Download - Vantagens e Desvantagens Da Energia Solar
INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO KATANGONJI
ISPKA
IMPORTÃNCIA DA ENERGIA SOLAR
VANTAGENS E DESVANTAGENS
Nome: Domingos Pedro Pilartes da Silva
Ano: 1º
Curso: Engenharia Mecânica
Sala Nº 1.4
Período: Manhã
Docente
LUANDA, 2015
INTRODUÇÃO A ENGENHÁRIA
IMPORTÃNCIA DA ENERGIA SOLAR
VANTAGENS E DESVANTAGENS
Nome: Domingos Pedro Pilartes da Silva
Ano: 1º
Curso: Engenharia Mecânica
Sala Nº 1.4
Período: Manhã
Docente
LUANDA, 2015
Índice
Introdução...................................................................................................................................3
Capitulo I – Fundamentação Teórica......................................................................................4
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INTRODUÇÃO A ENGENHÁRIA
1.1 Energia Solar e sua Importância...................................................................................5
1.1.1 Tipos de Energia Solar...............................................................................................6
1.2 Uso no mundo.................................................................................................................7
1.3 Sua Vantagens e Desvantagens..................................................................................8
1.3.1 Vantagens da Energia Solar......................................................................................9
1.3.2 Desvantagens da energia solar.................................................................................9
Conclusão.................................................................................................................................11
Bibliografia................................................................................................................................12
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Introdução
Na atualidade, grandes esforços estão sendo canalizados para a busca
de novas alternativas para a geração de energia sustentável. Isto se dá, por
conta do desenvolvimento tecnológico e crescimento populacional, o que
demanda uma grande necessidade de energia, pois, no decorrer dos anos esta
pode se esgotar.
O presente trabalho surge no âmbito de compreender mais sobre a
energia solar e sua importância, vantagem e desvantagem em nossas vidas.
O trabalho esta organizada por um único capitulo, que fundamenta o
tema em questão, finalizando com uma conclusão bem como as fontes
bibliográficas utilizadas.
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Capitulo I – Fundamentação Teórica
Energia solar é um termo que se refere à energia proveniente da luz e
do calor do Sol. É utilizada por meio de diferentes tecnologias em constante
evolução, como o aquecimento solar, a energia solar fotovoltaica, a energia
heliotérmica, a arquitetura solar e a fotossíntese artificial.
Tecnologias solares são amplamente caracterizadas como ativas ou
passivas, dependendo da forma como captura, converte e distribui a energia
solar. Entre as técnicas solares ativas estão o uso de painéis fotovoltaicos e
coletores solares térmicos das usinas heliotérmicas, para aproveitar a energia.
Entre as técnicas solares passivas estão a orientação de um edifício para o
Sol, a seleção de materiais com massa térmica favorável ou propriedades
translúcidas e projetar espaços que façam o ar circular naturalmente.
No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410
W/m² de energia, medição feita numa superfície normal (em ângulo reto) com o
Sol. Disso, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é
reflectido pelas nuvens. Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da
energia solar está na forma de luz visível e luz ultravioleta. As plantas utilizam
diretamente essa energia no processo de fotossíntese. Nós usamos essa
energia quando queimamos lenha ou combustíveis minerais. Existem técnicas
experimentais para criar combustível a partir da absorção da luz solar em uma
reação química de modo similar à fotossíntese vegetal - mas sem a presença
destes organismos. A radiação solar, juntamente com outros recursos
secundários de alimentação, tal como a energia eólica e das ondas, hidro-
electricidade e biomassa, são responsáveis por grande parte da energia
renovável disponível na terra. Apenas uma minúscula fracção da energia solar
disponível é utilizada.
Em 2011, a Agência Internacional de Energia disse que "o
desenvolvimento de tecnologias de fontes de energia solar acessíveis,
inesgotáveis e limpas terá enormes benefícios a longo prazo. Ele vai aumentar
a segurança energética dos países através da dependência de um recurso
endógeno, inesgotável e, principalmente, independente de importação, o que
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aumentará a sustentabilidade, reduzirá a poluição, reduzirá os custos de
mitigação das mudanças climáticas e manterá os preços dos combustíveis
fósseis mais baixos. Estas vantagens são globais. Sendo assim, entre os
custos adicionais dos incentivos para a implantação precoce dessa tecnologia
devem ser considerados investimentos em aprendizagem; que deve ser gasto
com sabedoria e precisam ser amplamente compartilhados".
1.1 Energia Solar e sua Importância
A Terra recebe 174 petawatts (GT) de radiação solar (insolação) na zona
superior da atmosfera. Dessa radiação, cerca de 30% é reflectida para o
espaço, enquanto o restante é absorvido pelas nuvens, mares e massas
terrestres. O espectro da luz solar na superfície da Terra é mais difundida em
toda a gama visível e infravermelho e uma pequena gama de radiação
ultravioleta.
A superfície terrestre, os oceanos e atmosfera absorvem a radiação
solar, e isso aumenta sua temperatura. O ar quente que contém a água
evaporada dos oceanos sobe, provocando a circulação e convecção
atmosférica. Quando o ar atinge uma altitude elevada, onde a temperatura é
baixa, o vapor de água condensa-se, formando nuvens, que posteriormente
provocam precipitação sobre a superfície da Terra, completando o ciclo da
água. O calor latente de condensação de água aumenta a convecção,
produzindo fenómenos atmosféricos, como o vento, ciclones e anti-ciclones. A
luz solar absorvida pelos oceanos e as massas de terra mantém a superfície a
uma temperatura média de 14 °C.5 A fotossíntese das plantas verdes converte
a energia solar em energia química, que produz alimentos, madeira e biomassa
a partir do qual os combustíveis fósseis são derivados.
O total de energia solar absorvida pela atmosfera terrestre, oceanos e as
massas de terra é de aproximadamente 3.850.000 exajoules (EJ) por ano.
A energia solar pode ser aproveitado em diferentes níveis em todo o
mundo. Consoante a localização geográfica, quanto mais perto do equador,
mais energia solar pode ser potencialmente captada.
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As áreas de deserto, onde as nuvens são baixas e estão localizadas em
latitudes próximas ao equador são mais favoráveis à captação energia solar.Os
desertos que se encontram relativamente perto de zonas de maior consumo
em países desenvolvidos têm a sofisticação técnica necessária para a captura
de energia solar. Realizações cada vez mais importantes como o Deserto de
Mojave (Califórnia), onde existe uma planta termosolar com uma capacidade
total de 354 MW.
De acordo com um estudo publicado em 2007 pelo Conselho Mundial da
Energia, em 2100, 70% da energia consumida será de origem solar.
1.1.1 Tipos de Energia Solar
Os principais métodos de captura da energia solar classificam-se
em diretos ou indiretos:
Direto significa que há apenas uma transformação para fazer da
energia solar um tipo de energia utilizável pelo homem. Exemplos:
A energia solar atinge uma célula fotovoltaica criando eletricidade. (A
conversão a partir de células fotovoltaicas é classificada como direta, apesar de
que a energia elétrica gerada precisará de nova conversão - em energia
luminosa ou mecânica, por exemplo - para se fazer útil.)
A energia solar atinge uma superfície escura e é transformada em calor,
que aquecerá uma quantidade de água, por exemplo - esse princípio é muito
utilizado em aquecedores solares.
Indireto significa que precisará haver mais de uma transformação
para que surja energia utilizável.
A energia solar é concentrada através de coletores solares, criando
energia térmica no receptor e em um segundo passo, energia elétrica através
de um ciclo térmico convencional.
Também se classificam em passivos e ativos:
Sistemas passivos são geralmente diretos, apesar de envolverem
(algumas vezes) fluxos em convecção, que é tecnicamente uma
conversão de calor em energia mecânica.
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Sistemas ativos são sistemas que apelam ao auxílio de
dispositivos elétricos, mecânicos ou químicos para aumentar a
efetividade da coleta. Sistemas indiretos são quase sempre
também ativos.
1.2 Uso no mundo
A distribuição diária média entre 1991-1993 da energia solar recebida
pela Terra ao redor do Mundo. Os círculos pretos representam a área
necessária para suprir toda a demanda de energia do planeta Terra.
Em 2009 a capacidade instalada mundial de energia solar era de 2,6
GW, cerca de 18% da capacidade instalada de Itaipu. Os principais países
produtores, curiosamente, estão situados em latitudes médias e altas. O maior
produtor mundial era o Japão (com 1,13 GW instalados), seguido da Alemanha
(com 794 MWp) e Estados Unidos (365 MW)16 .
Começou a funcionar em 27 de Março de 2007 a Central Solar
Fotovoltaica de Serpa (CSFS), na altura a maior unidade do gênero do Mundo.
Fica situada na freguesia de Brinches, Alentejo, Portugal, numa das áreas de
maior exposição solar da Europa. Tem capacidade instalada de 11 MW,
suficiente para abastecer cerca de oito mil habitações.
Entretanto está projetada e já em fase de construção outra central com
cerca de seis vezes a capacidade de produção desta, também no Alentejo,
em Amareleja, concelho de Moura.
Muito mais ambicioso é o projeto australiano de uma central de 154 MW,
capaz de satisfazer o consumo de 45 000 casas. Esta se situará em Victoria e
prevê-se que entre em funcionamento em 2013, com o primeiro estágio pronto
em 2010. A redução de emissão de gases de estufa conseguida por esta fonte
de energia limpa será de 400 000 toneladas por ano.
Em Março de 2013, foi inaugurada nos Emirados Árabes Unidos a maior
central fotovoltaica no mundo, com uma capacidade de 100 megawatts e um
custo de 600 milhões de dólares, permite fornecer energia a 20.000 casas. O
seu parque solar é formado por grandes parabólicas de sensores espelhados,
cobrindo uma superfície equivalente a 285 estádios de futebol. O parque está
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instalado em pleno deserto de Madinat Zayed, na região ocidental do país, a
cerca de 120 quilómetros a sudoeste de Abu-Dhabi, uma das regiões mais
ensolaradas e quentes do mundo.
1.3 Sua Vantagens e Desvantagens
Além do uso progressivo da energia solar residencial, existe cada vez
mais a sua utilização na produção de energia elétrica a grande escala através
de parques e usinas solares, em todo o mundo.
O mundo evolui cada vez mais rápido a nível tecnológico, foram
introduzidas nos últimos anos uma séria de novas tecnologias no
aproveitamento de energias renováveis como é o caso da energia solar térmica
e fotovoltaica.
A energia solar é a energia produzida pelo Sol e é convertida em energia
útil por seres humanos, quer para a produção de electricidade ou de calor algo
(como as suas principais aplicações). Anualmente, o Sol produz 4 milhões de
vezes mais energia do que consumimos, para o seu potencial é ilimitado.
Para se ter uma ideia, em apenas um segundo o sol produz mais
energia (internamente) que toda energia usada pela humanidade desde o
começo dos tempos.
Uma outra forma de se exprimir esta imensa grandeza energética, basta
dizer que a energia que a terra recebe por ano vinda do sol, representa mais
que 15000 vezes o consumo mundial anual de energéticos.
15% da energia emitida pelo sol que chega a terra é reflectida de volta
para o espaço. Outros 30% são perdidos na evaporação da água a qual sobe
para a atmosfera produzindo chuva. A energia solar é também absorvida pelas
plantas, pela terra e oceanos. A energia restante, para manter o equilíbrio
energético do planeta, deve então ser emitida sob a forma de radiação térmica.
Considerando que a energia solar está disponível de forma
absolutamente gratuita, pergunta-se por que é seu aproveitamento ainda é tão
limitado? O problema é que a energia solar apresenta-se sob a forma
disseminada e a sua captação, pelo menos para potências elevadas, requer
instalações complexas e dispendiosas.
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O aproveitamento da energia solar poderá em teoria e a longo prazo
tornar-se como a grande solução para todos os problemas energéticos da
nossa sociedade, apesar de todas as vantagens aparentes possui também
desvantagens no decorrer do seu aproveitamento.
1.3.1 Vantagens da Energia Solar
A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente
da fabricação dos equipamentos necessários para a construção
dos painéis solares é totalmente controlável utilizando as formas
de controlo existentes actualmente.
As centrais necessitam de manutenção mínima.
Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo
tempo que seu custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a
energia solar uma solução economicamente viável.
A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil
acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a
enormes investimentos em linhas de transmissão.
Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é
viável em praticamente todo o território, e, em locais longe dos
centros de produção energética sua utilização ajuda a diminuir a
procura energética nestes e consequentemente a perda de
energia que ocorreria na transmissão.
1.3.2 Desvantagens da energia solar
Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a
situação climatérica (chuvas, neve), além de que durante a noite
não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios
de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais
onde os painéis solares não estejam ligados à rede de
transmissão de energia.
Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova
Zelândia e Sul da Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de
produção durante os meses de Inverno devido à menor
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disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente
cobertura de nuvens (Londres), tendem a ter variações diárias de
produção de acordo com o grau de nebulosidade.
As formas de armazenamento da energia solar são pouco
eficientes quando comparadas por exemplo aos combustíveis
fósseis (carvão, petróleo e gás), e a energia hidroeléctrica (água).
Os painéis solares têm um rendimento de apenas 25%.
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Conclusão
Em suma, podemos concluir que a energia solar é muito importante para
o mundo moderno, pois polui menos a terra. Por outro lado a energia solar está
disponível de forma absolutamente gratuita, o que leva a criação de
equipamentos para o seu aproveitamento.
Também pudemos ver que muitos dos países do mundo estão a criar
condições para melhor aproveitar essa energia, como no caso do brasil,
estados unidos, Emirados Árabes e outros.
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Bibliografia
Lopez, Ricardo Aldabo. Energia Solar - Editora: Artliber
Walisiewicz, Marek Energia Alternativa - Solar, Eólica, Hidrelétrica e de
Biocombustíveis - Série Mais Ciência. Editora: Publifolha
BEZERRA, ARNALDO MOURA. Aplicações Práticas de Energia Solar
Editora: Nobel
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