ENERGIA, fator primordial para o desenvolvimento das civilizações, desde às mais remotas até a contemporaneidade.
Mas o que entendemos por ENERGIA? Na maioria das vezes quando se pronuncia a palavra ENERGIA somos intuitivamente levados a pensar na energia elétrica, isto é a energia que estamos acostumados a usar no nosso dia a dia e que como num passe de mágica faz funcionar os nossos eletrodomésticos, com um simples apertar de uma tecla de um comando remoto ou de um elementar interruptor.
Dela conhecemos apenas os seus efeitos através de uma lâmpada ou de um aquecedor, de um chuveiro elétrico ou do movimento das pás de um ventilador ou do ar refrigerado de um aparelho de ar condicionado que retira o calor do ambiente.
Dificilmente questionamos como ela e gerada, como chega até os nossos lares, às indústrias, à via pública aos letreiros luminosos espalhados aos montes pela cidade ou mais recentemente nas mais diferentes informações e imagens que nos chegam através da internet, do rádio, da televisão etc.
Mas será que energia é apenas isto? Na verdade não! O conceito de energia é bem mais amplo e depende basicamente do enfoque a ser dado.
A palavra energia pode representar, por exemplo, um estado de espírito, a capacidade de realizar um trabalho, o trabalho armazenado nas moléculas de um corpo, um estado de transição da matéria, etc.
O conceito de Energia pode ainda ser filosófico – vigor, atividade, força moral, virtude.
Por outro lado a Energia pode ainda ser entendida como um estado de repouso ou de movimento de um corpo, segundo um plano tomado como referência no campo gravitacional da Terra.
Finalmente, a Energia pode ainda ser encarada sob as mais diferentes manifestações como por exemplo, na força de coesão dos átomos da matéria, nos cursos de água, no movimento das marés, na ação dos ventos, nos combustíveis fósseis, nos vegetais, na combustão da matéria, na força muscular dos homens e dos animais, na atração gravitacional, no calor próprio da Terra, nas emanações eletromagnéticas do sol, no equilíbrio do universo, na NATUREZA, enfim
Nos primórdios, quando do aparecimento do homem na face da terra, as únicas energias que ele conhecia e utilizava eram a sua própria energia muscular e a dos animais.
Com o passar do tempo o homem descobriu no vento e no fogo novas formas de energia que poderiam lhe ser úteis, de várias maneiras. Assim, registra a história, que a energia cinética do vento foi pela primeira vez empregada pelo homem para bombeamento de água e moagem de grãos por meio de cata-ventos multipás, fato este ocorrido na Pérsia lá pelos idos do ano 200 aC. Na verdade, o pioneirismo do uso prático da energia eólica pelo homem é bastante contraditório! Há quem afirma que os egípcios, já no ano 2800 aC faziam uso do vento para acionar as velas dos navios como energia auxiliar à energia muscular dos escravos no manuseio dos remos, e também na moagem de grãos.
Já os Persas começaram a usar a energia dos ventos alguns séculos antes de Cristo e muito depois, lá pelo ano 700 DC, passou a construiu moinhos de vento destinados à moagem de grãos. A partir daí outras civilizações começaram a tirar proveito da força dos ventos, como por exemplo, os muçulmanos que construíram os seus moinhos de vento.
A energia eólica passou então a ser uma fonte primária de energia que encontrou seguidores em todo o mundo com o emprego de cataventos, que transformada em energia mecânica foi empregada no bombeamento de água, moagem de grãos e até mesmo na movimentação de algumas máquinas de serraria.
Foi no entanto no Século XX que a energia cinética dos ventos começou a ser empregada para gerar energia elétrica de corrente contínua por meio de geradores, os quais com o desenvolvimento tecnológico resultou em máquinas eólicas que possibilitaram obter não apenas corrente contínua mais, e também, corrente alternada.
AS ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS
No mundo contemporâneo onde a demanda energética tende a um crescimento vertiginoso para atender às necessidades da humanidade, hoje estimada em mais de 7 bilhões de pessoas, agravado ainda pelos efeitos de uma crise energética que vem se prolongando através dos anos, o homem voltou-se para a NATUREZA buscando nos seus elementos as alternativas energéticas capazes de lhe proporcionar a energia de que tanto necessita para a manutenção de um padrão de vida compatível com sua própria dignidade.
Na verdade as alternativas energéticas oriundas dos recursos renováveis naturais estão sendo redescobertas! O vento e o sol, principalmente, já desempenharam no passado papel de importância significativa na História da Humanidade.
Por outro lado o aquecimento global do Planeta em decorrência da atividade humana na busca de blocos de energia cada vez maiores com o concurso dos combustíveis fósseis e ainda pelo impacto ecológico causado ao Meio Ambiente com a construção de novas hidrelétricas e termoelétricas, sugere a obtenção de novas formas de geração de energia baseadas nas alternativas energéticas à disposição da Humanidade. Torna-se portanto necessário e imprescindível eliminar ou reduzir, tanto quanto possível as emissões de CO2 afim de dar continuidade à vida no Planeta dentro de critérios ecologicamente corretos.
Com o advento do Protocolo de Kyoto, a consciência internacional no que diz respeito à degradação do meio ambiente pela atividade humana, creio eu, deverá estar caminhando para o estabelecimento de ações mais coerentes e menos poluentes.
A rigor o termo alternativa energética deveria ser aplicado à energia solar na sua forma direta e indireta, entendendo-se por forma indireta a energia eólica (a qual já foi no passado de largo emprego), o álcool, os óleos vegetais, a energia maremotriz, a energia das ondas, a energia geotérmica, a biomassa, a energia da turfa, o bagaço de cana, etc.
De um modo geral, as fontes de energia a disposição da humanidade são basicamente as seguintes:
Solar direta
Representada pela LUZ SOLAR
Solar indireta representada pela:
Biomassa Biomassa
Eólica
Maremotriz
Geotérmica
Fóssil-Petróleo e seus derivados carvão mineral, xisto betuminoso, gás natural,Turfa).
Além destas energias temos ainda:
Energia nuclear
Química
Elétrica de origem hídrica e térmica
Mecânica
Cósmica
Eletromagnética
Raios laser
Plasma, etc.
Eólica
Maremotriz
Geot Mecânica
O conjunto dessas fontes de energia dão origem ao que convencionou-se chamar de matriz energética.
Dentre elas o emprego da Energia Solar pelo homem nos mais diferentes campos de aplicação, data de épocas remotas,
A primeira aplicação desta fonte de energia de que se tem notícia em toda a História da Humanidade data do ano 212 aC e foi atribuído ao sábio Arquimedes o qual com o emprego da energia solar incendiou a esquadra de Marcelo com o emprego de espelhos os quais devidamente posicionados captou os raios solares e os dirigiu às velas dos navios romanos durante o ataque à Siracusa. Alguns historiadores não confirmam este fato pois segundo eles, à época , não existiam dados confirmatórios de tal evento.
A utilização da energia solar pelo homem, nos mais diferentes campos de aplicação, data de épocas remotas.
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Em 1615 o engenheiro francês Salomon de Caux conseguiu a conversão da energia solar em energia mecânica através da expansão do ar aquecido pelos raios solares, movimentando uma máquina de bombeamento de água.
Em 1767 o franco-suiço Horace de Suassure construiu o primeiro fogão solar onde obteve temperatura de 100 graus centígrados.
No final do século XVIII surgiram alguns fornos solares para aplicações metalúrgicas construídos em ferro polido e também com lentes de vidro.
Antoine Laurent Lavoisier, astrônomo, químico e botânico, construiu o primeiro forno solar com o emprego de lentes colineares. Conseguiu uma temperatura de 1750 oC e marcou época obtendo o dióxido de carbono pela queima do diamante em atmosfera de oxigênio. A figura ao lado mostra o forno solar construído por Lavoisier em1774.
Segundo registros históricos, as primeiras experiências realizadas para a geração de vapor com o emprego da energia solar datam do período compreendido entre 1854 e 1873 e são atribuídas a C. Gunter. Para realizações de seus objetivos Gunter empregou espelhos de forma cilíndro-parabólica, obtendo uma concentração dos raios solares dando origem ao foco do concentrador no qual colocou um tubo com água. O sistema assim descrito era deslocado manualmente para acompanhar o movimento aparente do sol.
Entre 1860 e 1878, Augusto B. Mouchout, empregando espelhos planos tronco-cônicos, provocou a ebulição da água, fundiu o estanho, zinco, chumbo, fabricou bombas solares e pequenas máquinas a vapor, construiu uma máquina impressora acionada por um motor solar a qual tinha uma tiragem de 500 exemplares de um jornal intitulado “O SOL”, trabalho este apresentado à Exposição Internacional em Paris em 1878. . Associado ao professor Pifre, outro inventor da época, Augustin Mouchout fundou a primeira indústria solar de que se tem notícia, denominada CENTRALE DES UTILIZATEURS DE LA CHALER SOLAIRE.
Em 1883 John Ericsom apresentou na Suécia um motor solar de baixa rotação, de 1 CV, acionado por um cilindro parabólico de 19 metros quadrados.
Em 1901 em Passadena Califórnia, Aubrey G.Enéas desenvolveu sistemas solares destinados ao bombeamento de água.
Entre 1906 e 1911 Frank Shuman construiu painéis solares com coletores planos.
Em 1911 foi fundada em Londres uma empresa denominada SUN POWER COMPANY que em 1913 inaugurou o primeiro grande sistema solar de irrigação, que funcionou às margens do rio Nilo em Meadi, perto do Cairo no Egito
Com o advento da Primeira Guerra Mundial, fato ocorrido entre 1914 a 1918 o petróleo que havia sido descoberto em 1856 com a perfuração do primeiro poço às margens do rio Oil Creek em Titusville, foi largamente usado com sucesso, não só pelo seu preço extremamente baixo mas ainda porque os seus derivados haviam mostrado ser possuidores de notáveis qualidades nas aplicações as mais diversas.
Tudo faz crer que este fato influiu decisivamente para que as pesquisas em energia solar fossem atenuadas pois dada a versatilidade e facilidade de comercialização do petróleo, este foi pouco a pouco conquistando lugar na sociedade mundial de tal forma que na atualidade ele representa praticamente 90% de toda a energia consumida no mundo.
Eis que em 1950 surgiu um fato importante com o emprego do sol como fonte de energia, quando se descobriu que certos materiais denominados de semi-condutores tinham a propriedade de gerar eletricidade quando exposto a luz, principalmente a luz solar.
Entre estes materiais o silício é o mais empregado e o Brasil detém 95% das reservas mundiais deste material, matéria prima por excelência para a fabricação de fotocélulas.
Deste modo os estudos para geração de eletricidade oriundas da radiação solar foram incentivados e cinco anos depois (1955), teve lugar a primeira apresentação pública de geração de eletricidade via fotocélulas, proveniente da incidência solar sobre as respectivas fotocélulas. Infelizmente o custo de tal energia era bastante elevado!
As fotocélulas foram inicialmente empregadas na geração de eletricidade nos programas espaciais como insumo energético indispensável ao funcionamento dos equipamentos elétricos dos satélites lançados em órbita.
A geração de eletricidade por meio de fotocélulas constitui o que se chama de tecnologia de ponta. O seu emprego em atividades terrestres já é uma realidade muito embora não possa ser usado em larga escala em decorrência do custo de fabricação ainda elevado em relação a energia de origem hídrica ou térmica.
A partir da década de 70 o mundo industrializado deu início às pesquisas em energia solar e alguns países reativaram estas pesquisas já iniciadas no passado as quais foram atenuadas em decorrência da facilidade e versatilidade do petróleo como energético.
A contribuição dos países desenvolvidos no campo da energia solar tem sido de importância fundamental para o desenvolvimento de projetos de alta concentração energética, denominados de sistemas torre, objetivando a geração de eletricidade com o emprego do processo termodinâmico convencional onde a fonte térmica é o sol.
Podemos listar os seguintes, entre outros, conforme os países que os construíram.
FRANÇA:
Central Solar de ODEILLO, projetada pelo CNRS e construído em 1970, localizado na cidade de Odeillo, nos Pirineus Orientais a uma altitude de 1600 metros.
Foi a primeira Central Solar a ser conectada com uma rede comercial de eletricidade, fato ocorrido em 19 de novembro de 1976.
Projeto THEMIS de 1 Mwe localizado na cidade de Targassone, construído em 1979.
Projeto INTI 800 da CETHEL, com 800Kwe, construído em 1979.
Central solar de Odeillo
Projeto THEK-CNRS com 80 Kw, construído em 1979.
Projeto PERICLES – CNRS, de 100 Kw construído em 1979.
Projeto BERTIN de 200/300 Wh, construído em 1979
ESTADOS UNIDOS:
Projeto GEORGIA TECH de 400 Kw solar.
Projeto SANDIA de 5 Mw solar.
Projeto BARSTOWde 10 Mwe e 35 MW solar.
Projeto EURELIUS de 1 MW solar.
ITÁLIA:
Projeto CHEN em Casaccia, Roma com 700 Kw solar.JAPÃO:
JAPÃO
Projeto Central Solar de MITSUBISHI, com 1 Mwe.
ESPANHA:
Projeto TABERNAS,, Central Solar de 1 Mwe.
Projeto Anda Luzia, Central Solar de 0,5Mwe.
Projeto Central Aero-Solar de Manzanares iniciou sua operação em 1982.
A maioria destes sistemas é conhecida como Sistema Torre..
A central solar de Odeillo não se enquadra no sistema tipo torre pois consta de um espelho parabólico fixo, que recebe a radiação solar refletida por um conjunto de sistemas heliostáticos que acompanham o movimento aparente do sol de modo que o foco do concentrador parabólico permaneça invariável. Esta central solar foi inicialmente projetada para operações metalúrgicas e processamento de materiais refratário, razão pela qual é mais conhecida como Forno Solar de Odeillo.
Der um modo geral os Sistemas Torre são formados por um conjunto de espelhos planos devidamente ordenados compostos de servo mecanismo que possibilita ao conjunto de espelhos acompanhar o movimento aparente do sol e de uma torre de vários metros de altura a qual tem em seu topo uma caldeira situada na área de concentração da radiação solar emitida pelos espelhos, gerando vapor o qual ira movimentar uma turbina acoplada a um gerador o qual fornecerá energia elétrica,
Existem dois tipos de Usina Solar, isto é:aquelas denominadas de usinas fotovoltaicas e as denominadas de usinas heliotérmicas. As ditas fotovoltaicas empregam painéis fotovoltaicos a exemplo da Usina de Coremas recém inaugurada. AS ditas heliotérmicas captam a energia solar por meio de espelhos e são conhecidas como sistema torre conforme comentei. Com o advento das usinas fotovoltaicas, as do tipo Torre estão praticamente desativadas.
“De acordo com levantamentos do Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), atualmente, o Brasil conta com 5.312 MW de potência instalada das usinas de energia solar em operação. A Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (Absolar) estima que até 2040, teremos 126 GW de energia gerados pela luz solar no Brasil, tornando-se a tecnologia líder no setor e ultrapassando até mesmo a fonte hídrica.”
As maiores usinas solares fotovoltaicas brasileiras são:
Usina Solar São Gonçalo – 475 MW – Piaui
Usina Solar Pirapora – 321 MW – Minas Gerais
Usina Solar Nova Olinda – 292 MW – Piaui
Parque Solar Ituverava – 292 MW – Bahia
Complexo Solar Lapa – 168 MW – Bahia
Central Fotovoltaica Juazeiro Solar – 156MW – Bahia
Usina Solar Guaimbê – 150 MW – São Paulo
Usina Solar Apodi – 132 MW – Fortaleza
Parque Solar Paracatu – 132 MW – Minas Gerais
Usina Solar de Tauã – 1MW – Ceara
Fonte: WWW.souenergy .com.br
MATRIZ ENERGÉTICA BRASILEIRA
A matriz energética brasileira tem por composição fontes energéticas renováveis e não renováveis.
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O Brasil apresenta uma das matrizes energéticas mais renováveis do mundo industrializado. Aproximadamente 43% da produção de energia no país é proveniente de fontes de energia renováveis, sendo elas a energia eólica, hidráulica, solar e biomassa (responsável pela produção de biocombustíveis, como o etanol).
Segundo um levantamento Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (Ipea), o Caderno ODS 7 – O que mostra o retrato do Brasil, realizado entre os anos 2016 e 2018, a capacidade instalada da energia solar fotovoltaica no país teve um salto de 0,1% para 1,4% de participação na matriz energética nacional. Isso significa que, durante o período observado, 41 mil novas usinas de energia solar foram instaladas.
Matriz energética mundial
Enquanto no Brasil, a maior parte da energia utilizada, 43%, ou seja, quase metade, é renovável, no mundo esse número é muito diferente.
As matrizes energéticas dos países têm as energias não renováveis como principal fonte, em que se destacam o petróleo, o carvão e o gás natural. Apenas uma pequena porcentagem da energia utilizada é renovável, o que corresponde a uma média de 14%.
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Fonte: Todamateria.com.br/matriz-energética-brasileira.