UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES
INSTITUTO A VEZ DO MESTRE
PÓS-GRADUAÇÃO “LATU SENSU”
ENERGIAS ALTERNATIVAS
EÓLICA E SOLAR
JAIR PINTO RODRIGUES JUNIOR
Orientadora
PROFª MARIA ESTHER
RIO DE JANEIRO
2010
2
UNIVERSIDADE CANDIDO MENDES
INSTITUTO A VEZ DO MESTRE
PÓS-GRADUAÇÃO “LATU SENSU”
REVOLUÇÃO ENERGÉTICA E BENEFÍCIOS QUE A
ENERGIA ALTERNATIVA TRAZ PARA O PLANETA E
PARA A ECONOMIA.
Apresentação de monografia ao
Instituto a Vez do Mestre –
Universidade Cândido Mendes
para
obtenção
especialização
de
no
grau
de
curso
de
Gestão Ambiental.
Jair Pinto Rodrigues Junior
3
AGRADECIMENTOS
Ao corpo docente do Instituto A
Vez do Mestre, à profª Maria
Esther pela atenção, colaboração
e ajuda no desenvolvimento da
pesquisa, aos alunos e pessoas
que
contribuíram
confecção
desse
para
a
trabalho
de
monografia e à minha esposa em
especial.
4
DEDICATÓRIA
Dedico
esse
trabalho
de
Monografia aos meus familiares
em especial à minha mãe, minha
esposa e meu filho que muito
colaboraram para a realização
desse trabalho.
5
RESUMO
Esse trabalho tem como objetivo mostrar etapas e histórico da Revolução
Energética e também uma abordagem sobre a importância das energias
alternativas (eólica e solar) dentro do nosso panorama sócio-econômico, levando
em consideração a escassez do petróleo e de outros combustíveis fósseis.
As energias alternativas, também chamadas “energia limpa” não só trazem
benefícios para a economia e aos consumidores, como também contribuem
fortemente para a preservação do nosso planeta, bem como a diminuição das
emissões de gases de efeito estufa (CO2 e CH4), o desmatamento das florestas,
tratando-se do carvão ainda utilizado como fonte de energia em alguns países,
entre outros.
Essa questão da preservação, dependendo do ponto de vista, deveria ser levada
mais em consideração, pois a humanidade é totalmente dependente dos recursos
naturais e gratuitos que dispomos, mas o que realmente se vê é que infelizmente
o mais importante ainda continua sendo as questões econômicas, que
desempenham um papel de forte aliada nessa mudança de consciência, e assim,
juntando o útil ao agradável, conseguimos chegar ao objetivo principal que é estar
eliminando essa matriz energética e substituído-a por energia limpa.
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METODOLOGIA
Este trabalho foi concluído com base em pesquisas cujas fontes de
consultas foram: Sites, matérias de revistas cedidas pela Infoteca Light e livros
relacionados ao tema. Na tentativa de trazer para futuros pesquisadores um
conteúdo diversificado, mas bastante consolidado dentro do conceito de
Revolução energética.
7
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
08
CAPÍTULO I - A REVOLUÇÃO ENERGÉTICA
10
CAPÍTULO II - ENERGIA EÓLICA
24
CAPÍTULO III – ENERGIA SOLAR
36
CONCLUSÃO -
46
BIBLIOGRAFIA -
48
WEBGRAFIA -
49
ÍNDICE -
50
8
INTRODUÇÃO
Neste trabalho de monografia estaremos abordando a história da revolução
energética, bem como tipos de obtenção de energia considerados menos nocivos
para o meio ambiente e o nosso planeta.
Dentre os modelos de energia, também chamados “limpa”, daremos maior
ênfase à energia eólica e à energia solar, que estão ganhando força devido as
suas fontes de alimentação que são extraídas ou utilizadas, mas sem a agressão
causada à natureza, como acontece com os combustíveis fòsseis que ainda são
muito utilizados.
Todo método de captação de energia, mesmo os menos agressivos como a
eólica, a solar, a biomassa, entre outros, também possuem vantagens e
desvantagens. Por exemplo, a energia eólica, a matéria prima para a sua
captação é o vento que é um bem natural, não há custos para se obtê-lo, em
contra partida nos deparamos com a construção das turbinas eólicas que são
extremamente caras, é necessário dispor de espaço para a sua instalação, e um
fator que mais preocupa é o ruído que as turbinas emitem quando estão em
atividade que causam danos à audição humana.
A energia solar sua fonte também é um bem natural que ao contrário do
que algumas pessoas pensam, não precisa estar fazendo sol para sua captação,
basta a luminosidade do dia e somente à noite não conseguimos captar essa
energia. Mas com toda essa vantagem, temos custos com os materiais
empregados necessários e mão de obra especializada para a sua instalação.
Então podemos concluir que não é tão simples essa transição da matriz
energética atual para modelos de captação de energia denominadas “limpa”,
mesmo porquê não é só a questão do custo considerado, mas também a vontade
política, a nossa cultura capitalista, entre outros aspectos que acabam gerando
barreiras para a evolução dessa consciência voltada para a preservação do meio
ambiente.
9
Embora saibamos desses empecilhos, também acreditamos que é possível,
e isso já vem acontecendo, utilizar energia limpa, obter lucratividade e ao mesmo
tempo colaborar com a preservação do nosso planeta, para a geração atual, como
para as gerações futuras, estando em conformidade com a sustentabilidade.
Falaremos também da importância da força empresarial e o aquecimento
da economia, que vem crescendo em adesão a energia limpa ainda
modestamente, lógico que não poderia ser em curto prazo, mas de médio a longo
prazo, pois o empresariado já percebeu uma lucrativa forma de negócio, se o seu
produto possui certificações de conformidade com as exigências dos órgãos
ambientais, e isso pode ser um diferencial perante seu concorrente direto, esse
produto terá maior aceitação para o mercado consumidor.
Percebe-se que uma mudança dessa matriz energética por energia limpa é
possível e também muito desejável, considerando-se os benefícios ao meio
ambiente, solução para a escassez de combustíveis fósseis e diversos outros
problemas relacionados ao fornecimento de energia elétrica.
10
CAPÍTULO I
REVOLUÇÃO ENERGÉTICA
Nosso planeta vem sofrendo conseqüências catastróficas com a lentidão
nos avanços em eficiência energética. A experiência com políticas para aumentar
a eficiência energética e o uso de energias renováveis está crescendo, criando
alternativas e produzindo muitos modelos que podem auxiliar-nos para um futuro
esperado mais próximo.
“Conforme Fabiano, Das mais diversas maneiras a energia
está presente e se manifesta em nosso dia a dia. É assim, por
exemplo, quando usamos os músculos ou máquinas elétricas,
quando acendemos o fogão com um fósforo, quando nos
alimentamos ou mesmo quando obtemos informações via rádio
ou televisão.
Essa diversidade manifesta o vasto campo de pesquisa que a
palavra energia carrega consigo, cobrindo desde o uso de
recursos naturais até os aspectos relacionados ao desempenho
das
modernas
tecnologias,
bem
como
permitindo
uma
abordagem que envolva seus componentes sócioeconômicos e
ambientais. Até mesmo quanto sua evolução histórica e suas
perspectivas futuras.”(Fabiano Silva, 2009, p.13).
A energia é essencial para a vida humana. Necessitamos de energia para
aquecer, refrescar, iluminar nossas casas, bem como para cozinhar e conservar
nossos alimentos. A energia abastece nossos carros, caminhões e outros meios
de transporte. A energia faz com que funcionem nossas indústrias, escritórios e
outros locais de trabalho. Nos Estados Unidos e em outros países industrializados
11
(anexo I) quase toda esta energia utilizada é originária de combustíveis fósseis
(petróleo, carvão, gás natural) e eletricidade.
Os combustíveis fósseis e a eletricidade parecem ser abundantes, baratos
e prontamente disponíveis. Sem contabilizar os impostos, um litro de gasolina
custa quase o mesmo que um litro de água engarrafada. Ligamos nossos
equipamentos e luzes com apenas um toque, raramente pensando em como a
eletricidade é produzida ou sobre as conseqüências sobre a geração da
eletricidade. Enchemos nossos tanques de gasolina sem nos importarmos com a
procedência do combustível ou com as conseqüências de nossa cultura, que
utiliza combustíveis fósseis intensamente.
A energia afeta nossas vidas de outras formas além do nosso uso direto de
energia. As geradoras de energia, como as maiores empresas petrolíferas, estão
entre as maiores e lucrativas corporações do mundo. As ações dessas empresas
afetam economias de governos e de todo mundo, como ficou evidenciado pelo
espetacular colapso do Híperon e de suas ramificações. A distribuição de energia
e a busca de recursos energéticos no mundo todo afetam as relações entre os
países, como se tem testemunhado com os conflitos periódicos por causa do
petróleo na região do Golfo Pérsico ou com as contendas entre a Opep e os
países importadores de petróleo.
A intenção deste capítulo é mostrar que tanto as fontes quanto às
tendências atuais do uso de energia não são sustentáveis. Se permanecer o
consumo cada vez maior de combustíveis fósseis causará muitos danos ao meio
ambiente, um risco sem precedentes de mudanças climáticas, além de rápida e
crítica redução dos recursos naturais. Se forem mantidas as tendências
energéticas atuais, haverá também um aumento da desigualdade e das tensões
entre as nações, tensões estas que inflamam conflitos regionais e manifestações
violentas como as que ocorreram contra o World Trade Center e contra o
Pentágono em 11 de Setembro de 2001. Simplificando, se for mantido o cenário
da atualidade para a energia, o bem estar das futuras gerações estará em risco.
12
Fica evidenciado que uma “revolução energética“ é possível e desejável. Ao
se enfatizar uma eficiência energética bem maior e uma crescente confiança em
fontes de energia renovável, como a solar, e a eólica e a bioenergia, todos os
problemas associados aos atuais padrões e tendências energéticas podem ser
mitigados. No entanto, há um conjunto imenso de barreiras que limitam o poder de
avanços em eficiência energética e a transição para as fontes de energia
renovável em quase todo o mundo.
Também podemos concluir que é possível superar estas barreiras por meio
de políticas públicas esclarecidas. A experiência com políticas para aumentar a
eficiência energética e o uso de energias renováveis, está se expandindo,
produzindo muitos modelos e lições bem sucedidas que podem guiar os próximos
passos. O crescimento da adoção das políticas que se mostraram eficazes, bem
como o aumento e a concentração dos esforços internacionais, poderiam acelerar
a revolução energética e resultar em um futuro energético mais sustentável.
Ao invés de considerar políticas e cenários energéticos futuros, é
recomendável rever o uso global de energia durante os dois últimos séculos. O
uso mundial de energia aumentou 20 vezes desde 1850, 10 vezes desde 1900, e
mais de quatro vezes desde 1950 (ver figura I1). Este aumento dramático do uso
de energia proporcionou um padrão de vida bem melhor e uma considerável
parcela, mas não toda da crescente população mundial. Esse crescimento no uso
de
energia,
nos
últimos
100
anos,
ocorreu
principalmente
no
mundo
industrializado, que abriga cerca de 20% da população mundial.
“... Segundo Geller, Nossas fontes de energia sofreram uma
grande mudança nos últimos anos. A maior parte da energia
consumida no século XIX era em forma de biomassa – lenha,
carvão e resíduos agrícolas – também conhecidos como fontes
tradicionais de energia. A produção e uso do carvão se
expandiram rapidamente no final do século XIX, fazendo do
carvão a principal fonte de energia mundial durante cerca de 70
13
anos, iniciando-se por volta de 1890. Em meados do século XX, a
produção e uso de petróleo rapidamente se aceleraram, tornadoo a fonte de energia dominante durante os últimos 40 anos. Além
disso, tanto o uso do gás natural quanto o da energia nuclear
cresceram rapidamente nos últimos 25 anos.
Assim, o conjunto de fontes de energia se mostra bastante
dinâmico.
O
mundo
já
passou
por
outras
revoluções
energéticas.“(Geller, 1998, p.16 ).
Os combustíveis fósseis respondem por cerca de 80% do fornecimento
global de energia atualmente entre os combustíveis fósseis, o petróleo é
responsável pela maior fatia e responde por cerca de 35% do fornecimento global
de energia. O carvão é responsável por cerca de 23% e o gás natural por cerca de
21% do total. As fontes de energia sustentável respondem por cerca de 145 do
fornecimento global, mas as maiores partes delas estão em fontes tradicionais. As
modernas fontes de energia renovável, incluindo as hidroelétricas e eólica, bem
como as modernas formas de bioenergia, respondem por cerca de 4,5% do
fornecimento total. A energia nuclear fornece os 6% restantes do fornecimento
global.
Uma grande parcela da população mundial aproximadamente dois bilhões
de pessoas ainda dependem quase que inteiramente da lenha e de outras fontes
tradicionais de energia para suprir suas necessidades energéticas. Essas famílias
não consomem nem eletricidade, nem gás natural um fator primordial que contribui
para o seu empobrecimento. Enquanto isso, os cidadãos mais ricos do mundo
consomem quantidades cada vez maiores de combustíveis fósseis, energias
hidroelétricas e nucleares para abastecer um número crescente de veículos,
instalações físicas e equipamentos.
14
1.1 - Perspectivas energéticas atuais e suas implicações
O cenário atual prevê que o uso global de energia crescerá cerca de 2% ao
ano, nas próximas décadas. Por exemplo, o 2000 World Energy Outlook,
produzido pela Agência Internacional de Energia, projeta em seu cenário de
referência que a demanda mundial de energia crescerá cerca de 54% entre 1997
e 2020 (ver figura I-2). O uso do petróleo cresceria 56%, o uso do gás natural
86%, e o uso do carvão 49%, de acordo com essa previsão. Os combustíveis
fósseis responderiam por quase 84% do fornecimento primário total de energia em
2020, acima de sua fatia de 80% em 1997. O uso de combustíveis tradicionais nos
países em desenvolvimento continuaria a crescer, porém mais lentamente que o
crescimento projetado para o uso de combustíveis fóssil.
“... Outras previsões indicam que, caso se mantenha as atuais
políticas e tendências energéticas, o uso global de energia pode
dobrar os níveis de 1990 até 2025, triplicar até 2050 e crescer
ainda mais na segunda metade do século XXI.” (Geller, 2003,
p.18).
Estima-se que a maior parcela desse crescimento aconteça em países em
desenvolvimento, devido a seu grande crescimento demográfico e aos baixos
níveis atuais de consumo de energia. Os países em desenvolvimento poderiam
ultrapassar os países industrializados em termos de uso total de energia até 2025.
Mas esse uso per capita, em países industrializados continuaria a crescer e
permaneceria bem mais alto do que nos países em desenvolvimento nos cenários
atuais.
É sabido que um futuro de grande crescimento e de uso intensivo de
energia gerada por combustíveis fósseis apresenta uma gama de problemas e
desafios para a humanidade. Esses problemas e desafios incluem altos custos,
15
poluição do ar, aquecimento global, riscos de segurança, depleção de recursos e
desigualdade.
1.2 - Custos exorbitantes
A construção de usinas elétricas, oleodutos e gasodutos, além de outros
equipamentos para o fornecimento de energia são capital-intensivos. As análises
mostram que, se o uso mundial de energia continuar a crescer na ordem de 2% ao
ano, investimentos em fornecimento de energia da ordem de US$11-13 trilhões
serão necessários, no período 2000-2020, e US$26-35 trilhões adicionados serão
necessários, no período 2020-2050(em valores de 1998). Esse nível de
investimento de US$500 bilhões a US$1 trilhão por ano - é de duas a quatro
vezes o nível mundial de investimento em produção e conversão de energia na
década de 1990. O aumento de investimentos em fornecimento e conversão em
energia é viável em alguns países, mas serão bastante complicados em muitos
outros.
Com certeza será extremamente problemático levantar grandes somas de
capital para aumentar o fornecimento de energia em países em desenvolvimento e
de economias de transição. Os escassos fundos públicos desses países são
necessários para um amplo leque de prioridades que incluem educação,
saneamento, saúde, e desenvolvimento rural. Muitos países em desenvolvimento
e em transição estão imobilizados por pesadas dívidas e tem dificuldades em
atrair investimentos do setor privado. Esses fatores limitam o investimento em
fornecimento de energia na África e na Ásia, por exemplo, o que, por sua vez inibe
o desenvolvimento social e econômico destas regiões.
Os custos de energia também são sentidos em nível individual, nos países
em
desenvolvimento
e
em
transição.
As
residências,
em
países
em
desenvolvimento, freqüentemente gastam uma fatia considerável de sua renda
com energia, incluindo querosene, bateria e outros combustíveis; freqüentemente
essas fontes de energia são usadas com muita ineficiência. Nos países que
16
pertenciam ao bloco comunista, os imóveis residenciais enfrentam contas de
energia muito altas, considerando-se sua baixa renda, por causa de ineficiência e
desperdício, fatos somados a gradual eliminação de subsídios. Na Ucrânia, por
exemplo, os custos de energia respondem por até 40% dos gastos de uma família.
Da mesma forma, gastos com energia podem reduzir uma considerável
fração de renda das famílias mais pobres em países industrializados, porque
grande parte das famílias mais pobres habita casas ineficientes. Nos estados
Unidos, por exemplo, os gastos com energia vão de 12 a 26% da renda das
famílias mais pobres, comparados a apenas uns poucos por cento da renda de
famílias de classes média ou um pouco mais alta. Uma fração significativa da
população mundial ainda continuará a desperdiçar energia e a enfrentar altos
custos num futuro energético atual.
1.3 - Poluição local e regional do ar
A queima de combustíveis fósseis causa a poluição do ar e isto está
prejudicando a saúde pública e desequilibrando os ecossistemas. As atividades
energéticas respondem por 85% das emissões de dióxido de enxofre, 45% da
emissão de particulados, 41% de emissões de chumbo, 40% das emissões de
hidrocarboneto e 20% das emissões de óxido de nitroso na atmosfera. Esses
poluentes do ar, por sua vez, resultam em chuva ácida, neblina com fumaça nas
cidades, além de fuligem. A queima de combustível fóssil é também a maior fonte
de geração de produtos químicos tóxicos como causador de câncer.
Existe a estimativa de que 1,4 bilhão de pessoas estejam expostas a níveis
perigosos de poluição externa. A poluição externa do ar é especialmente alta em
áreas urbanas, causando aproximadamente 500mil mortes no mundo e até 5%
das mortes em áreas urbanas em alguns países em desenvolvimento. Devido à
baixa eficiência da combustão e a falta de controles de poluição, os níveis de
material particulado são de duas a cinco vezes mais altos do que os limites
propostos pala Organização Mundial de Saúde(OMS), em cidades do sudoeste
17
asiático, e ainda mais altos em algumas cidades da China e da Índia. Mais de 80%
das maiores cidades da china excedem os limites da OMS para dióxido de
enxofre, algumas chegando ao fator três. Níveis de chumbo, monóxido de
carbono, óxidos de nitrogênio e compostos orgânicos voláteis também
freqüentemente excedem os níveis de segurança.
Os impactos dessa poluição do ar são extremamente graves. Estima-se
que a poluição do ar urbano cause de 170 mil a 290 mil mortes prematuras
anualmente, na China, e de 90 mil a 200 mil, na Índia. Os efeitos da poluição do ar
sobre a saúde humana nas cidades chinesas, quando traduzidas em termos
econômicos, excedem 20% da renda média dos trabalhadores chineses e estão
chegando à casa dos US$50 bilhões (7% do PIB) para a nação como um todo.
A poluição do ar causada pela queima de combustíveis fósseis não é um
problema apenas de países em desenvolvimento. Estima-se que as emissões das
usinas de energia tenham causado cerca de US$70 bilhões em danos à saúde
humana, às instalações físicas e às plantações, na União Européia. Isto equivale a
4,5 centavos de dólar por KWH, aproximadamente metade do preço médio de
eletricidade no varejo. Também é equivalente a cerca de 1% do PIB da União
Européia. A maioria desses custos é causada pelos impactos nocivos à saúde
pública. Um estudo estima que a poluição do ar ocasiona cerca de 800 mil
ocorrências de asma e bronquite e 40 mil mortes anualmente na Áustria, França e
Suíça.
As emissões da maioria dos poluentes do ar decresceram nos Estados
Unidos, nos últimos 20 anos. Mas a poluição do ar especialmente os níveis
elevados de ozônio e particulados, ainda é um problema em muitas áreas
metropolitanas. Aproximadamente 125 milhões de americanos (46% da população
total dos Estados Unidos) viviam em regiões que não estavam de acordo com os
padrões de qualidade do ar por causa de pelo menos um poluente, em 1999. Uma
grande parcela de cidadãos americanos sofrem de ataques de asma e outros
problemas respiratórios por causa da emissão de particulados leves de usinas de
energia e de outras fontes. A longa e intensa exposição a essas minúsculas
18
partículas resulta em crescente risco de câncer de pulmão e de doenças
cardíacas, além de abreviar a vida de mais de 30 mil pessoas nos Estados Unidos
a cada ano. A contaminação do meio ambiente pode ser especialmente nociva em
regiões com grande produção de energia. O Cazaquistão, por exemplo, é um
grande produtor de petróleo, gás natural, carvão e urânio. Mas também apresenta
grave poluição do ar, contaminação do solo e poluição tanto da água da superfície
quanto da subterrânea. A poluição vem afetando severamente o mar Cáspio e
seus ecossistemas. Além disso, as indústrias de urânio e combustíveis fósseis têm
contribuído para a contaminação radioativa em larga escala. Em resumo, o
Cazaquistão enfrenta uma crise ecológica e de saúde pública decorrente da
poluição relacionada à energia.
A poluição externa do ar em muitos países em desenvolvimento e tão grave
quanto, a poluição interna do ar, causada pela queima de lenha e resíduos
agrícolas para cozinhar e aquecer, são um perigo ainda maior para a saúde. Na
África do Sul, por exemplo, residências rurais que queimam lenha para cozinhar e
aquecer o ambiente apresentam níveis de particulados internos 13 vezes maiores
que o nível máximo recomendado pela OMS. A pesquisa epidemiológica mostra
que indivíduos expostos a tal nível de material particulado têm cinco vezes mais
riscos de contrair doenças respiratórias se comparados àqueles que vivem sob
condições normais. As residências na África do Sul, que utilizam carvão para
aquecimento e cozinha também estão expostas a níveis perigosos de material
particulado.
De acordo com a OMS e outros especialistas, a poluição do ar vem
causando cerca de 1,8 milhões de mortes prematuras anualmente, principalmente
em mulheres e crianças (OMS,1997).
Isto é três a quatro vezes maiores que o número de mortes causadas pela
poluição do ar ambiente no mundo. Só na Índia, por exemplo, a poluição interna
do ar causada pela queima de combustíveis sólidos causa cerca de 500 mil
mortes prematuras por ano em mulheres e crianças. Esta taxa é maior que a
19
mortalidade causada por outros grandes problemas de saúde na Índia, como a
malária, AIDS, doenças cardíacas e câncer.
A expansão do uso extensivo de energia provinda de combustíveis fósseis
durante o próximo século poderia exacerbar esses problemas da qualidade do ar,
adversamente não só afetando a produção econômica, como também a saúde
pública. Com o crescente uso de combustíveis fósseis e o limitado decréscimo da
poluição, a qualidade ambiental do ar poderia se deteriorar ainda mais e
severamente afetar a saúde pública, a produção de alimentos e os ecossistemas
na Ásia dentro de 20 anos. Também o desenvolvimento energético business-asusual prevê que bilhões de pessoas continuarão a queimar lenha e outros
combustíveis tradicionais para cozinhar e aquecer, mantendo as altas incidências
de doenças respiratórias e mortes prematuras como resultado.
1.4 - Aquecimento global
O índice de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa estão
crescendo rapidamente na atmosfera a causando o aquecimento global. Houve
um aumento de 31% nos níveis de dióxido de carbono na atmosfera e um
aumento de 151% dos níveis de metano, desde a era pré-industrial. A
concentração de dióxido de carbono está mais alta hoje do que em todos os
últimos 420 mil anos, e o índice de aumento não tiveram precedentes nos últimos
20 mil anos pelo menos.
Com esse aumento nos níveis de dióxido de carbono e de outros gases de
efeito estufa, a temperatura média da superfície terrestre aumentou cerca de 0,6
ºc (1,1º F) durante o último século (ver figura I-3). Além disso, a década de 1990
foi a mais quente já registrada, 1998 foi o ano mais quente dos últimos mil anos, e
2001 foi o segundo ano mais quente.
As atividades relacionadas à energia, principalmente a queima de
combustíveis fósseis, produzem cerca de 78% de emissões de dióxido de carbono
e 23% de emissões de metano provocadas pelo homem.
20
O dióxido de carbono e o metano são responsáveis por cerca de 80% do
aquecimento ocorrido desde a era pré-industrial devido às emissões de gases de
longa residência atmosférica. As atividades relacionadas à energia também
resultam em emissões de sulfatos, particulados e na formação de ozônio na
troposfera, o que também vem a contribuir para o aquecimento global. Dado o
aumento da temperatura no último século e na última década em particular, os
cientistas agora concluem que as atividades humanas vêm causando a maior
parte desse aquecimento. O aquecimento global começa a apresentar uma série
de impactos adversos.
Entre eles, uma ocorrência mais freqüente e extrema de problemas climáticos,
com secas, enchentes, e ondas de calor, que, por sua vez, causam danos, mortes
e perdas agrícolas. No mundo inteiro, as perdas econômicas decorrentes de
problemas climáticos extremos aumentaram dez vezes: de cerca de US$ 4 bilhões
por ano na década de 1950 para cerca de US$ 40 bilhões por ano durante a
década de 1990. O nível médio global do mar elevou-se de 10 para 20 centímetros
durante o século XX; as geleiras estão diminuindo e a precipitação pluviométrica
vem aumentando em várias regiões. Ao mesmo tempo, a freqüência e a
intensidade das secas vêm aumentando em partes da Ásia e da África.
A continuarem as atuais tendências de fornecimento e de demanda de
energia, sofreremos um aquecimento global dramático durante o século XXI. As
emissões mundiais de dióxido de carbono aumentariam num fator de 2 à 2,5 até
2050 e de 2,5 à 3,5 até 2100, se houver um grande aumento do uso de
combustíveis fósseis no futuro. À medida que crescem as emissões de dióxido de
carbono, os oceanos e a terra absorverão uma fração menor de emissões. Assim,
o aumento de emissões de dióxido de carbono na atmosfera irá se acelerar,
atingindo concentrações de 700 a 970 partes por milhão por volume (ppmv) até
2010. Essa concentração de dióxido de carbono é de 2,5 a 3,5 vezes o nível préindustrial. Juntamente com o aumento de outros gases de efeito estufa, haveria
um aumento de 1,4 a 5,8º C na temperatura média da superfície terrestre até
2100, de acordo com as últimas estimativas.
21
A elevação da temperatura, mesmo nos níveis mais baixos dessa cadeia,
pode ter efeitos devastadores. Aumentariam a freqüência e a magnitude dos
graves problemas climáticos, alastrando doenças infecciosas, como a malária e a
dengue, aumentaria a mortalidade decorrente das ondas de calor, reduziria a
produção agrícola na maioria das regiões habitadas, além de prejudicar os
ecossistemas em todo o mundo. Poderia causar um aumento do nível do mar de
até 90 centímetros, aumentando enormemente as enchentes nas áreas mais
baixas e inundando países insulares. Isto, por sua vez, causaria o deslocamento
de dezenas de milhões de pessoas. O custo econômico desses vários impactos
adversos poderia alcançar US$300 bilhões anuais até 2050, equivalente a 1,5%
do PIB global, de acordo com uma importante companhia seguradora.
Além
disso, os países mais pobres seriam os mais severamente afetados, uma vez que
são altamente vulneráveis a esses impactos e carecem de recursos para se
adaptarem às mudanças.
O aquecimento global projetado para o decorrer do século XXI, baseado
nas tendências business-as-usual de energia também poderia causar alterações
ecológicas
catastróficas
e
irreversíveis.
Essas
alterações
incluem
uma
considerável redução ou até uma interrupção da corrente marinha que leva água
quente para o Atlântico Norte, o deslocamento da camada de gelo da Antártida
Ocidental e possível “aquecimento global de fuga” devido a realimentações do
ciclo de carbono, liberação de carbono de regiões de subsolo permanentemente
congelado, e/ou liberação de metano em sedimentos costeiros. A probabilidade
dessas alterações ainda não é bem conhecida e talvez seja muito baixa, mas
espera-se que a probabilidade aumente à medida que continue o aquecimento
global.
Mesmo que eventos catastróficos não ocorram, o aumento das emissões de
dióxido de carbono e o aquecimento global continuado inevitavelmente resultarão
no descongelamento das camadas de gelo do pólo e a expansão térmica do
oceano ao longo de muitos séculos. Isto, por sua vez, resultará no aumento do
nível do mar de pelo menos alguns metros durante os próximos anos. O impacto é
22
demorado por causa do intervalo de tempo entre o aquecimento da atmosfera e o
aumento do nível do mar, mas é previsto pelos níveis elevados de temperatura no
curto prazo. Uma elevação do nível do mar desta magnitude inundaria várias
áreas de terra, seria um enorme desafio à humanidade.
1.5 - Impactos de segurança
Os Estados Unidos e outros países industrializados são altamente
dependentes das importações de petróleo, e essa dependência vem aumentando.
Isto deixa as economias ocidentais vulneráveis aos preços fixados pelo cartel da
Opep e a potenciais choques no preço do petróleo. Isto também representa riscos
à segurança nacional devido a potenciais interrupções no fornecimento do
petróleo, com possível intervenção militar para manter suprimentos vitais de
petróleo, além dos efeitos colaterais de uma forte presença militar na região do
Golfo Pérsico. De fato, ocorreram 14 interrupções significativas no fornecimento
de óleo durante os últimos 50 anos, principalmente relacionados com a política ou
conflitos militares no Oriente Médio.
“... Choques anteriores no preço do petróleo custaram aos
Estados Unidos trilhões de dólares por causa da subseqüente
inflação, recessão e transferência de riqueza para países que
mantinham o controle oligopólico sobre os preços de energia. As
nações ocidentais gastam dezenas de bilhões de dólares a cada
ano protegendo suprimentos de petróleo no Oriente Médio (UCS,
2002). Várias centenas de bilhões de dólares foram despendidas
na guerra no Iraque, em 1990-91 uma guerra travada em grande
parte para proteger os suprimentos de petróleo da região do
Golfo.” (HOWARD STEVEN, 2003).
23
De forma resumida um futuro com intenso uso de combustíveis fósseis, não
é nada desejável, tende a piorar a poluição do meio ambiente, causando
perigosas mudanças climáticas, sem contar o esgotamento das reservas de
petróleo, então a direção a ser tomada é a utilização de energia de fontes
renováveis chamadas energia limpa.
É esperado que o mundo mude essa consciência o mais rápido possível, e
assim poderemos salvar o nosso planeta, com desenvolvimento e sustentabilidade
caminhando lado a lado, deixando para trás esse passado trágico e apostando em
um futuro bem melhor para a humanidade e para o desenvolvimento sem
destruição.
24
CAPÍTULO II
ENERGIA EÓLICA
O que podemos notar é que a humanidade, mais precisamente a sociedade
mundial, tem demorado demasiadamente em perceber que existe uma solução
acessível e proveniente de um bem natural para os problemas com captação de
energia elétrica. Estamos nos referindo á Energia Eólica resultante do vento que
dispomos sem custo algum, de reservas intermináveis e que durante toda a nossa
existência esteve bem próxima de nós, mas o mais curioso é que ainda é um
método de captação de energia que está aquém do potencial que nos
proporciona. Existe a expectativa de que o mundo desperte para essa realidade
antes que seja tarde demais.
O que ainda cria barreiras para a implantação desse método eficiente e
limpo de captação de energia elétrica e aumente a quantidade de centrais eólicas
em todo o mundo é o alto custo com seus equipamentos e o pagamento de mão
de obra especializada. A energia eólica se torna aproximadamente 70% mais cara
que as tradicionais usinas hidroelétricas, o que inviabiliza o crescimento e adesão
desse método de captação de energia elétrica pelos países do mundo inteiro.
2.1 - Funcionamento da Energia Eólica
O vento gira uma hélice gigante conectada a um gerador que produz
eletricidade. Quando vários mecanismos como esse conhecido como turbina de
vento são ligados a uma central de transmissão de energia, temos uma central
eólica. A quantidade de energia produzida por uma turbina varia de acordo com o
tamanho das suas hélices e, é claro, do regime de ventos na região em que está
instalada. E não pense que o ideal é contar simplesmente com ventos fortes.
25
"Além da velocidade dos ventos, é importante que eles sejam regulares, não
sofram turbulências e nem estejam sujeitos a fenômenos climáticos como tufões",
diz o engenheiro mecânico Everaldo Feitosa, vice-presidente da Associação
Mundial de Energia Eólica.
A intensa busca por fontes alternativas de energia tem levado vários países
a investirem na transformação e ampliação de seus parques energéticos. As
questões ambientais, principalmente no que se refere aos impactos causados
pelas formas tradicionais de geração, têm levado, também, a uma procura por
diferentes fontes renováveis de energia.
Nos últimos anos o consumo de energia eólica tem crescido nas áreas
industriais, comerciais e residenciais. Esse crescimento tem levado os governos
de todo o mundo a adotarem uma estratégia de fornecimento de energia a curtos
e longos prazos. A preocupação com o aumento do consumo e as questões
ambientais tem justificado um planejamento mais rigoroso quanto às novas formas
de energia. É nesse contexto que a importância das fontes renováveis de energia
tem crescido de modo global. O uso de fontes alternativas não se limita mais a
comunidades isoladas (até então um importante local de aplicação). Aplicações
efetivas de fontes alternativas de energia, como a energia eólica entre outras, têm
sido dirigidas para as comunidades isoladas, principalmente para aquelas que se
encontram afastadas da rede convencional de energia elétrica.
Certamente uma outra nova abordagem para as fontes alternativas são os
projetos que visam a complementação energética da rede convencional. Nesse
caso, a energia eólica se mostra uma excelente opção. Vários países da Europa e
Estados Unidos têm investido amplamente na instalação de um número cada vez
maior de parques eólicos para o fornecimento de energia elétrica. Com potenciais
cada vez maiores e novas tecnologias aplicadas no desempenho e na
confiabilidade do sistema, as turbinas eólicas têm conquistado importantes
espaços na matriz energética mundial.
Atualmente podemos ver que a energia eólica vive um crescimento de
mercado onde se nota queda nos preços dos aerogeradores ao longo das últimas
26
décadas. Não se trata apenas de questões de custo. Nesse mesmo período de
queda de preços, a tecnologia aplicada à energia eólica melhorou muito suas
características operacionais tornando-a ainda mais competitiva com outras fontes
de geração de energia. O curto espaço de tempo necessário para sua instalação e
operação imediata, o custo “zero” de seu combustível, o baixo custo de
manutenção, entre outros motivos, são fatores pelos quais a energia eólica tem
consolidado seu espaço entre as demais fontes de energia.
Aqui no Brasil possuímos uma geografia muito favorável e o país apresenta
características privilegiadas para o uso de fontes renováveis de energia, em
especial para a energia eólica. O Atlas do Potencial Eólico Brasileiro mostra
ventos com velocidades médias anuais superiores a 6m/s (medida feita a 50 m de
altura), principalmente ao longo do litoral nordestino. A questão do uso da energia
eólica no Brasil ganhou um rumo novo a partir da reforma do setor elétrico. Essa
reforma, ao introduzir novos elementos, como a racionalidade privada e a ”livre
concorrência” criou um novo cenário que pode favorecer novos investimentos em
fontes alternativas, principalmente na figura do produtor independente e do auto
produtor de energia. Dentro deste novo cenário do setor elétrico do Brasil, a
Agencia nacional de Energia Elétrica (ANEEL) tem desenvolvido um importante
papel na utilização nas fontes alternativas de energia. Entre as resoluções
publicadas pela ANEEL, podemos citar a que trata do valor “normativo”, que limita
o rapasse para as tarifas de fornecimento dos preços livremente negociados na
aquisição de energia elétrica, por parte dos concessionários e permissionários.
A questão que requer maior atenção no que diz respeito à implantação é a
adequação a captação de energia renovável e o mais recente cenário do setor
elétrico apresenta desafios no que se refere à aplicação efetiva das fontes
alternativas de energia em seu parque gerador. Com algumas leis e resoluções já
em vigor, o desenvolvimento das fontes alternativas encontra um aporte legislativo
para a sustentabilidade de novos projetos.
27
“... A Lei nº. 10.438, de 16 de abril de 2002, ao apresentar o
Programa de Incentivo às Fontes Alternativas de Energia Elétrica
(PROINFA) e a Conta de Desenvolvimento Energético (CDE),
mostra-se
como
um dos
mais
importantes
avanços em
programas governamentais para o incentivo de fontes alternativas
de energia em especial a energia eólica, energia de biomassa e
pequenas centrais hidrelétricas. Estipulando uma meta de
implantação de 3.300 MW entre as três fontes já na primeira fase
do PROINFA, a Lei nº. 10.438 mostra o interesse claro no
desenvolvimento do uso destas fontes na matriz energética
nacional. Mesmo ainda incipiente no Brasil, a energia eólica é
uma fonte que deve ser explorada e largamente utilizada
principalmente nas regiões onde as características do vento a
tornam técnica e economicamente viável.“ (Maurício Tolmasquim,
2004, p.180).
2.2 - DEFINIÇÃO
Energia eólica é aquela gerada pelo vento. Desde a antiguidade este tipo
de energia é utilizado pelo homem, principalmente nas embarcações e moinhos.
Atualmente, a energia eólica, embora pouco utilizada, é considerada uma
importante fonte de energia por se tratar de uma fonte limpa (não gera poluição e
não agride o meio ambiente).
Grandes turbinas (aerogeradores), em formato de cata-vento, são colocadas em
locais abertos e com boa quantidade de vento. Através de um gerador, o
movimento destas turbinas gera energia elétrica.
28
Atualmente, apenas 1% da energia gerada no mundo provém deste tipo de fonte.
Porém, o potencial para exploração é grande. (Sua pesquisa.com, 23/01/11)
2.3 - Evolução Histórica e o Meio Ambiente
Dentre as energias alternativas, a energia eólica vem conquistando seu
espaço como fonte alternativa de energia e tem mostrado, ao longo do século XX,
a sua importância no mercado energético mundial. Historicamente, a energia
eólica tem ajudado o homem em diversas atividades, já desde épocas remotas,
com a utilização de máquinas simples e rústicas para o bombeamento de água e
moagem de grãos. No final do século XIX e todo o século XX, a utilização dos
ventos para a geração de energia elétrica foi marcada por grandes desafios em
pesquisa e desenvolvimento. Vários países investiram em diversos protótipos de
turbinas eólicas para serem conectadas à rede para o fornecimento de energia
elétrica.
“... O mercado eólico mundial experimentou transformações
principalmente após os choques do petróleo da década de 70.
Esse mercado, até então obsoleto e principalmente voltado para
a pesquisa e desenvolvimento de novos conceitos e modelos,
passou a enxergar um mercado de desenvolvimento industrial. A
29
partir de então, novos estudos e projetos foram desenvolvidos no
sentido de ampliar o mercado para o fortalecimento do setor
eólico industrial. Durante as décadas de 80 e 90, a indústria
eólica mundial cresceu significativamente no amadurecimento de
suas tecnologias e também na procura de novos mercados.”
(Maurício Tolmasquim, 2004, p.181).
Algumas iniciativas políticas importantes possibilitaram que países como a
Alemanha, Estados Unidos e
Dinamarca
alcançassem uma
importância
considerável e destaque na energia eólica mundial. Subsídios e leis federais, que
garantiam a compra da energia elétrica proveniente de fontes renováveis,
ampliaram o uso da energia eólica no mercado da geração de energia elétrica em
diversos países em todo o mundo.
2.4 - Fatores históricos do uso da Energia Eólica
Com o avanço da agricultura, o homem necessita cada vez mais de
ferramentas que o auxiliassem nas diversas etapas do trabalho. Tarefas como a
moagem dos grãos e o bombeamento de água exigiam cada vez mais esforço
braçal e animal. Isso levou ao desenvolvimento de uma forma primitiva de moinho
de vento, utilizada no beneficiamento dos produtos agrícolas, que constava de um
eixo vertical acionado por uma longa haste presa a ele, movida por homens ou
animais caminhando numa gaiola circular. Existia também outra tecnologia
utilizada para o beneficiamento da agricultura onde uma gaiola cilíndrica era
30
conectada a um eixo horizontal e a força motriz (homens ou animais) caminhava
no seu interior.
Com o decorrer dos anos esses métodos antes utilizados foram atualizados
com a utilização de cursos d’água como força motriz surgindo, assim, as rodas
d’água. Historicamente, o uso das rodas d’água precede a utilização dos moinhos
de vento devido à sua concepção mais comum de utilização de cursos naturais de
rios como força motriz. Como não se dispunha de rios em todos os lugares para o
aproveitamento
em rodas d’água, o aparecimento do vento como fonte natural
de energia possibilitou o surgimento de moinhos de vento substituindo a força
motriz humana ou animal nas atividades agrícolas.
Foi na pérsia que ocorreu o primeiro registro histórico de utilização da
energia eólica para bombeamento de água e moagem de grãos através de cataventos, por volta de 200 a.C. Esse tipo de moinho de eixo vertical veio a se
espalhar pelo mundo islâmico sendo utilizado por vários séculos. Acredita-se que
antes da invenção dos cata-ventos na Pérsia, a China (por volta de 2000 a.C.) e o
Império Babilônico (por volta 1700 a.C.) também utilizavam cata-ventos rústicos
para irrigação.
Apesar da sua baixa eficiência devido a suas características, os cata-ventos
primitivos apresentavam vantagens básicas de bombeamento d’água ou moagem
de grãos, substituindo a força motriz humana ou animal. Pouco se sabe sobre o
desenvolvimento e uso dos cata-ventos primitivos da China e Oriente Médio como
também
dos
cata-ventos
surgidos
no
Mediterrâneo.
Os
importantes
desenvolvimentos da tecnologia primitiva foram os primeiros modelos a utilizarem
velas de sustentação em eixo horizontal encontrado nas lhas gregas do
Mediterrâneo.
O aparecimento dos cata-ventos na Europa aconteceu, principalmente, no
retorno das Cruzadas há 900 anos. Os cata-ventos foram largamente utilizados e
seu desenvolvimento bem documentado. As máquinas primitivas persistiram até o
século XII quando começaram a ser utilizados moinhos de eixo horizontal na
Inglaterra, França e Holanda, entre outros países. Os moinhos de vento de eixo
31
horizontal do tipo “holandês” foram rapidamente disseminados em vários da
Europa. Durante a Idade Média, na Europa, a maioria das leis feudais incluía o
direito de recusar a permissão à construção de moinhos de vento pelos
camponeses, o que os obrigava a usar os moinhos dos senhores feudais para a
moagem de seus grãos. Dentro das leis de concessão de moinhos também se
estabeleceram leis que proibiam a plantação de árvores próximas ao moinho
assegurando, assim, o “direito ao vento”. Os moinhos de vento na Europa tiveram,
sem dúvida, uma forte e decisiva influência na economia agrícola por vários
séculos. Com o desenvolvimento tecnológico das pás, sistema de controle, eixos
etc., o uso dos moinhos de vento propiciou a otimização de várias atividades
utilizando-se a força motriz do vento.
Na Holanda, durante os séculos XVII a XIX, o uso de moinhos de vento em
grande escala esteve relacionado amplamente com a drenagem de terras
cobertas pelas águas. A área de Beemster Polder, que ficava três metros abaixo
do nível do mar, foi drenada por 26 moinhos de vento de até 50HP cada, entre os
anos de 1608 e 1612. Mais tarde, a região de Schermer Polder também foi
drenada por 36 moinhos de vento durante quatro anos, a uma vazão total de 1000
m³/min. Os moinhos de vento na Holanda tiveram uma grande variedade de
aplicações.
2.5 - Empecilhos para instalação.
• Ausência de uma política de incentivo ao desenvolvimento da indústria nacional
de equipamentos.
• Apenas três empresas brasileiras produzem equipamentos para a geração de
energia eólica:
– Wobben Wind Power (subsidiária brasileira do grupo alemão Enercon).
– Tecsis, tecnologia 100% nacional.
– Sawe (South America Wind Energy)
32
• Condições de financiamento.
• Licenciamento ambiental.
• Conexão à rede (regulamentação, custo e estrutura física).
• Ambiente político-regulatório incerto (aumento dos custos).
2.6 - Energia Eólica no Brasil: perspectivas
• O Brasil pode se tornar um grande produtor.
• Vantagens competitivas brasileiras:
– 70% da população está concentrada na faixa litorânea, onde está localizada a
maior parte do potencial eólico.
– Nossos ventos, em média, têm velocidades altas e, em geral, são estáveis e
bem comportados.
– Complementaridade energética decorrente da sazonalidade dos ventos e da
hidraulicidade.
• Para tanto, é necessária uma política de desenvolvimento da indústria nacional
de equipamentos eólicos e incentivos à pesquisa tecnológica.
• Precisa-se criar uma base industrial sólida para sustentar o mercado, uma cadeia
produtiva nacional consolidada.
Conclusões
• Temos condições de instalar e ampliar plantas industriais para atender o
mercado interno e nos tornar uma plataforma de exportação de equipamentos
para produção de energia de fontes alternativas.
• Há demanda mundial por equipamentos e uma cadeia produtiva a ser
alavancada, com perspectivas de geração de emprego em larga escala
33
• A energia de fontes alternativas é viável: temos tecnologia, perspectiva de escala
e preço.
• Falta um projeto ousado, de longo prazo, com apoio de recursos públicos para
desenvolver a indústria eólica no país e, conseqüentemente, ampliar o parque
eólico nacional.
2.7 - Energia Eólica no Mundo
Século XXI: o mundo desperta para a geração eólica
Maiores taxas de crescimento do setor elétrico
• Em 2010 espera-se que a capacidade instalada no mundo alcance 132 mil MW
(hoje são 78,7 mil MW instalados):
– A Europa deve perder sua posição de liderança
– As previsões indicam que 41% da capacidade estará fora da Europa
• A meta dos chineses é alcançar 5 mil MW até 2010:
34
– A China, hoje com 2,4 mil MW, tem 20 fabricantes de turbinas que empregam
em torno de 25 mil pessoas.
• Em 2014, espera-se 210 mil MW instalados no mundo.
• A meta da Alemanha é atender 30% da demanda de eletricidade com energia
eólica até 2030:
– Hoje, na Alemanha, a indústria eólica já consome mais aço e emprega mais pessoas que a
indústria automobilística. (www.senado.com.br,21/01/2011).
35
36
CAPÍTULO III
ENERGIA SOLAR
A energia gerada pelo Sol é hoje sem dúvidas uma das fontes de captação
de energia elétrica mais promissoras, e de fontes inesgotáveis, pois não precisa o
sol estar forte para podermos obter a energia gerada por ele e sim apenas da
luminosidade do dia, e só teríamos uma perda dessa captação no período
noturno.
O Sol é o responsável por toda forma de vida do nosso planeta, sem ele
não existiríamos, e também é através dele que obtemos todas as outras formas de
energia. Então podemos concluir que o Sol é uma fonte de energia favorável a
preservação do meio ambiente e em relações aos métodos tradicionais de
obtenção de energia elétrica, energia de fonte inesgotável.
3.1 - Definição
Energia solar é aquela proveniente do Sol (energia térmica e luminosa).
Esta energia é captada por painéis solares, formados por células fotovoltáicas, e
transformada em energia elétrica ou mecânica. A energia solar também é
utilizada, na sua maior parte em residências, para o aquecimento da água.
A energia solar é considerada uma fonte de energia limpa e renovável, pois
não polui o meio ambiente e não acaba.
A energia solar ainda é pouco utilizada no mundo, pois o custo de
fabricação e instalação dos painéis solares ainda é muito elevado. Outro problema
é a dificuldade de armazenamento da energia solar.
37
Os países que mais produzem energia solar são: Japão, Estados Unidos e
Alemanha.
Sem nos determos a expor as teorias mais ou menos convincentes e
demonstradas acerca da origem da energia solar, limitar-nos a informar alguns
valores relativos a elas.
No espaço interestelar, longe da Terra (a uma distância fixada em
149,67.109 m) , a radiação solar é definida pela chamada constante solar, e tem o
valor de 1400W/m²; a potência que atinge o solo é naturalmente menor, por causa
da absorção operada pela atmosfera, que varia com a altura do Sol sobre o
horizonte, e com as condições atmosféricas, bem como a latitude sobre o nível do
mar do local da medida.
A propósito da latitude, pode-se dizer que tanto mais ela cresce, tanto mais
o Sol permanece distante do zênite, ou seja, da vertical do local de observação, e
tanto maior é a espessura mínima da atmosfera que os raios deverão atravessar,
e maior a absorção atmosférica.
Quanto à altura acima do nível do mar, é um fato de todos conhecido que o
Sol no alto das montanhas é bem mais eficaz que o Sol da planície, porque os
raios não devem atravessar as camadas mais baixas da atmosfera, que são as
mais densas. O ideal seria recolher a radiação solar fora da atmosfera, por
exemplo, mediante satélites artificiais.(Cometta 1978,p.27)
3.2 - Características da energia solar.
À luz do que se disse, e considerando que a energia solar está disponível
de forma absolutamente gratuita, surge espontaneamente a pergunta: como o
aproveitamento da energia solar, para fins técnicos, é praticamente inexistente?
A resposta é simples e esclarecedora: a energia solar se apresenta sob
forma disseminada, e não concentrada, e sua captação e aproveitamento, ao
menos para potências elevadas, requerem instalações complexas e custosas. A
energia, também, no local da instalação, é disponível de forma descontínua,
38
sujeita a alternâncias periódicas (dia-noite; verão-inverno e casuais (céu claronebuloso), pelo que é indispensável prover dispositivos de acumulação, com
ulteriores complicações e elevação dos custos da instalação. As considerações
econômicas não são atualmente favoráveis a um rápido desenvolvimento do uso
da energia solar; os elevados custos iniciais de instalação e as dificuldades
associadas com a disponibilidade descontínua continuariam a obstacular sua
utilização; a menos de um ulterior dramático aumento dos custos dos
combustíveis tradicionais e nucleares.
Por outro lado, a energia solar é uma forma de energia absolutamente pura;
não dá origem a fumaça, nem escórias de nenhuma espécie (e muito menos, a
escórias radioativas, que representam a incógnita mais grave que obstacula a
difusão das centrais nucleares) e tampouco a descargas de gênero algum. Destes
pontos de vista, o aproveitamento da energia solar constitui a solução ideal para a
proteção do meio ambiente. (Cometta 1978, p.29;30)
3.3 - Conhecendo o Sol
O Sol já foi considerado um deus na religião de muitos povos da
antiguidade, tamanha sua importante para o desenvolvimento da vida na Terra.
Sem esta estrela não seria possível a sobrevivência de grande parte das espécies
que hoje habitam nosso planeta. Ele é responsável pela temperatura, pela
39
evaporação, pelo aquecimento e por muitos processos biológicos que ocorrem em
plantas e animais. Por outro lado, o excesso de sol pode causar danos aos seres
humanos. A exposição excessiva aos raios ultra-violetas emitidos pelo sol, sem o
uso de protetor ou bloqueador solar, pode causar câncer de pele.
Ao redor do Sol giram nove planetas, compondo o sistema solar. Estudos
científicos mostram que o Sol deve ter se formado há aproximadamente 5 bilhões
de anos. Sua massa é cerca de 300 mil vezes maior à do planeta Terra. O
diâmetro do Sol é de aproximadamente 1.4 milhão de quilômetros. A distância
entre a Terra e o Sol é de aproximadamente 150 milhões de quilômetros. A
temperatura média no núcleo do Sol chega a 15 milhões de graus Celsius. Nesta
parte mais interior da estrela, ocorrem reações químicas como, por exemplo, a
fusão entre átomos de hidrogênio. Na fotosfera, superfície do Sol, originam-se a
luz e o calor. Ainda compõe o Sol uma camada de gases que envolvem a estrela.
A cada ciclo de 11 anos, o Sol passa por período de extrema agitação,
enviando para terra tempestades solares. Carregadas de eletricidade, estas
tempestades acabam influenciando nos sistemas eletrônicos, redes de energia,
computadores, aparelhos eletrônicos, sistemas de comunicação de aviões e
navios e satélites. Estas ondas de energia e eletricidade chegam a criar as
conhecidas aurora boreal e austral. O ar brilha nas regiões próximas aos pólos
magnéticos da Terra, gerando um espetáculo de luzes e cores nos céus.
Do ponto de vista químico, o Sol é formado pelos seguintes elementos:
73% de hidrogênio, 25% de hélio e 2% de outros elementos.
A NASA e a Agência Espacial Européia tem monitorado constantemente as
atividades do Sol. Estes estudos e observações têm por objetivo aprimorar os
conhecimentos sobre esta importante estrela e melhorar a vida em nosso planeta.
(www.suapesquisa.com, 21/01/11)
40
Perfil da energia solar: direto da fonte
Todos os dias a Terra recebe mais energia do Sol do que a humanidade usa em
um ano. Ainda assim, a energia solar permanece como uma pequena fração no
mix global de energia. A queda nos preços e uma melhor eficiência poderiam
mudar este quadro, mas será que isso pode acontecer rápido o bastante?
A energia solar é aquela energia obtida pela luz do Sol, pode ser captada
com painéis solares. A cada ano a radiação solar trazida para a terra leva energia
equivalente a vários milhares de vezes a quantidade de energia consumida pela
humanidade.
Através de coletores solares, a energia solar pode ser transformada em
energia térmica, e usando painéis fotovoltaicos a energia luminosa pode ser
convertida em energia elétrica.
Há dois componentes na radiação solar: radiação direta e radiação difusa.
A radiação direta é a que vem diretamente do sol, sem reflexões ou refrações
intermediárias. A radiação difusa é emitida pelo céu durante o dia, graças aos
muitos fenômenos de reflexão e refração da atmosfera solar, nas nuvens, e os
restantes elementos do atmosférico e terrestre. A radiação refletida direta pode ser
concentrada e de utilização, embora não seja possível concentrar dispersa a luz
que vem de todas as direções. No entanto, tanto a radiação direta quanto a
radiação difusa são utilizáveis.
41
3.4 - Vantagens e desvantagens da energia solar
Segundo (PALZ, 2002): “... A energia solar recebida pela terra
a cada ano é dez vezes superior à contida em toda a reserva de
combustíveis fósseis. Mas, atualmente a maior parte da
energia utilizada pela humanidade provém de combustíveis
fósseis.”
A Energia Solar apresenta inúmeras vantagens, principalmente em países
como o Brasil, onde o Sol é soberano na maioria das regiões o ano todo. Entre os
benefícios podemos citar: é uma energia limpa, não polui, não consome
combustível, a instalação é simples e sua manutenção mínima, a vida útil dos
painéis é comprovadamente de 25 anos, permite a sua auto-suficiência
energética.
A Energia Solar é a solução para levar a eletricidade aos locais aonde a
rede convencional não chegou ou é fornecida de maneira precária. É cada vez
mais
utilizada,
principalmente
no
meio
rural,
para
iluminação,
TV,
telecomunicações, bombeamento de água e eletrificação em geral.
Este tipo de energia também possui algumas desvantagens, entre elas:
existe variação da energia produzida, de acordo com a situação climática do local
(por exemplo, locais chuvosos), durante a noite não existe produção de energia,
fazendo-se necessários meios de armazenamento, que por vez se tornam caros é
deficientes comparados com os outros meios de produção de energia.
3.5 - Benefícios da energia solar para a humanidade
A vida moderna tem sido movida a custa de recursos esgotáveis que
levaram milhões de anos para se formar. O uso desses combustíveis em larga
escala tem mudado substancialmente a composição da atmosfera e o balanço
térmico do planeta provocando o aquecimento global, de gelo nos pólos, chuvas
42
ácidas e envenenamento da atmosfera e todo meio-ambiente. As previsões dos
efeitos decorrentes para um futuro próximo, são catastróficas.
A utilização das energias renováveis principalmente a energia solar em
substituição aos combustíveis fósseis é viável e vantajosa. Além de serem
praticamente inesgotáveis, as energias renováveis podem apresentar impacto
ambiental muito baixo, sem afetar o balanço térmico ou a composição atmosférica
do planeta.
O desenvolvimento das tecnologias para o aproveitamento das fontes
renováveis poderá beneficiar comunidades rurais e regiões afastadas bem como a
produção agrícola através da autonomia energética e conseqüente melhoria global
da qualidade de vida dos habitantes.
3.6 - Energia Solar Fotovoltaica.
A Energia Solar Fotovoltaica é a energia obtida através da conversão direta
da luz em eletricidade (Efeito Fotovoltaico). O efeito fotovoltaico, relatado por
Edmond Becquerel, em 1839, é o aparecimento de uma diferença de potencial nos
extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da
luz. A célula fotovoltaica é a unidade fundamental do processo de conversão.
Inicialmente o desenvolvimento da tecnologia apoiou-se na busca, por
empresas do setor de telecomunicações, de fontes de energia para sistemas
instalados em localidades remotas. O segundo agente impulsionador foi a "corrida
espacial". A célula solar era, e continua sendo, o meio mais adequado (menor
custo e peso) para fornecer a quantidade de energia necessária para longos
períodos de permanência no espaço. Outro uso espacial que impulsionou o
desenvolvimento das células solares foi a necessidade de energia para satélites.
A crise energética de 1973 renovou e ampliou o interesse em aplicações
terrestres. Porém, para tornar economicamente viável essa forma de conversão de
energia, seria necessário, naquele momento, reduzir em até 100 vezes o custo de
produção das células solares em relação ao daquelas células usadas em
43
explorações espaciais. Modificou-se, também, o perfil das empresas envolvidas no
setor. Nos Estados Unidos, as empresas de petróleo resolveram diversificar seus
investimentos, englobando a produção de energia a partir da radiação solar.
A equipe do Cresesb apresentou no dia 4 de outubro de 2008 o protótipo do
carro solar. Projetado pelo estagiário João Ricardo Ramos (DTE) sob orientação
dos Pesq. Marco Antônio Galdino e Ricardo Marques Dutra (DTE) ele será
utilizado para divulgar aplicações de energia solar fotovoltaica aos visitantes do
Cepel, passando a compor o acervo de equipamentos de demonstração da Casa
Solar.
O projeto mecânico e a construção contaram com a ativa participação da
equipe da oficina mecânica do CEPEL sob coordenação do Eng. Sérgio Caixão e
integrada pelos técnicos Sérgio Izaltino de Souza (DPL), André Oliveira de Abreu
(DPL) e Josias de Oliveira Coelho (DPL).
O veículo tem capacidade de transportar uma pessoa de 70kg e possui uma
autonomia de aproximadamente 4 horas, atingindo uma velocidade de 8 km/h.
O carro solar utiliza um motor elétrico de corrente alternada do tipo gaiola
de esquilo em sua tração, cuja energia é suprida por duas baterias instaladas a
bordo. Essas baterias são recarregadas por um arranjo de módulos fotovoltaicos
44
de 256 W, e também podem ser recarregadas pela rede elétrica. As demais
características técnicas do projeto são:
§
Motor: 1 hp/ 220V AC;
§
Geração Fotovoltaica: 4 módulos de silício policristalino (poli-Si) de 64W;
§
Área total de painéis:2,9m2;
§
Baterias: 2 baterias de 12V, 110Ah em série totalizando 24V;
§
Inversor de tensão: potência de 1000W, tensão de entrada 12/24V, tensão
de saída 230V e frequência 60Hz;
§
Inversor de frequência: 1,5KW;
§
Velocidade: 8 Km/h;
§
Autonomia: 4h;
Combinando alta eficiência energética, zero emissões de poluentes e baixos
custos operacionais, o carro solar tem como principal objetivo divulgar o uso da
energia fotovoltaica e despertar nos visitantes da casa solar, que em sua maioria é
formada por estudantes, o interesse em sistemas que utilizem fontes alternativas
de energia.(CRESESB).
A organização da sociedade também evolui e sofre mudanças. Se o
recurso energético dominante está em escassez, os preços aumentam, é provável
que
a necessidade leve
ao desenvolvimento das energias
renováveis,
principalmente as energias solar e eólica, passando a ser dominantes no final do
séc. XXI, ainda que na fase de transição, das fósseis para as renováveis, se
assista a um aumento da exploração do gás natural, com maiores reservas do que
o petróleo e menos poluente do que o carvão.
A incessante emissão de gases poluentes tem provocado, nas últimas
décadas, o fenômeno climático conhecido como efeito estufa. Este tem gerado o
aquecimento global do planeta. Se este aquecimento continuar nas próximas
décadas, poderemos ter mudanças climáticas extremamente prejudiciais para o
meio ambiente e para a vida no planeta Terra.
45
Na luta para identificar-se a “fonte energética perfeita”, ou somente
aperfeiçoar as fontes já identificadas, o ser humano vem se demonstrando
bastante criativo e empregando os mais diversos meios. As fontes de energias
renováveis podem ser a solução para o nosso planeta. O que falta é que todos,
desde as grandes indústrias até as mais humildes residências, assumam seu
papel neste processo de “reconstrução” do nosso planeta.
46
CONCLUSÃO
Certamente podemos dizer, com base em todo o material pesquisado no
decorrer desse trabalho de monografia, que a solução para o sistema energético
no país e no mundo é mesmo a energia alternativa, mais precisamente as
energias eólica e solar que nessa pesquisa foram abordadas.
Uma questão relevante que nos confirma o citado acima é a escassez dos
combustíveis fósseis, combustíveis esses que tanto contribuem para as emissões
dos gases de efeito estufa que são lançados na atmosfera ao longo de todos
esses anos.
Temos um grande potencial para a obtenção de energia eólica e solar a
nível nacional, o que proporciona uma ótima captação, diminuição da poluição e
maior lucratividade, levando em conta seu baixo custo.
A energia alternativa, além de reduzir as emissões de gases de efeito
estufa na atmosfera, também oferece uma forma de negócio muito rentável.
As questões ambientais, bem como impactos e danos ao meio ambiente causados
pelas formas tradicionais de obtenção de energia elétrica, tem causado uma
grande procura por fontes de energia renováveis pelo mundo inteiro.
Vários países estão substituindo suas formas tradicionais de obtenção de
energia elétrica por energia de fontes renováveis, devido não somente pela
rigorosidade das leis ambientais que são impostas, mas também pela
possibilidade de lucratividade em sincronismo com a preservação do meio
ambiente.
Assim como todas as fontes tradicionais de obtenção de energia elétrica, as
energias eólica e solar também possuem algumas desvantagens tais como: por
exemplo a energia eólica tem como desvantagem a emissão de ruídos e a
mortandade de pássaros originários das respectivas regiões, já a energia solar
ainda se depara com o alto custo de suas instalações e mão de obra
47
especializada, mas mesmo com essas evidências em desvantagens, com certeza
ainda são menos impactantes para o meio ambiente do que as tradicionais.
As pressões ambientais impulsionaram o mundo em busca de soluções
lucrativas e ecologicamente corretas para o suprimento de energia elétrica. O
crescimento da energia alternativa no mundo tem sido uma resposta da sociedade
em prol da qualidade de vida e um basta á destruição e desrespeito ao meio
ambiente.
Percebe-se que ainda existe um entrave, no que diz respeito a essa
transição de métodos de captação de energia, mais precisamente ao processo de
adequação a cada método específico, o que causa um certo desconforto nos que
já estão estabelecidos no mercado de energia elétrica.
Com muita boa vontade política e educação ambiental de base,
conseguiremos dar um grande passo nessa questão tão importante como a
preservação do meio ambiente, que certamente trará vários benefícios a nossa
humanidade e ao nosso planeta.
capítulo VI, artigo 225 da Constituição da República Federativa do Brasil
(CRFB):
“Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado,
bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida,
impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendêlo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações.” (CRFB,
1989).
48
BIBLIOGRAFIA
TOLMASQUIM, Alternativas Energéticas Sustentáveis no Brasil p.179.
Editora Relume Dumará 2004.
Maurício Tiomno Tolmasquim.
GELLER, Revolução Energética, Políticas para um futuro sustentável.p.15-31
Editora Relume Dumará 2003
Howard Steven Geller, Maria Vidal Barbosa, Marcio Edgar Schuler.
COMETA, Energia Solar, utilização e empregos práticos.
Editora Hemus.
Emílio Cometa.
GLOBAL ENERGY PERSPECTIVES
NEBOJSA NAKICENOVIC, ARNULF GRUBLER E ALAN MC DONALD,1998
Editora Cambridge
Área MEIO AMBIENTE Idioma INGLÊS Número de páginas 300 Edição 1998
ISBN 0521645697 EAN 9780521645690
GELLER, H. S. Revolução energética: políticas para um futuro sustentável.
Rio de Janeiro: Relume Dumará, 2003. p.299
Capítulo VI, artigo 225 da Constituição da República
Federativa do Brasil (CRFB):
49
WEBGRAFIA
SILVA, Fabiano Ionta Andrade
Análise da evolução dos indicadores de intensidade energética do gênero química
do Brasil – 1996 a 2005. / Fabiano Ionta Andrade Silva. — Santo André:
Universidade Federal do ABC, 2009.
Dissertação (Mestrado) — Universidade Federal do ABC, Centro de Engenharia,
Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas, Programa de Pós-graduação em
Planejamento e Operação de Sistemas de Energia, 2009.
http://planetasustentavel.abril.com.br/noticia/educacao/conteudo_224740.shtml
29/01/11 p.1
http://www.cresesb.cepel.br/index.php?link=/tutorial/tutorial_solar.htm
29/01/11 p.1
Centro de referência para energia solar e eólica Sérgio de Salvo Brito.
PALZ, Wolfang. Energia Solar e Fontes Alternativas. São Paulo: Hemus, 2002.
SEMINÁRIO SOBRE OS DESAFIOS E OPORTUNIDADES PARA O MERCADO
DE ENERGIA RENOVÁVEIS, 1., 2008, São Paulo. Brasil: Vento, energia e
Investimento. São Paulo. Conselho Global de Energia Eólica, 2008.
Fonte: http://www.webartigos.com/articles/21159/1/FONTES-DE-ENERGIARENOVAVEIS-E-SEUS-PRINCIPAIS-BENEFICIOS-PARA-A-HUMANIDADE/pagina1.html#ixzz17efIcoIW
http://www.cresesb.cepel.br/index.php?link=/tutorial/tutorial_solar.htm
50
ÍNDICE
FOLHA DE ROSTO
02
AGRADECIMENTO
03
DEDICATÓRIA
04
RESUMO
05
METODOLOGIA
06
SUMÁRIO
07
INTRODUÇÃO
08
CAPÍTULO I – REVOLUÇÃO ENERGÉTICA
1.1 – Perspectivas energéticas atuais e suas implicações
14
1.2 – Custos exorbitantes
15
1.3 – Poluição local e regional do ar
16
1.4 – Aquecimento global
19
1.5 – Impactos de segurança
22
CAPÍTULO II – ENERGIA EÓLICA
2.1 – Funcionamento da energia eólica
24
2.2 – Definição
27
2.3 – Evolução histórica e o meio ambiente
28
2.4 – Fatores históricos do uso de energia eólica
29
2.5 – Empecilhos para instalação
31
2.6 – Energia Eólica no Brasil: perspectivas
32
51
2.7 – Energia Eólica no Mundo
33
CAPÍTULO III – ENERGIA SOLAR
3.1 – Definição
36
3.2 – Características da energia solar
37
3.3 – Conhecendo o Sol
38
3.4 – Vantagens e desvantagens da energia solar
41
3.5 – Benefícios da energia solar para a humanidade
41
3.6 – Energia solar fotovoltaica
42
CONCLUSÃO
46
BIBLIOGRAFIA
48
WEBGRAFIA
49
52
Ref monografia
Pág12
Pág19
Pág 14