e
sistemas híbridos
CRESESB – Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio
Brito (CEPEL) http://www.cresesb.cepel.br
Energia Solar e eólica
INFOHAB – Centro de Referência e Informação em Habitação (ANTAC)
http://www.infohab.org.br
Energia no Ambiente
Construído
•
•
MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA. Programa de Incentivo às
Fontes Alternativas de Energia Elétrica (PROINFA). [Homepage
Institucional]: http://www.mme.gov.br.
Instituto de Desenvolvimento Sustentável e Energias Renováveis:
http://www.ider.org.br