ANEXO A – FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA Proveniente da ação da altura (energia potencial mecânica)

Através da qual é possível transformar energia potencial em energia cinética, como pode ser visto na ilustração a seguir. Se na região mais baixa do trajeto forem colocados sensores piezelétricos, é possível converter a força exercida em eletricidade, conforme ilustrado na Figura A-1: [113]

.

Figura A-1 – Ilustração de um sistema energia potencial e cinética

Proveniente da ação da velocidade (energia cinética mecânica)

Um exemplo é a energia eólica, que é a energia contida nas massas de ar em movimento (vento) e que serve para mover aerogeradores, que são grandes turbinas colocadas em enormes pedestais, nos locais de muito vento. Essas turbinas tem a forma de um cata-vento, cujo movimento, através de um gerador, produz energia elétrica, conforme ilustrado na Figura A-2 [114] seguir.

Figura A-2 – Ilustração de um sistema eólico Fonte: [114]

Proveniente da força das marés

Ação do movimento das marés (maremotriz), ilustrada na Figura A-3 [115] seguir;

Proveniente da força das ondas

Ação do movimento das ondas (ondomotriz), ilustrado na Figura A-4 [116] seguir:

Figura A-4 – Ilustração ondomotriz de Pecém-BA

Proveniente da movimentação do ar (vibração Sonora)

O som, por exemplo, do elevado ruído originário das turbinas de aviões ao aterrissarem, conforme ilustrado na Figura A-5 [117] a seguir, pode ser convertido em energia elétrica através de sensores piezelétricos; neste caso, é possível também utilizar a força que os aviões imprimem no chão e transformarem em energia elétrica.

Figura A-5 – Ilustração do avião AIRBUS A380 pousando

É a forma de utilização energética limpa mais difundida no Brasil, pela sua geografia hídrica. Esta energia é armazenada através da construção de UHE, onde a água é represada e liberada através de dutos que conduzem às turbinas, que, por sua vez, giram os dínamos acoplados a geradores, que convertem a energia cinética em energia elétrica, ilustrado na Figura A-6 [118] a seguir.

Figura A-6 – Ilustração da UHE de Itaipu

Hidrodinâmica de pequeno porte

Através da construção de PCH, cujo princípio é similar a uma UHE, porém de porte reduzido, conforme ilustrado na Figura A-7 [119] a seguir .

Figura A-7 – Ilustração da PCH

Hidrocinética

Através da construção de microgeradores a fio d´água (rocas), que são colocados em correntezas de pequenos rios; esses microgeradores não agridem nem destroem o ecossistema, conforme ilustrado na Figura A-8 [120] a seguir.

Figura A-8 – Ilustração de geração a fio d´água

Ação de fusão ou de fissão de elementos radiativos, conforme ilustrado na Figura A-9 [121] a seguir:

Figura A-9 – Ilustração de energia nuclear por fissão e fusão

Proveniente da ação química

Ação da eletrólise e da eletroquímica, conforme ilustrado na Figura A-10 [122] a seguir.

Proveniente de Biomassa

Através da queima de materiais orgânicos como gás natural, biomassa (bagaço da cana), carvão mineral, fósseis, óleo diesel ou lixo urbano, gera-se vapor na caldeira e esse vapor impulsiona a turbina, a qual está acoplada a um gerador elétrico, conforme ilustrado na Figura A-11 [123] a seguir.

Figura A-11 – Ilustração de um sistema energético de biomassa

Proveniente de Ciclo Stirling

Um exemplo é o motor de Stirling, que usa o fogo resultante da queima de produtos, que aquecerá o gás contido em recipiente vedado; este tipo de motor funciona com um ciclo termodinâmico (ciclo Stirling) composto de 4 fases e executado em 2 tempos do pistão: compressão isotérmica (temperatura constante), aquecimento isocórico (volume constante), expansão isotérmica e arrefecimento isocórico; conforme ilustrado na Figura A-12 [124] a seguir.

Figura A-12 – Ilustração de um sistema com Ciclo de Stirling

Proveniente de Gás Geotérmico

Ação da diferença de temperatura das camadas da Terra, conforme ilustrado na Figura A-13 [125] a seguir:

Proveniente de Efeito Peltier

Refere-se ao fenômeno conhecido por efeito Seebeck, que é a geração de uma diferença de potencial (ddp) resultante da junção de dois metais distintos (termopar), os quais são submetidos a diferentes temperaturas. Este fenômeno ocorre pelo deslocamento de elétrons da camada de valência de um material condutor, de uma região de temperatura mais elevada para outra de temperatura mais baixa.

Em uma análise mais profunda, ocorrem mais 3 fenômenos associados à termeletricidade, que são o efeito Joule, o efeito Peltier (fenômeno contrário ao efeito Seebeck) e o efeito Thompson (capacidade de um material condutor ficar frio ou quente, ao serem aplicados, ao mesmo tempo, uma corrente eléctrica e um gradiente de temperaturas). Esta tecnologia, como um todo, ainda possui baixo rendimento e custo elevado. A Figura A-14 [126] a seguir, ilustra um termopar;

Figura A-14 – Ilustração de um sistema termelétrico com termopares Dissertação de Mestrado , Universidade Nova Lisboa, p. 113, 2012

Proveniente de Coletor solar

Na primeira dessas três técnicas, a luz do Sol é captada através de placas (coletores solares), instaladas nos telhados de casas ou em hotéis, hospitais e prédios de apartamentos; os coletores são interligados por tubulações que contêm água; essa água, uma vez aquecida pelos raios solares, fica armazenada em um recipiente chamado boiler, a qual, finalmente, é utilizada, por exemplo, em chuveiros, torneiras e piscinas. Saliente- se que o objetivo desta técnica não é converter energia solar em energia elétrica e sim em energia calórica (efeito Joule), conforme a ilustração na Figura A-15 [16] a seguir.

Figura A-15 – Ilustração de um sistema de coletor solar

Proveniente de Concentrador Solar

A segunda técnica refere-se à ação dos raios solares sobre determinados materiais, através do uso de concentradores. Este tipo de técnica utiliza o aquecimento solar ativo, ou seja, o aproveitamento térmico da energia solar utilizado para aquecer a água, também por efeito Joule, porém a temperaturas elevadas (> 100°C). Neste caso, a superfície refletora do concentrador possui formas cônicas, dentre elas, a mais difundida é o paraboloide, de tal forma que funcionem como um grande espelho côncavo, onde os raios solares incidentes na superfície cônica são refletidos para uma superfície de área menor, situada no ponto focal do espelho côncavo, onde fica o material que se quer aquecer. Os formatos mais comuns são: calha cilindro-parabólico; coletor linear Fresnel, torre solar e disco parabólico. Bastante utilizado em agropecuária (secagem de grãos) e em indústrias (geração de vapor para movimentação de caldeiras), conforme ilustrações mostradas na Figura A-16 [127], Figura A-17((a) e (b)) [127], Figura A-18((a) e (b)) [127], Figura A-19((a) e (b) e (c)) [127] [92], Figura A-20((a) e (b)) [127] a seguir e na Tabela A-1 [127].

Figura A-16 – Ilustração de um ciclo heliotérmico simplificado sem armazenamento

(a) (b)

Figura A-17 – Ilustrações de calha cilindro-parabólico: (a) desenho e (b) estrutura

(a) (b)

(a) (b)

(c)

Figura A-19 – Ilustração de torre solar: (a) desenho; (b) estrutura e (c) vista aérea

(a) (b)

Tabela A-1 – Comparação das tecnologias para usinas heliotérmicas

Proveniente de Painel Solar

É a chamada energia fotovoltaica, que transduz a energia oriunda dos raios solares em energia elétrica, através de painéis solares, conforme ilustrado na Figura A-21 [128] a seguir.

Figura A-21 – Ilustração de Painéis Solares

Justamente, a energia fotovoltaica é o foco deste trabalho, cujos detalhes encontram-se no ANEXO J e no ANEXO K.