O hidrogénio é em várias perspetivas um combustível perfeito, pois é abundante, eficiente e não[…]
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Energia do Hidrogénio
O hidrogénio é em várias perspetivas um combustível perfeito, pois é abundante, eficiente e não[…]
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Energia Hidráulica
A produção da energia hidráulica acontece principalmente através de centrais hidroelétricas estando associadas a barragens.[…]
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Energia do Hidrogénio
O hidrogénio é em várias perspetivas um combustível perfeito, pois é abundante, eficiente e não produz qualquer emissão quando utilizado enquanto combustível, não é toxico, não é um gás de estufa e pode ser produzido a partir de recursos naturais.
Muitos estudos defendem que poderá o derradeiro substituto do petróleo e simultaneamente reduzir as emissões de gases de estufa.
Utilizado em motores de combustão interna e em células combustíveis, a utilização do hidrogénio tem vindo a ganhar destaque, e as células combustíveis têm uma eficiência bastante alta comparativamente com os motores de combustão interna, sendo estas mais utilizadas na conversão de hidrogénio para energia.
Estas células são consideradas a energia do futuro e uma tecnologia muito promissora, atualmente são utilizadas em centrais de produção de energia com potências reduzidas, aposta-se na produção local, para se poupar no investimento da construção de linhas de transporte de energia, na sua proteção e de equipamentos auxiliares bem como da manutenção de infraestruturas, os custos d exploração são baixos, pois são reduzidas em linhas nos transformadores.
Vantagens
As vantagens das células de combustível são imensas, pode converter mais do que 90% de energia num combustível em energia elétrica e calor, enquanto que as células de combustível mais antigas, de ácido fosfórico apresentavam uma eficiência d mais ou menos 42%, com elevada produção de calor.
As centrais de produção de energia podem ser feitas junto aos pontos de fornecimento reduzindo assim os custos de transporte e as perdas energéticas na sua rede de distribuição, geram eletricidade e vapor de água quente, por não terem partes móveis, estas células mostram maiores níveis de confiança quando comparadas a motores de combustão interna e turbinas de combustão, irão substituir os combustíveis fósseis nas centrais termoelétricas melhorando a qualidade de ar e reduzindo o consumo de água e a descarga de água residual.
As emissões destas centrais são dez vezes menores do que as normas ambientais exigem, produzem um nível baixíssimo de dióxido de carbono, a sua natureza permite a eliminação das fontes de ruídos associadas a sistemas convencionais de produção de energia.
A flexibilidade do planeamento, incluindo a sua modulação, traz benefícios financeiros e estratégicos para estas unidades de células e para os consumidores.
Podem ser desenvolvidas para funcionarem através de gás natural, gasolina ou outros combustíveis fáceis de transportar, possuem um elevado potencial de desenvolvimento.
Desvantagens
As células de combustível também trazem desvantagens, como a necessidade de utilização de metais nobres, como a platina que é um dos metais mais caros e mais raros do planeta.
O custo atual é elevado em comparação com outras fontes de energia convencional, a corrente de alimentação deve ter um nível de pureza bastante elevado de forma a não contaminar o catalisador, o transporte do hidrogénio e os custos associados, e por fim o interesse económico das indústrias de combustíveis fósseis e dos países industrializados.
Energia Geotérmica
Energia geotérmica, como o nome indica é o calor que vem do interior da terra, é considerada uma das energias mais limpas e fiáveis das energias renováveis utilizáveis.
O calor terrestre existe nas camadas inferiores da terra, mas em algumas zonas está presente em zonas mais à superfície o que torna mais fácil a sua utilização.
O calor é trazido para perto da superfície devido aos movimentos da crosta terrestre, por intrusão do magma fundido e pela circulação de águas subterrâneas que formam reservatórios de água quente sob pressão.
Como funciona
Existem três formas de utilizar energia geotérmica, utilização direta, centrais geotérmicas e bombas de calor geotérmicas.
A utilização direta baseia-se em reservatórios geotérmicos a temperaturas moderadas, que podem ser aproveitados para fornecer calor, aquecimento, para termas e aplicações comerciais.
As centrais geotérmicas, basicamente é o aproveitamento dos fluidos geotérmicos em altas temperaturas utilizados para fazer trabalhar uma turbina que produz energia elétrica.
A energia geotérmica é conseguida através da perfuração de poços de forma a chegar a reservatórios, depois conduzem os vapores da água quente ate as turbinas das centrais geotérmicas.
Por fim convertem a energia térmica em energia elétrica.
Bombas de calor geotérmico, o aquecimento e arrefecimento dos sistemas geotérmicos funcionam através do bombeamento da água de um tubo que se encontra inserido no solo, e devido a diferença de temperatura do subsolo, aquece ou arrefece a água, e por fim o ar dentro de edifícios.
Além de ser uma energia renovável, e não um combustível fóssil, este tipo de sistema usa menos 70% de energia para desempenhar o mesmo que o sistema convencional de aquecimento e refrigeração e até menos 50% que um novo sistema.
Vantagens
As vantagens da energia geotérmica passa por ser menos poluente, sendo uma alternativa fiável, pois evita o uso de combustíveis fósseis, é apenas necessário uma pequena parte do solo para construir estas centrais geotérmicas, a energia geotérmica pode ser utilizada 24 horas por dia ou contrário de outras energias renováveis como a energia eólica e solar, visto que as centrais geotérmicas têm níveis baixos de custo, o preço da sua eletricidade também não é elevado, esta energia é praticamente inesgotável, e como as outras energias renováveis faz com que diminua o consumo dos combustíveis convencionais.
Desvantagens
As desvantagens passam por, se não for aplicada em pequenas zonas ondo o calor se encontra perto da superfície, então a perfuração dos solos pode ser dispendiosa, os anti gelificantes usados em zonas frias são poluentes, apesar de possuírem uma baixa toxicidade, e apesar da manutenção da bomba de sucção ser barata, o custo inicial é elevado e o custo da manutenção dos canos também é um pouco elevado.
Em Portugal, é nos Açores que a exploração da energia geotérmica é maior devido a sua localização na fronteira das placas, existem centrais em diversas ilhas, tendo um papel fundamental no desenvolvimento da região pois não estão ligadas à rede europeia de eletricidade.
Nas ilhas, ao contrário do continente apenas se aproveita esta energia para o aquecimento de edifícios.
Energia eólica
A energia eólica é uma energia renovável e limpa, não produz poluentes, esta surgiu de forma mais acentuada na década de 70, durante a crise do petróleo.
Durante essa época devido ao medo da escassez do petróleo procurou-se outras fontes de energia, levando por fim a energia eólica.
Desde a antiguidade que a força do vento é utilizada, por exemplo na impulsão de barcos, moinhos que trabalhavam com a força do vento para moer grãos ou bombear água.
Como funciona
Nos dias de hoje a energia eólica é utilizada na produção de eletricidade essencialmente, esta transformação acontece através de aerogeradores que são colocados estrategicamente em zonas ventosas, em maiores altitudes.
O vento forte faz com que as pás rodem a turbina, um aerogerador comunica com um eixo central, que está acoplado a uma caixa multiplicadora onde a velocidade de rotação é aumentada.
Um conjunto de aerogeradores tem um nome de parque eólico, são utilizados para produzir energia elétrica, e destina-se a alimentar localidades remotas e distantes de redes de transmissão.
Vantagens
A utilização da energia eólica tem imensas vantagens como por exemplo, o fato de ser inesgotável, não emite gases poluentes para o ar nem gera resíduos, e diminui a emissão de gases de efeito de estufa, os parques eólicos são compatíveis com outras utilizações como a agricultura e a criação de gado, criam emprego, geram investimento em zonas desfavorecidas, trazem benefícios financeiros, reduz a dependência dos combustíveis fósseis, poupa-se porque se respeita protocolos logo não existem penalizações no que toca a emissão de dióxido de carbono, é uma das fontes de energia mais barata e em termos de rentabilidade compete com outras fontes de energia, os aerogeradores não necessitam de combustível e só é necessário manutenção de 6 em 6 meses.
Por fim, num espaço de 6 meses um aerogerador recupera energia gasta no seu fabrico, instalação e manutenção, tendo uma excelente rentabilidade.
Desvantagens
As principais desvantagens da energia eólica, é a intermitência do vento, ou seja, não se controla o vento e como tal, nem sempre este sopra quando é necessário, tornando-se difícil a sua integração na produção, é ultrapassado pela técnica da bomba hidroelétrica e pelas pilhas de combustível, provoca impacto visual, apesar de não ser uma opinião unanime, cria impacto nas aves locais, podendo alterar os seus comportamentos de migração, e por fim o impacto sonoro, o vento ao bater nas pás cria um ruído constante, as habitações devem estar pelo menos a 200 metros de distância.
Devido as metas ambientais traçadas para cada país, são cada vez mais os países que apostam em energias renováveis, sendo a energia eólica um alvo a ter em atenção.
A nível global representa um crescimento de 25% por ano, e não apenas a Europa, mas vários países, mais de 80, apostam neste tipo de energia para produção de eletricidade.
Energia Solar
História
A tecnologia solar térmica pode ser usada para aquecimento de água, refrigeração do ambiente e geração de calor, ventilação, para cozinhar, no tratamento de água, energia elétrica, fotovoltaica, entre outros.
O pioneiro no que toca a utilização da energia solar foi Frank Shuman, que em 1897, construiu um motor que funcionava através da energia solar.
Este motor refletia a energia solar para caixas pretas com éter, que possui um ponto de ebulição mais baixo que a água, o éter ao evaporar, esse vapor alimentava o vapor que por sua vez trabalhava.
A energia solar é captada através dos recursos materiais, como por exemplo painéis fotovoltaicos, formados por células fotovoltaicas que transformam a energia solar em energia elétrica, térmica ou mecânica.
Este tipo de energia pode ser utilizado para imensos fins, mas a maioria aplica em aquecimento de água.
A utilização da energia solar começou a ser levada mais a sério quando foi anunciado que os recursos não naturais iriam esgotar-se, assim mesmo que modificados, a utilização dos recursos naturais aumentou, de forma a manter o consumo de energia sem danificar o ambiente.
Atualmente existe o método direto e indireto para a captura da energia solar, e cada uma delas possui vantagens e desvantagens.
O método direto implica que exista apenas uma transformação entre a energia captada, e no método indireto, existem várias transformações até que a energia utilizável surja.
Como Funciona
O funcionamento de um sistema de energia solar requer alguns cuidados e materiais essenciais.
Para o sistema de energia funcionar são necessárias três partes essenciais, o painel solar para captar energia solar, o depósito de água para armazenar a que vai ser aquecida e o sistema de apoio para complementar a energia solar captada.
A forma como funciona é bastante simples, a radiação atinge o painel, fica armazenada no seu interior, é absorvida pela placa convertendo assim os raios solares em calor, que é conduzido através dos tubos do sistema que contém água, acabando num armazenamento de água onde vai ficar depositado.
Existem diferentes sistemas com configurações diferentes, mas o funcionamento é quase o mesmo e o objetivo é sempre o mesmo, captação de energia solar, e transformar em energia elétrica, mecânica ou térmica.
Em Portugal
Em Portugal existe duas centrais de grande dimensão, e várias mais pequenas.
Uma das maiores é a central fotovoltaica Hércules que está localizada na freguesia de Brinches no concelho de Serpa, uma das localidades mais ensolaradas de toda a Europa.
São cerca de 52 mil painéis fotovoltaicos de xílico monocristalino de alto rendimento, espalhados por um total de 64 hectares, possuem a capacidade de fornecer energia elétrica a mais ou menos 8 mil lares e evita-se a emissão de 19 mil toneladas de dióxido de carbono por ano.
A outra central de grande dimensão é a central solar fotovoltaica de Amareleja, que fornece energia elétrica a 30 mil lares, evitando-se a emissão de cerca 86 mil toneladas de dióxido de carbono por ano, esta central começou a funcionar na sua totalidade em 2008.
Vantagens
A energia solar não é poluente durante o uso, a poluição criada no fabrico dos equipamentos é controlada, as centrais necessitam de manutenção mínima. O custo vai baixando e a sua capacidade vai aumentando, por isso economicamente é cada vez mais viável.
Desvantagens
Por outro lado, também possui desvantagens, existem variações de quantidade de energia produzida mediante as situações climatéricas, durante a noite não é produzida energia o que obriga a existência de locais de armazenamento de energia, locais em médias e altas latitudes sofrem uma queda brusca de produção durante os meses de inverno devido a pouca disponibilidade de luz solar, comparando a combustíveis fósseis como o carvão o petróleo e o gás, e a energia hidráulica, a energia solar é pouco eficiente, e os painéis solares têm um rendimento de 25%, apesar do valor ter vindo a aumentar ao longo dos anos.
Biomassa
No que toca a criação de energia, o termo biomassa junta todos os derivados recentes de organismos vivos que são utilizados como combustíveis fósseis para a produção de desses mesmos combustíveis.
Do ponto de vista ecológico, biomassa é o total da quantidade da matéria viva animal e vegetal existente num ecossistema.
Basicamente podemos dizer que biomassa designa-se por, todos os resíduos sólidos naturais e resíduos resultantes do uso humano, como subprodutos da pecuária, agricultura, etc.
Por fim, os resíduos sólidos biodegradáveis do lixo doméstico também podem são considerados como biomassa.
História
O grande salto da utilização da biomassa deu se durante a revolução industrial, antes disso o ser humano adquiria energia através do fogo, cuja descoberta levou a explorações de minerais e metais, a madeira também foi durante muito tempo a principal fonte energética, ate o século XIX, com a tecnologia a vapor, onde a biomassa passou a ter um papel primordial na obtenção da energia mecânica.
Durante muito tempo a lenha foi a principal fonte energética, e no Brasil atingiu mesmo a marca dos 40% de produção energética o que para a Natureza é muito mau, sendo uma das principais causas da desflorestação das florestas tropicais.
Usina
Uma usina de biomassa funciona por exemplo através da mistura de excrementos de animais e restos de alimentos misturadas com água dentro de um alimentador de um biodigestor, que através da ação das bactérias, decompõem o lixo, transformando-o em gás metano e adubo, por fim esse gás metano é usado para alimentar um gerador ou aquecedor, e o adubo como fertilizante.
Florestas energéticas
Uma floresta energética é uma floresta de curta duração, com um grande número de árvores por hectare com o objetivo da produção de biomassa, através da lenha, do carvão vegetal, entre outros, e essa conversão energética pode ser térmica ou elétrica.
O objetivo ao criar este tipo de floresta é minimizar o impacto sobre as florestas naturais e as árvores mais utilizadas para estas florestas são o eucalipto e a acácia.
Os produtos resultantes da biomassa podem ser o bio óleo, que é um líquido negro resultante do processo de pirólise e que o seu uso se destina principalmente ao aquecimento e a geração de energia elétrica, o metano, que é obtido juntamente com o dióxido de carbono através da decomposição de materiais como resíduos alimentares e excrementos de animais, bio gasolina, que é um substituto da gasolina, mas com origem vegetal.
Devido ao uso em larga escala da biomassa, grandes impactos ambientais acontecem, como a destruição da fauna e da flora, podendo mesmo levar à extinção de alguns animais e plantas, contaminando o solo e a água.
Vantagens
As vantagens da utilização da energia da biomassa são o fato de ser uma energia renovável, é pouco poluente, é altamente fiável e existe resposta para a sua procura, a biomassa sólida é bastante barata, e as suas cinzas são pouco agressivas para o ambiente, e verifica-se muito pouca corrosão nos equipamentos.
Desvantagens
As suas desvantagens, são a desflorestação das florestas, a destruição de habitats, o poder calorífico não é o melhor comparando com outros combustíveis, os biocombustíveis líquidos contribuem para a formação de chuvas ácidas, e existe dificuldade no transporte e no armazenamento de biomassa sólida.
Energia Hidráulica
A produção da energia hidráulica acontece principalmente através de centrais hidroelétricas estando associadas a barragens.
As centrais utilizam as diferenças de nível de água entre a albufeira e o rio, fazendo rodar as turbinas e os geradores, transformando esta força em energia.
Este processo é considerado um dos processos mais eficientes e menos poluente, e incorpora vertentes das energias renováveis e sustentáveis.
Vantagens
A energia hidráulica tem imensas vantagens como por exemplo, o fato de ser renovável, ou por outras palavras, não se esgota, é bastante fiável, o custo da sua produção é baixo, existe um gasto significativo para construir as barragens, mas no após os gastos são baixos, não é poluente, auxilia no desenvolvimento local, e ainda pode ser uma forma de abastecimento local para regadios.
Desvantagens
Da mesma forma que existe vantagens, também existem desvantagens, sendo elas, erosão do solo, afetando a vegetação local, pode provocar o deslocamento das populações ribeirinhas e o alargamento da terra, as construções das barragens exigem grandes reservatórios de água o que provoca alterações nos ecossistemas, e ainda existem custos elevados na sua construção.
História
Os primeiros a utilizarem este tipo de energia foram so gregos e os romanos, utilizando moinhos para moer milho, e ao longo do tempo as fábricas foram evoluindo, assim como as rodas de água e a energia foi começada a ser utilizada para outros fins.
No fim da idade média, com as descobertas feitas pelos árabes do norte de África, a energia hidráulica foi evoluindo, as rodas de água foram utilizadas cada vez mais, com o objetivo de regarem campos, e recuperarem pântanos.
No final do século XIX ocorreu um grande progresso, enquanto decorria o inicio da segunda revolução industrial, a roda hidráulica cedeu o seu lugar a turbina hidráulica.
A turbina é uma máquina construída por uma roda pivotante sobre um eixo, e veio a desenvolver-se ao longos dos anos, tornando-se mais refinada e funcional.
Esta acabou por vir melhorar a eficiência de conversão da energia potencial da água em energia cinética rotacional aplicada no eixo.
Em Portugal
Em Portugal, existe uma grande aposta neste tipo de energia porque o país tem um imenso número de cursos de água, só no rio Tejo existe mais de 30 barragens em todo o seu curso em território português.
Usina Hidroelétrica
Uma usina hidroelétrica é constituída por um reservatório, também conhecido por represa ou lago artificial, é originado através da barragem.
A represa é o que controla e previne que o reservatório transborde, permitindo o seu escoamento.
O Duto, ou, sistema de captação da água, é um canal por onde a água do reservatório se desloca em grande pressão para a usina geradora, onde será gerada a energia.
A usina geradora é composta por várias turbinas e geradores hidráulicos.
As turbinas são constituídas por pás montadas em redor de um eixo, e giram devido a pressão da água formando assim um movimento circular que vai produzir corrente elétrica.
O gerador situa-se acima das turbinas e é composto por íman, é no gerador que se vai criar a corrente elétrica.
Transformador é onde a energia depois de gerada é conduzida através de cabos ou barras dos terminais do gerador até a subestação.
Canal de fuga é onde a água depois de utilizada para movimentar as turbinas vai, é o leito natural do rio.