5 principais tipos de fontes de energia renováveis

Este artigo lança luz sobre os cinco principais tipos de fontes de energia renováveis. Os tipos são: 1. Energia Solar 2. Energia Eólica 3. Energia Geotérmica 4. Energia das Marés 5. Energia da Biomassa.

Fonte de Energia Renovável: Tipo # 1. Energia Solar:

Os raios solares diretos das células fotovoltaicas podem ser convertidos em energia. Essa energia é conhecida como energia solar.

Processos:

Até agora, dois processos são considerados muito eficazes para explorar a energia solar:

1. Fotovoltaica:

É um processo de converter luz solar direta em energia elétrica através de dispositivos semicondutores. Tem várias aplicações. Mas o processo de conversão é caro - três vezes mais caro que a energia eólica e a energia solar térmica. A pesquisa continuada, no entanto, diminuiu o custo de produção e aumentou sua eficiência e tempo de vida.

No final da década de 1990, essa tecnologia melhorou significativamente e tornou-se economicamente viável. A pesquisa está em curso para reduzir os custos de materiais semicondutores, melhoria do processo de conversão e composição do painel solar.

A este respeito, três tipos de sistemas foto-voltaicos evoluíram:

a) Estrutura monocristalina ou policristalina,

(b) Estrutura ou Módulo do Concentrador, e

(c) Módulo de filme fino.

Células de silício monocristalino e de silício policristalino são sistemas populares para coletar energia solar. No sistema concentrador, as unidades rastreiam a posição do sol e, consequentemente, preparam as células, usando lentes ou espelhos para receber a luz do sol. Isso é melhor que os coletores de placa plana.

Os fotovoltaicos de 'película fina' são compostos do melhor material semicondutor, depositado em vidro ou aço inoxidável. Este sistema é menos dispendioso. As estruturas usam silício amorfo - agora usado comercialmente em vários países.

Tecnologia Solar Térmica:

A tecnologia solar térmica, popularmente conhecida como Luz System (inventada pela Luz International Limited), consiste em espelhos tipo cavidade com instrumentos sensíveis à luz e microprocessadores para bater e converter raios solares em energia.

Os raios solares entrados são refletidos por espelhos em tubos de aço revestidos. Uma variedade especial de óleo é transportada através do tubo e aquecida até 411, 6 ° C. Ele irá criar vapor super-aquecido que irá iniciar o gerador de turbina elétrica. Neste sistema, a energia armazenada pode ser usada também durante a noite.

Uma joint venture foi patrocinada por Israel e EUA Arnold J. Glodman e Patrick Francois, dois engenheiros, inventaram esta planta, criada no deserto de Mojave, em Los Angeles, em 1989. Este sistema tem algumas vantagens relativas sobre todas as outras fontes de energia não renováveis. .

É competitivo em termos de custos, ecológico e fácil de construir. É 7% mais eficaz que as plantas à base de carvão ou óleo e 10% mais eficaz que as usinas nucleares. Este tipo de planta será mais eficaz em áreas ensolaradas e brilhantes em todo o mundo.

Produção:

A energia solar, apesar do declínio nos custos, ainda contribui com menos de 0, 5% da produção global de energia. Mas, considerando o custo redutor e o vasto potencial, é provável que cresça de forma constante. Na Índia e na China, está agora a ser cada vez mais utilizado em aparelhos como aquecedores de água, secadores de colheitas, fogões, etc.

A China, a este respeito, está à frente de outros países onde estão sendo fabricados 20 mil metros quadrados de coletores de calor. Alguns países estão tentando seriamente usar a energia solar na eletrificação rural. A República Dominicana, por exemplo, iniciou um programa conjunto, com uma empresa dos EUA - Enersol Associates - para estender a eletricidade às áreas rurais. Sri Lanka e Indonésia também estão no mesmo caminho.

A produção de energia elétrica a partir da energia solar não é muito alta. É menos de 700 GWH. Quatro quintos disso são produzidos pelos EUA, particularmente nos desertos da Califórnia, onde a energia de 600 MW é produzida a partir de energia solar. Israel também está produzindo uma certa quantidade de energia. Agora luzes portáteis, calculadoras, carregadores de bateria são executados por energia solar.

Perspectivas:

A perspectiva da energia solar é ilimitada. Embora a disseminação de células foto-voltaicas não atenda às expectativas, sua eficiência aumentou significativamente. Espera-se que suba muito mais quando o preço cair. Mais avanço tecnológico desta célula levará a energia solar para capturar o mercado enorme nos próximos anos.

Fonte de Energia Renovável: Tipo # 2. Energia Eólica:

A energia eólica é absolutamente fonte de energia renovável, inesgotável e livre de poluição. O mecanismo de conversão de energia do sopro do vento é muito simples e praticado desde o período medieval. A energia cinética do vento, através de turbinas, é convertida em energia elétrica.

Os sistemas de vento planetário na Terra são muito previsíveis e consistentes.

De acordo com as características, velocidade e padrão de sopro dos sistemas eólicos, pode ser dividido em três tipos:

1. Sistemas de Vento Permanente,

2. Sistemas eólicos locais e

3. Brisa Costeira, Terrestre e Marítima.

Os sistemas de vento permanentes são ventos alísios - Westerlies; sistemas de vento locais como o sopro da monção na estação. Além dos fortes ventos costeiros, as brisas marítimas e terrestres são muito consistentes e tão poderosas que, se usadas adequadamente, podem produzir uma quantidade apreciável de eletricidade sem qualquer custo recorrente significativo.

Produção:

Até agora, apenas alguns países conseguiram aproveitar uma quantidade considerável de eletricidade da energia eólica. Os Estados Unidos produzem no máximo - 2.700 Giga-watt horas em 1993-94, seguidos pela Dinamarca - 744 Giga-watt horas e Austrália - 125 Giga-watt horas.

Em 1999, 20.000 turbinas eólicas estão em operação, espalhadas por 12 países, com uma capacidade instalada de mais de 2.200 megawatts.

Entre os países consumidores, a Dinamarca registra a taxa máxima de crescimento, onde 3.400 turbinas contribuem com 3% de sua necessidade total de energia. Os EUA - o maior país produtor de energia eólica - têm, no entanto, a maioria das estações geradoras confinadas na Califórnia, onde cerca de 15.000 turbinas contribuem com 1% da necessidade nacional.

A Índia, em relação à produção de energia eólica, não está muito atrasada. Tem um programa ambicioso para instalar 250 turbinas eólicas, com uma capacidade total de 45 megawatts, distribuídas por 12 locais adequados, especificamente nas áreas costeiras. As turbinas indianas de alta confiabilidade, estimadas pelo Ministério de Energia e Energia, poderão produzir 3.000 megawatts em um futuro próximo.

O Ministério de Fontes Não-convencionais de Energia está desenvolvendo a energia eólica na Índia para diminuir a carga da conta de importação de petróleo. O potencial de geração de energia eólica do país é superior a 150.000 megawatts, dos quais 1/4 é recuperável.

Vantagens:

1. Favorável ao meio ambiente e livre de poluição.

2. Os custos operacionais e de manutenção são mínimos.

3. Planejamento, relatório de projeto, relatório de viabilidade técnica e construção requer apenas alguns meses.

4. Pequenas turbinas requerem tecnologia simples.

5. Turbinas pequenas, muitas vezes úteis para transmissão em áreas remotas. As perdas de transmissão são, portanto, evitadas.

Desvantagens:

1. Comparado aos combustíveis fósseis, ainda não é economicamente viável, pois a produção é muito baixa e errática.

2. A maioria das máquinas deve ser importada dos EUA e da Europa.

3. A construção é muito difícil, uma vez que os locais são em grande parte localizados em terrenos hostis e inacessíveis.

4. Sopro de vento pode ser errático.

Futuro da energia eólica:

Diferentes experimentos de desenvolvimento de energia eólica nas últimas duas décadas (1980-2000) resultaram em preço reduzido da tecnologia e mais adaptabilidade das máquinas em diferentes condições. As turbinas eólicas são comparativamente mais baratas e os custos caíram para um terço do preço anterior.

Quando houver muitos projetos melhorados no mercado, eles serão mais baratos do que as usinas à base de carvão ou petróleo. Será então a energia do mundo futuro.

Fonte de Energia Renovável: Tipo # 3. Energia Geotérmica:

Abaixo da crosta terrestre (12 a 60 km de espessura) a temperatura aumenta com a profundidade.

A segunda camada - o manto tem cerca de 3.000 km de espessura. Em terceiro lugar vem o núcleo externo, que tem cerca de 2.000 km de espessura. Núcleo interno (4ª camada) é de cerca de 1.500 km

A temperatura no núcleo da terra pode ir até 4.800 ° C, onde todos os materiais pesados, como níquel, ferro, etc. são convertidos em estado de lava fundida.

Se fissuras ou rachaduras se desenvolvem na crosta e no manto, então o magma do manto sai vigorosamente. Esta tremenda energia térmica pode ser aproveitada com sucesso e pode ser convertida em energia elétrica. É popularmente conhecido como "energia geotérmica".

Esta energia é agora considerada uma das principais fontes de energia que pode aliviar a atual crise energética do mundo. As possíveis áreas onde a energia geotérmica pode ser aproveitada são gêiseres, fontes termais, vulcões etc.

O uso da energia geotérmica é tão antigo quanto a própria civilização. As fontes termais e gêiseres estão sendo usados ​​desde o período medieval.

A primeira tentativa moderna bem-sucedida (1890) de explorar o calor subterrâneo foi feita na cidade de Boise, Idaho (EUA), onde uma rede de tubulação de água quente foi construída para dar calor aos edifícios circundantes. Esta planta ainda está funcionando sem problemas.

Posteriormente, essa ideia se espalhou na Europa. Em 1904, o sistema de conversão de energia indígena foi aplicado no distrito da Toscana, na Itália. A Nova Zelândia foi o terceiro país, onde a usina geotérmica foi construída em Wairaka em 1958 para produzir 300 MW de potência.

Intrusões magmáticas saindo de uma profundidade de seis a sete milhas (10 km) freqüentemente criam uma grande piscina de água onde a temperatura pode exceder 500 ° F (260 ° C). Muitas vezes, eles produzem grandes gêiseres como o Old Faithful no Yellowstone Park, EUA. Esses gêiseres e fontes termais são a fonte de energia interminável durante todo o ano, se devidamente aproveitados.

A tecnologia das usinas geotérmicas é muito simples. Águas superficiais - através de camadas porosas ou rachaduras - percolam muito profundamente e encontram pontos quentes, uma formação geológica especial, que fica muito quente. Essa água quente é então ejetada automaticamente para cima e coletada para produzir energia. Se não for ejetado, ele pode ser coletado através da operação de perfuração.

Os processos comuns em unidades geotérmicas são:

1. O vapor natural ejetado entra diretamente nos tubos para acionar os motores geradores.

2. A água quente do subsolo é usada para fins de aquecimento residencial ou industrial.

3. Água de superfície fria é injetada nos reservatórios subterrâneos quentes, produzindo vapor usado nas turbinas.

Produção:

A energia geotérmica é uma das fontes de energia que mais cresce. Em 1995-96, a produção global foi de 48.040 milhões de quilowatts-hora, registrando um aumento de 69% desde 1985.

Os EUA são o maior produtor de energia geotérmica, produzindo 18.000 milhões de horas KW, registrando um crescimento de 58% desde 1985. A primeira tentativa de produzir energia a partir dessa fonte foi em 1890 na cidade de Boise, Idaho. Desde 1960, foram feitos esforços para estimar o potencial geotérmico de água e vapor nos gêiseres da Califórnia. Até 1990, 20 usinas de energia em 150 poços de água quente e vapor começaram a contribuir com 3% da eletricidade consumida na Califórnia.

Em 1979, um poço geotérmico foi perfurado em Chesapeake Bay-shore, Maryland. Locais potenciais para a produção geotérmica foram destinados da Geórgia do Sul a Nova Jersey.

México, Filipinas, Itália, Japão e todos os outros países infestados de vulcões produzem agora uma enorme quantidade de energia geotérmica.

Vantagens:

1. Uma fonte de energia versátil com usabilidade múltipla.

2. Tem imenso potencial, se aproveitado corretamente.

3. Detecção de ponto quente abaixo da superfície da terra é muito fácil através de imagens de satélite.

4. Custo recorrente insignificante.

Desvantagens:

1. A subsidência do solo pode ocorrer.

2. Minerais subterrâneos podem contaminar a água local.

3. Custos iniciais altos.

Fonte de Energia Renovável: Tipo # 4. Energia das Marés:

As correntes oceânicas são a loja da energia infinita. Desde o início do século XVII-XVIII, esforços persistentes foram feitos para criar um sistema de energia mais eficiente a partir das ondas incessantes da corrente oceânica. A costa da Nova Inglaterra nos EUA testemunhou esse experimento ao longo de 300 anos.

O primeiro projeto de energia das marés é, talvez, o filho cerebral do Dr. Franklin Roosevelt. Na Baía de Fundy, no Canadá, ele estimou que a variação da altura das marés excede 10-15 m. (30 a 50 pés). Esse esforço foi em vão. Depois de 1980, o governo canadense assumiu novamente o projeto e construiu uma represa de 8 km para aproveitar a energia das marés.

Desde então, pelo menos 15 projetos de maré foram realizados na área de Fundy Bay. Notáveis ​​entre estes são Annapolis, Shepody, Cabscook e Amherst etc.

A França também é um dos principais produtores de energia das marés. O estuário de La Ranee é o maior da França, onde a produção de eletricidade atende à demanda do bairro. São Miguel é outra área em que o trabalho de construção está em andamento. Severn, no Reino Unido, e Kislaya Bay, na Rússia, também produzem alguma energia das marés. O governo indiano está planejando agora criar alguns projetos de energia das marés na costa leste e no Golfo de Kutch.

Fonte de Energia Renovável: Tipo 5. Energia de Biomassa:

Biomassa refere-se à energia que pode ser aproveitada da queima de qualquer forma natural de crescimento. Pode ser tanto dejetos animais quanto de culturas - geralmente madeira combustível, esterco e resíduos de colheita.

A biomassa é uma fonte potencial de conversão de energia. Ele pode ser convertido em energia elétrica, energia térmica ou gás para cozinhar e abastecer os motores. Ele vai acabar com lixo ou lixo por um lado e produzir energia por outro.

Isso melhorará a vida econômica das áreas rurais em países subdesenvolvidos e em desenvolvimento, diminuirá a poluição ambiental, aumentará a autossuficiência e reduzirá a pressão sobre a lenha. Uma fonte de energia multi-benéfica, de fato!

A energia da biomassa é distintamente diferente nas regiões rurais e urbano-industriais:

1. Nas regiões urbano-industriais, a disposição de resíduos sólidos está colocando sérios problemas. Pode ser tomado como matéria-prima para produzir eletricidade. Segundo estimativas, cada kg desse resíduo sólido pode produzir 12.000 BTUs de energia. Esta energia pode ser convenientemente usada em geradores comuns.

Processo:

O processo de reciclagem de resíduos e geração de energia é muito simples. O lixo requer secagem, trituração e filtragem de ar para remover umidade e partículas não combustíveis.

2. A economia rural também pode usar com sucesso a biomassa para geração de energia e esgoto urbano como fertilizante no campo. A madeira de combustível, o estrume e os resíduos das culturas podem ser convertidos em energia com sucesso após a gaseificação. Essa biomassa gaseificada pode ser convertida em energia elétrica ou usada como combustível para cozinhar ou para motores.

Processo:

O processo de conversão é conhecido desde 1940. Mas o novo processo de gaseificação é mais eficiente. Turbinas a gás ou biomassa gaseificada podem converter biomassa em gás, utilizável como gás de carvão. Tentativas bem sucedidas foram feitas para o plantio de biomassa e gaseificação em grande escala nas plantações brasileiras de cana-de-açúcar, onde o caldo de cana é convertido em álcool etílico, utilizável em automóveis.

Experiências bem-sucedidas semelhantes estão sendo realizadas nos EUA para usar extratos de soja para produzir combustível para automóveis. Além disso, o etanol fermentado de cana-de-açúcar é usado com sucesso em combustível de transporte. Estes podem eventualmente reduzir a dependência do petróleo.

Vantagens:

1. A eletrificação das áreas rurais será mais barata e fácil.

2. Gerará emprego nas áreas rurais nos países em desenvolvimento em desenvolvimento.

3. Diminuir a dependência de combustíveis fósseis importados.

4. Os resíduos ecológicos são biodegradáveis.

Problemas:

A conversão de biomassa em energia não está, no entanto, isenta de problemas.

Os principais problemas são:

1. Plantações de biomassa podem dificultar o equilíbrio ecológico.

2. A erosão do solo irá acelerar.

3. Os nutrientes do solo serão esgotados.

Eletricidade de biogás no mundo em desenvolvimento:

Nos países densamente povoados do Sudeste Asiático, o digestor de biogás inaugurou uma nova esperança para combater a crescente crise energética. A fermentação simples de substâncias orgânicas através de câmaras de gás construídas de forma autóctone está produzindo energia necessária para a eletrificação doméstica, cozinhar, aquecer e bombear água. O estrume de vaca é usado como combustível principal, disponível dentro de casa, sem nenhum custo extra.

Atualmente, a China e a Índia têm pelo menos 7 milhões e 2 milhões de digestores de biogás, respectivamente.

Esses digestores têm vários méritos:

1. Mais barato para instalar.

2. O processo é simples.

3. A operação está limpa.

4. Aumenta a autossuficiência.

5. Uma forma renovável de produção de energia.

Câmaras de gás percorreram um longo caminho desde os campos de concentração de Naji. Então (1940-45) as "câmaras de gás" de Naji na Alemanha eram câmaras de morte. Agora eles são bio (vida) -câmaras. Como disse o célebre físico Kapitza: Falar de energia atômica em termos de bomba atômica é comparável a falar de eletricidade em itens de corrente elétrica.