Energias - Parte 3...

ENERGIA NUCLEAR

Consiste no uso controlado das reações nucleares para a obtenção de energia para realizar movimento, calor e geração de eletricidade. Energia nuclear é a energia liberada durante a fissão ou fusão dos núcleos atômicos. As quantidades de energia que podem ser obtidas mediante processos nucleares superam em muitas as que se pode obter mediante processos químicos, que só utilizam as regiões externas do átomo.

Alguns isótopos de certos elementos apresentam a capacidade de, através de reações nucleares, emitirem energia durante o processo. É o princípio (demonstrado por Albert Einstein) que nas reações nucleares ocorre uma transformação de massa em energia. A reação nuclear é a modificação da composição do núcleo atômico de um elemento podendo transformar-se em outros elementos. Esse processo ocorre espontaneamente em alguns elementos; em outros se deve provocar a reação mediante técnicas de bombardeamento de nêutrons ou outras.

Apesar de polêmica, existem hoje 441 reatores nucleares em operação em 31 países gerando eletricidade para aproximadamente um bilhão de pessoas e responsáveis por aproximadamente 17% da energia elétrica mundial. Países europeus são os que mais utilizam energia nuclear.

A energia nuclear torna-se mais uma opção para atender com eficácia à demanda energética no mundo moderno e, segundo os defensores da tecnologia, são as aplicações da ciência e tecnologia nucleares que resultam em benefícios mais significativos, de amplo alcance e de maior impacto econômico e social, além de considerar a utilização da energia nuclear como a mais limpa das existentes atualmente. A decisão de construir usinas depende em grande parte dos custos de produção da energia nuclear.

Formas de obter energia

Existem duas formas de aproveitar a energia nuclear para convertê-la em calor: A fissão nuclear, onde o núcleo atômico se subdivide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atômicos se unem para produzir um novo núcleo.

A fissão nuclear do urânio é a principal aplicação civil da energia nuclear. É usada em centenas de centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Brasil, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coreia do Norte, Paquistão e Índia, entre outros. A principal vantagem da energia nuclear obtida por fissão é a não utilização de combustíveis fósseis, não lançando na atmosfera gases tóxicos, e não sendo responsável pelo aumento do efeito estufa.

O emprego pacífico ou civil da energia de fusão está em fase experimental, existindo incertezas quanto a sua viabilidade técnica e econômica. O processo baseia-se em aquecer suficientemente núcleos de deutério até obter-se o estado plasmático. Neste estado, os átomos de hidrogênio se desagregam permitindo que ao se chocarem ocorra entre eles uma fusão produzindo átomos de hélio. A diferença energética entre dois núcleos de deutério e um de hélio será emitida na forma de energia que manterá o estado plasmático com sobra de grande quantidade de energia útil.

A principal dificuldade do processo consiste em confinar uma massa do material no estado plasmático já que não existem reservatórios capazes de suportar a elevada temperatura. Um meio é a utilização do confinamento magnético.

O funcionamento de uma usina nuclear é bastante parecido ao de uma usina térmica. A diferença é que ao invés de nós termos calor gerado pela queima de um combustível fóssil, como o carvão, o óleo ou gás, nas usinas nucleares o calor é gerado pelas transformações que se passam nos átomos de urânio nas cápsulas de combustível. O calor gerado no núcleo do reator aquece a água do circuito primário. Esta água circula pelos tubos de um equipamento chamado Gerador de Vapor. A água de um outro circuito em contato com os tubos do Gerador de Vapor se vaporiza a alta pressão, fazendo gerar um conjunto de turbinas que tem junto a seu gerador elétrico. O movimento do gerador elétrico produz a energia, entregue ao sistema para distribuição.

Elementos mais usados como fonte de energia

• Tório: As novas gerações de centrais nucleares utilizam o tório como fonte de combustível adicional para a produção de energia ou decompõe os resíduos nucleares em um novo ciclo denominado fissão assistida. Os defensores da utilização da energia nuclear como fonte energética consideram que estes processos são, atualmente, as únicas alternativas viáveis para suprir a crescente demanda mundial por energia ante a futura escassez dos combustíveis fósseis.
  
• Urânio: A principal finalidade comercial do urânio é a geração de energia elétrica. Quando transformado em metal, o urânio torna-se mais pesado que o chumbo, pouco menos duro que o aço e se incendeia com muita facilidade.
• Actínio: O Actínio é um metal prateado, altamente radioativo, com radioatividade 150 vezes maior do que o urânio. Usado em geradores termoelétricos.

Meio Ambiente

Os fatos históricos demonstram que as centrais nucleares foram projetadas para uso duplo: civil e militar.

A energia nuclear pode trazer benefícios para a sociedade, como a utilização das radiações em múltiplas aplicações na medicina, indústria, agropecuária e meio ambiente. Cada um desses usos insere esta energia em um determinado campo de acontecimentos. Assim é que o uso medicinal a insere no ambiente hospitalar e o uso na produção de energia elétrica, no âmbito das relações de moradia e de iluminação pública, por exemplo. Em cada um desses ambientes há uma potencialidade de danos e risco com algumas peculiaridades.

Os problemas ambientais estão relacionados com os acidentes que ocorrem nas usinas e com o destino do chamado lixo atômico - os resíduos que ficam no reator, local onde ocorre a queima do urânio para a fissão do átomo. Por conter elevada quantidade de radiação, o lixo atômico tem que ser armazenado em recipientes metálicos protegidos por caixas de concreto, que posteriormente são lançados ao mar.

A utilização de energia nuclear nas centrais propiciou o surgimento de grandes quantidades de resíduos radioativos de longa vida que devem ser enterrados convenientemente, sob fortes medidas de segurança, para evitar a contaminação radioativa do meio ambiente. Atualmente os movimentos ecológicos têm pressionado as entidades governamentais para a erradicação das usinas termonucleares, por entenderem que são uma fonte perigosa de contaminação do meio ambiente.

Cada parte do ciclo de combustível nuclear produz resíduos sólidos, líquidos e gasosos com baixo ou alto nível de radioatividade. Resíduos altamente radioativos devem ser armazenados com segurança por pelo menos 10 mil a 240 mil anos. Esses resíduos consistem de varetas de combustível gasto das usinas nucleares comerciais e resíduos variados da produção das armas nucleares.

Depois de mais de 50 anos de pesquisas, não há consenso entre os cientistas sobre uma forma segura de se armazenar os resíduos com alto nível de radioatividade. Alguns acreditam que a armazenagem segura de longo prazo ou o descarte dos resíduos altamente radioativos seja impossível do ponto de vista técnico. Outros discordam, alegando que é impossível provar que qualquer método funcionará por 10 mil a 240 mil anos.

Mesmo ignorando os resíduos, a tecnologia nuclear é perigosa, já causou acidentes graves como o de Three Mile Island (EUA) e Chernobil (Ucrânia), com milhares de mortes e enfermidades decorrentes desses acidentes, além da perda de grandes áreas. A utilização desse tipo de tecnologia continua apresentando graves riscos para toda a humanidade.

Os acidentes são devidos à liberação de material radioativo de dentro do reator, ocasionando a contaminação do meio ambiente, provocando doenças como o câncer e também morte de seres humanos, de animais e de vegetais. Isso não só nas áreas próximas à usina, mas também em áreas distantes, pois ventos e nuvens radioativas carregam parte da radiação para áreas bem longínquas, situadas a centenas de quilômetros de distância.

Durante a Segunda Guerra Mundial a energia nuclear demonstrou sua potencialidade de causar danos, como ocorreu nas cidades de Hiroshima e Nagasaki. O horror nuclear pela primeira e única mostrou sua face deliberadamente contra seres humanos. Mais de 100 mil pessoas morreram nos ataques de 6 a 9 de Agosto de 1945 e outros milhares morreriam nos anos seguintes sofrendo de complicações causadas pela radiação.

Energia nuclear no Brasil

A procura da tecnologia nuclear no Brasil começou na década de 50, com Almirante Álvaro Alberto, que entre outros feitos criou o Conselho Nacional de Pesquisa, em 1951, e que importou duas ultra-centrifugadoras da Alemanha para o enriquecimento do urânio, em 1953.

A decisão da implantação de uma usina nuclear no Brasil aconteceu em 1969. E que em nenhum momento se pensou numa fonte para substituir a energia hidráulica, da mesma maneira que também após alguns anos, ficou bem claro que os objetivos não eram simplesmente o domínio de uma nova tecnologia. O Brasil estava vivendo dentro de um regime de governo militar e o acesso ao conhecimento tecnológico no campo nuclear permitiria desenvolver não só submarinos nucleares, mas também armas atômicas.

Em 1974, as obras civis da Usina Nuclear de Angra 1 estavam em pleno andamento quando o Governo Federal decidiu ampliar o projeto, autorizando a empresa Furnas a construir a segunda usina. Mais tarde, em 1975, com a justificativa de que o Brasil já mostrava falta de energia elétrica para meados dos anos 90 e início do século 21, uma vez que o potencial hidroelétrico já se apresentava quase que totalmente instalado, foi assinado na cidade alemã de Bonn o Acordo de Cooperação Nuclear, pelo qual o Brasil compraria oito usinas nucleares e possuiria toda a tecnologia necessária ao seu desenvolvimento nesse setor. Desta maneira o Brasil dava um passo definitivo para o ingresso no clube de potências atômicas e estava assim decidido o futuro energético do Brasil, dando início à Era Nuclear Brasileira.

As usinas nucleares Angra 1, Angra 2 e Angra 3 formam a Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto. As usinas nucleares de Angra 1 e 2 respondem pelo abastecimento equivalente a 40% das necessidades do Estado do Rio de Janeiro. O Brasil possui uma das maiores reservas de urânio do mundo o que permite o suprimento das necessidades domésticas a longo prazo e a disponibilização do excedente ao mercado externo.

Em 1982 a Usina de Angra I, com 626 MWe, começou a operar. Muito criticada pela construção demorada e questões ambientais, a usina teve problemas de funcionamento intermitente nos primeiros anos, tendo melhorado substancialmente o desempenho depois. Em 2000 entrou em operação o reator da Usina de Angra II com 1350 MWe. Atualmente, a energia nuclear corresponde a 3.3% do consumo do país (PRIS, 2007). Desde que entrou em operação comercial a usina de Angra I, até 2005 a produção acumulada de energia das usinas nucleares Angra I e Angra II somam 100 milhões de megawatts.hora (MWh).

A central nuclear brasileira, gerida pela Eletronuclear, deve ser aumentada com a construção de mais um reator, que foi comprado em 1995 e, desde então, armazenado a um custo elevadíssimo. A Eletronuclear procura um parceiro privado com US$ 1,8 bilhões para completar essa construção. A Eletrobrás Termonuclear S/A foi criada em 1997 com a finalidade de operar e construir as usinas termonucleares do país. Subsidiária da Eletrobrás, é uma empresa de economia mista e responde pela geração de aproximadamente 3% da energia elétrica consumida no Brasil.

Veja aqui os projetos da empresa no Brasil e aqui uma reportagem sobre Angra 2.

Vantagens e desvantagens da energia nuclear

Vantagens:

• Alto suprimento de combustível
• Baixo impacto ambiental (sem acidentes)
• Emite 1/6 do CO2 em comparação ao carvão
• Perturbação moderada da terra (sem acidentes)
• Utilização moderada da terra
• Baixo risco de acidentes em função dos múltiplos sistemas de segurança (exceto em 35 reatores mal projetados e em más condições localizados na antiga União Soviética e no leste Europeu)

Desvantagens:

• Alto custo mesmo com vultuosos subsídios
• Baixo rendimento de energia líquida
• Grande impacto ambiental (com acidentes graves)
• Possibilidades de acidentes catastróficos (como o de Chernobyl)
• Ausência de solução amplamente aceitável para o armazenamento em longo prazo dos resíduos radioativos e para o descomissionamento de usinas velhas
• Sujeito a ataques terroristas
• Dissemina conhecimento e tecnologia para a construção de armas atômicas

Energias - Parte 2...

ENERGIA EÓLICA

A energia eólica é a energia que provém do vento. O termo eólico vem do latim aeolicus, pertencente ou relativo a Éolo, deus dos ventos na mitologia grega e, portanto, pertencente ou relativo ao vento.

Conversão em energia mecânica

A energia eólica tem sido aproveitada desde a Antigüidade para mover os barcos impulsionados por velas ou para fazer funcionar a engrenagem de moinhos, ao mover suas pás. Nos moinhos de vento a energia eólica era transformada em energia mecânica, utilizada na moagem de grãos ou para bombear água. Os moinhos foram usados para fabricação de farinhas e ainda para drenagem de canais, sobretudo nos Países Baixos.

Conversão em energia elétrica

Na atualidade utiliza-se a energia eólica para mover aerogeradores - grandes turbinas colocadas em lugares de muito vento. Essas turbinas têm a forma de um cata-vento ou um moinho. Esse movimento, através de um gerador, produz energia elétrica. Precisam agrupar-se em parques eólicos, concentrações de aerogeradores, necessários para que a produção de energia se torne rentável, mas podem ser usados isoladamente, para alimentar localidades remotas e distantes da rede de transmissão. É possível ainda a utilização de aerogeradores de baixa tensão quando se trate de requisitos limitados de energia elétrica.

A energia eólica é hoje considerada uma das mais promissoras fontes naturais de energia, principalmente porque é renovável, ou seja, não se esgota. Além disso, as turbinas eólicas podem ser utilizadas tanto em conexão com redes elétricas como em lugares isolados.

Em 2005 a capacidade mundial de geração de energia elétrica através da energia eólica era de aproximadamente 59 gigawatts, - o suficiente para abastecer as necessidades básicas de um país como o Brasil - embora isso represente menos de 1% do uso mundial de energia.

Em alguns países a energia elétrica gerada a partir do vento representa significativa parcela da demanda. Na Dinamarca esta representa 23% da produção, 6% na Alemanha e cerca de 8% em Portugal (dados de setembro de 2007) e na Espanha. Globalmente, a geração através de energia eólica mais que quadruplicou entre 1999 e 2005.

A energia eólica é renovável, limpa, amplamente distribuída globalmente, e, se utilizada para substituir fontes de combustíveis fósseis, auxilia na redução do efeito-estufa.

O custo da geração de energia eólica tem caído rapidamente nos últimos anos. Em 2005 o custo da energia eólica era cerca de um quinto do que custava no final dos anos 90, e essa queda de custos deve continuar com a ascensão da tecnologia de produção de grandes aerogeradores. No ano de 2003 a energia eólica foi a forma de energia que mais cresceu nos Estados Unidos.

A maioria das formas de geração de eletricidade requer altíssimos investimentos de capital, e baixos custos de manutenção. Isto é particularmente verdade para o caso da energia eólica, onde os custos com a construção de cada aerogerador pode ficar na casa dos milhões de reais, os custos com manutenção são baixos e o custo com combustível é zero. Na composição do cálculo de investimento e custo nesta forma de energia levam-se em conta diversos fatores, como a produção anual estimada, as taxas de juros, os custos de construção, de manutenção, de localização e os riscos de queda dos geradores. Sendo assim os cálculos sobre o real custo de produção da energia eólica diferem muito, de acordo com a localização de cada usina.

Apesar da grandiosidade dos modernos moinhos de vento, a tecnologia utilizada continua a mesma de há 1.000 anos, tudo indicando que brevemente será suplantada por outras tecnologias de maior eficiência, como é o caso da turbovela, uma voluta vertical apropriada para capturar vento a baixa pressão ao passar nos rotores axiais protegidos internamente. Esse tipo não oferece riscos de colisões das pás com objetos voadores (animais silvestres) e não interfere na audio-visão. Essa tecnologia já é uma realidade que tanto pode ser introduzida no meio ambiente marinho como no terrestre.

Aplicações dos Sistemas Eólicos

Um sistema eólico pode ser utilizado em três aplicações distintas: sistemas isolados, sistemas híbridos e sistemas interligados à rede. Os sistemas obedecem a uma configuração básica, necessitam de uma unidade de controle de potência e, em determinados casos, conforme a aplicação, de uma unidade de armazenamento.

Sistemas Isolados: Os sistemas isolados de pequeno porte, em geral, utilizam alguma forma de armazenamento de energia. Este armazenamento pode ser feito através de baterias ou na forma de energia potencial gravitacional com a finalidade de armazenar a água bombeada em reservatórios elevados para posterior utilização. Alguns sistemas isolados não necessitam de armazenamento, como no caso dos sistemas para irrigação onde toda a água bombeada é diretamente consumida.Os sistemas que armazenam energia em baterias necessitam de um dispositivo para controlar a carga e a descarga da bateria. O controlador de carga tem como principal objetivo não deixar que haja danos ao sistema de bateria por sobrecargas ou descargas profundas.

Para alimentação de equipamentos que operam com corrente alternada (CA) é necessário a utilização de um inversor. Este inversor pode ser de estado sólido (eletrônico) ou rotativo (mecânico).

Sistemas Híbridos: Os sistemas híbridos são aqueles que apresentam mais de uma fonte de energia como, por exemplo, turbinas eólicas, geradores Diesel, módulos fotovoltaicos, entre outras. A utilização de várias formas de geração de energia elétrica aumenta a complexidade do sistema e exige a otimização do uso de cada uma das fontes. Nesses casos, é necessário realizar um controle de todas as fontes para que haja máxima eficiência e otimização dos fluxos energéticos na entrega da energia para o usuário.

Em geral, os sistemas híbridos são empregados em sistemas de médio porte destinados a atender um número maior de usuários. Por trabalhar com cargas em corrente alternada, o sistema híbrido também necessita de um inversor. Devido à grande complexidade de arranjos e multiplicidade de opções, a forma de otimização do sistema torna-se um estudo particular a cada caso.

Sistemas Interligados à Rede: Os sistemas interligados à rede não necessitam de sistemas de armazenamento de energia pois toda a geração é entregue diretamente à rede elétrica. Estes sistemas representam uma fonte complementar ao sistema elétrico de grande porte ao qual estão interligados.

Os sistemas eólicos interligados à rede apresentam as vantagens inerentes aos sistemas de geração distribuída tais como: a redução de perdas, o custo evitado de expansão de rede e a geração na hora de ponta quando o regime dos ventos coincide com o pico da curva de carga.

Veja aqui um tutorial completo sobre energia eólica

Energia Eólica e Meio Ambiente

A energia eólica é considerada das mais limpas do planeta, disponível em diversos lugares e em diferentes intensidades, uma boa alternativa às energias não-renováveis.

Apesar de não queimarem combustíveis fósseis e não emitirem poluentes, fazendas eólicas não são totalmente desprovidas de impactos ambientais. Elas alteram paisagens com suas torres e hélices e podem ameaçar pássaros se forem instaladas em rotas de migração. Emitem um certo nível de ruído (de baixa freqüência), que pode causar algum incômodo. Além disso, podem causar interferência na transmissão de televisão.

O custo dos geradores eólicos é elevado, porém o vento é uma fonte inesgotável de energia. E as plantas eólicas têm uma retorno financeiro a um curto prazo.

Outro problema que pode se citado é que em regiões onde o vento não é constante, ou a intensidade é muito fraca, obtêm-se pouca energia e quando ocorrem chuvas muito fortes, há desperdício de energia.

Leia aqui um artigo que analisa o contexto atual da energia eólica

Lei de BETZ

Quanto maior for a energia cinética extraída do vento pelo aerogerador, maior será a travagem que sofrerá o vento que deixa o aerogerador. Se teoricamente fosse possível extrair toda a energia do vento, o ar sairia com velocidade nula, ou melhor, o ar não poderia abandonar a turbina. Nesse caso não seria possível extrair nenhuma energia, uma vez que também não entraria ar no rotor do aerogerador. No outro caso extremo, consideramos o ar a passar por um tubo de vento sem nenhum impedimento, também não será possível extrair energia do vento. Entre estes dois extremos existe um valor para o qual e mais eficiente a conversão da energia do vento em energia mecânica: um aerogerador ira travar até cerca de 2/3 da sua velocidade inicial. Este valor obtêm-se da formulação de 1919, realizada pelo físico Albert Betz, e conhecida como Lei de Betz.

A Lei de Betz diz que só se pode converter menos de 16/27 (59%) da energia cinética em energia mecânica ao utilizar um aerogerador. A potência varia com o cubo da velocidade do vento, e proporcionalmente com a densidade do ar. A maior parte da energia eólica está localizada acima da velocidade média do vento de projeto. Para a produção de energia elétrica em grande escala só locais com valores de velocidades média anuais superiores a 6 m/seg são interessantes, abaixo deste valor já não existe viabilidade para este tipo de aplicações. De fato a velocidade à qual os aerogeradores começam a rodar situa-se nos 3-5 m/s (velocidade de ligação), no entanto abaixo de 5 m/s a quantidade de energia no vento é muito baixa, e a turbina apenas começa a funcionar por volta dos 5 m/s. Os valores ideais de aproveitamento andam a volta do 9-10 m/seg, no entanto as turbinas podem ser desenhadas para uma eficiência máxima dependendo da zona de velocidade de vento onde esteja a maior parte da energia. O valor limite estrutural para as turbinas anda a volta do 25 m/seg (velocidade de corte). A estas velocidades as turbinas tem de ser capazes de dissipar a energia em excesso.

Fonte: Portal das Energias Renováveis

Energias - Parte 1...

ENERGIA SOLAR

Energia solar é a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa (e, em certo sentido, da energia térmica) proveniente do Sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, seja diretamente para aquecimento de água ou ainda como energia elétrica ou mecânica.

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 refletido pelas nuvens. Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz visível ou 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.

Distribuição diária média entre 1991-1993 da energia solar recebida pela Terra ao redor do Mundo. Os pontos em preto representam a área necessária para suprir toda a demanda de energia global.

Tipos de Energia Solar

Método de captura 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 directa, 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.

Método de captura indireto significa que precisará haver mais de uma transformação para que surja energia utilizável. Exemplo:Sistemas que controlam automaticamente cortinas, de acordo com a disponibilidade de luz do Sol.

Sistemas passivos são geralmente diretos, apesar de envolverem (algumas vezes) fluxo em convecção, que é tecnicamente uma conversão de calor em energia mecânica.

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.

Energia Solar Fototérmica

Está diretamente ligado na quantidade de energia que um determinado corpo é capaz de absorver, sob a forma de calor, a partir da radiação solar incidente no mesmo. A utilização dessa forma de energia implica saber captá-la e armazená-la. Os coletores solares são equipamentos que tem como objetivo específico de se utilizar a energia solar fototérmica.

Os coletores solares são aquecedores de fluídos (líquidos ou gasosos) e são classificados em coletores concentradores e coletores planos em função da existência ou não de dispositivos de concentração da radiação solar. O fluído aquecido é mantido em reservatórios termicamente isolados até o seu uso final (água aquecida para banho, ar quente para secagem de grãos, gases para acionamento de turbinas, etc.).

Os coletores solares planos são largamente utilizados para aquecimento de água em residências, hospitais, hotéis etc. devido ao conforto proporcionado e à redução do consumo de energia elétrica.

Arquitetura Bioclimática

A Arquitetura Bioclimática é o estudo que visa harmonizar as concentrações ao clima e características locais, pensando no homem que habitará ou trabalhará nelas, e tirando partido da energia solar, através de correntes convectivas naturais e de microclimas criados por vegetação apropriada. É a adoção de soluções arquitetônicas e urbanísticas adaptadas às condições específicas (clima e hábitos de consumo) de cada lugar, utilizando a energia que pode ser diretamente obtida das condições locais.

Beneficia-se da luz e do calor provenientes da radiação solar incidente. A intenção do uso da luz solar, que implica em redução do consumo de energia para iluminação, condiciona o projeto arquitetônico quanto à sua orientação espacial, quanto às dimensões de abertura das janelas e transparência na cobertura das mesmas. A intenção de aproveitamento do calor provenientes do sol implica seleção do material adequado (isolante ou não conforme as condiçòes climáticas) para paredes, vedações e coberturas superiores, e orientação espacial, entre outros fatores.

A arquitetura bioclimática não se restringe a características arquitetônicas adequadas. Preocupa-se, também, com o desenvolvimento de equipamentos e sistemas que são necessários ao uso da edificação (aquecimento de água, circulação de ar e de água, iluminação, conservação de alimentos entre outros) e com o uso de materiais de conteúdo energético tão baixo quanto possível.

Energia Solar Fotovoltaica

A Energia Solar Fotovoltaica é a energia da conversão direta da luz em eletricidade (Efeito Fotovoltaico). O efeito fotovoltaico é o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz. A célula fotovotaica é a unidade fundamental do processo de conversão.

Atualmente o custo das células solares é um grande desafio para a indústria e o principal empecilho para a difusão dos sistemas fotovoltaicos em larga escala. A tecnologia fotovoltaica está se tornando cada vez mais competitiva, tanto porque seus custos esão decrescendo, quanto porque a avaliação dos custos das outras formas de geração está se tornando mais real, levando em conta fatores que eram anteriormente ignorados, como a questão dos impactos ambientais.

O atendimento de comunidades isoladas tem impulsionado a busca e o desenvolvimento de fontes renováveis de energia. No Brasil, por exemplo, 15% da população não possui acesso à energia elétrica. Coincidentemente, esta parcela da população vive em regiões onde o atendimento por meio da expansão do sistema elétrico convencional é economicamente inviável. Trata-se de núcleos populacionais esparsos e pouco densos, típicos das regiões Centro-Oeste, Nordeste e Norte.

No Brasil a geração de energia elétrica por conversão fotovoltaica teve um impulso notável, através de projetos privados e governamentais, atraindo interesse de fabricantes pelo mercado brasileiro. A quantidade de radiação incidente no Brasil é outro fator muito significativo para o aproveitamento da energia solar.

Veja aqui uma casa abastecida somente a energia solar e eólica.

Aqucimento solar passivo ou ativo: vantagens e desvantagens de se aquecer uma casa com energia solar ativa ou passiva:

Vantagens:

• Energia Gratuita;
• Energia líquida de moderada (ativa) a alta (passiva);
• Instalação rápida;
• Não há emissões de CO2;
• Poluição do ar e da água bastante baixa;
• Mínimo distúrbio da terra (instalado no telhado ou janela);
• Custo moderado (passivo).

Desvantagens:

• Necessidade de acesso ao sol em 60% do tempo;
• Bloqueio de acesso ao sol por outras estruturas;
• Necessita de um sistema de armazenamento de calor;
• Custo alto (ativo);
• Sistema ativo requer manutenção e reparo;
• Coletores ativos não atrativos.

Energia solar industrial: vantagens e desvantagens em se utilizar energia solar para gerar calor de alta temperatura e eletricidade.

Vantagens:

• Energia líquida moderada;
• Impacto ambiental moderado;
• Não há emissão de CO2;
• Construção rápida (entre um e dois anos);
• Custos reduzidos com turbina reserva de gás natural.

Desvantagens:

• Baixa eficiência;
• Altos custos;
• Necessita de reserva ou sistema de armazenamento;
• Necessita de acesso ao sol a maior parte do tempo;
• Alta utilização do solo;
• Pode causar distúrbios às áreas desérticas.