Apesar de essa energia ser uma “novidade” no cenário global, a energia solar tem registros históricos no tempo de Arquimedes, no qual se diz q eu Arquimedes ateou fogo a armada de Marcela, no qual ele utilizara um pequeno pedaço de vidro, desviando todos os raios solares às tropas romanas, mas em relação às máquinas movidas com a energia solar, sabe-se q as primeiras também eram geradas com energia à vapor, assim uma das máquinas q chamaram a atenção foi a segunda dessa época, feita por Ericsson em 1883, no qual foi projetada para estar em operação a ar ou a vapor,na época a bomba de 5 polegadas foi conectada a máquina, e de acordo com Ericsson ele empregou um coletor de 1c.v. por pés.
A energia fotovoltaica, inicialmente a NASA q foi atrás dessa tecnologia, mesmo não estando muito certa das vantagens dadas pelos painéis solares, assim ela começou adotando o Vanguard l, lançado em 1958 foi o 4° satélite artificial da Terra e foi o primeiro satélite a ter placas solares, no qual tinha um pequeno painel, seis células solares com uma área de 1dm², que alimentava um transmissor back-up, apesar de tudo o transmissor funcionou durante 8 anos, mas aquele alimentado pelas células solares, falhou em 20 dias. Mesmo com esse fiasco o sistema norte-americano continuou com o programa de células solares, junto com o programa soviético, que lançou o Sputnik, em que graças a essa corrida espacial que ocorreu grande desenvolvimento dessas células.
Após todo esse desenvolvimento Joseph Lindmeyer, que trabalhava para a Communications Satellite Corporation, inventou uma célula de silício que era 50% mais eficiente do que qualquer outra já inventada, assim Lindmeyer se convenceu de que essa energia já estaria pronta para a população, assim saiu da Comsat e com Peter Varadi fundou a Solarex em 1973. Solarex foi uma das primeiras empresas fotovoltaicas direcionadas aos públicos para sistemas telecomunicações remotos e bóias de navegação, assim depois da primeira crise petrolífera o mercado de energia fotovoltaica obteve um avanço “milagroso”. Com a crise petrolífera (1973), houve pesquisas em relação a células solares, em que sua maior atenção estava em baratear/reduzir seus custos de produção e de instalação. Até esse tempo o sistema de painéis solares estava baseado nas células de silício mono cristalino, assim com a investigação intensiva, conduziu a descoberta de novos materiais, o silício multicristalino ou silício amorfo, que eram muito menos exigentes em relação ao seu processo de fabricação. Além disso, houve outra descoberta de um investigador do MIT, Emanuel Sachs, que disse ter conseguido aumentar a eficiência dessas células solares.
Assim a energia solar tem por alguns objetivos a sua instalação nos meios urbanos, como em carros, mas os cientes dessa estrutura estão em um problema, que seria, em sua instalação, pois as placas solares são volumosas de mais para o suporte do carro, deste modo inúmeras empresas procuram solucionar esse problema através do publico, como concursos, como a Panasonic, em que realiza há 20 anos a procura desse carro, ou a Winston Solar Car Team, que fornece aos participantes materiais para a solução desse problema.
Na Europa, principalmente Portugal e Espanha, e em outros países menores como o Brasil, estão começando a existir pequenos projetos de energia renovável nos ambientes urbanos.Incentivadas pela economia e o lucro obtido a partir de placas solares ou aerogeradores.No Brasil,a energia renovável não é tão divulgada.De acordo com , o nordeste do Brasil, seria um lugar ideal para a produção de energia solar.Estudos estão sendo feitos no nordeste do Brasil, para ver onde e como seria o posicionamento ideal para acumular mais energia e o Brasil tem um grande número de prédios, que o teto dos prédios podiam ser aproveitados para o abastecimento do prédio.Podendo assim ser auto sustentáveis em relação à energia e também podia ser auto sustentável no ponto hidráulico, reaproveitando a água da chuva.
Mas, alguns cientistas se opõem a idéia de que as energias renováveis iram ser “a salvação” da terra em relação ao aquecimento global. Os cientistas ainda discutem o que é melhor para a sociedade.Muitas pessoas não associam aquecimento global com energias renováveis ou associam de um jeito errado, como quando associam um complementando o outro.Mas, na verdade,uma tem tudo haver com a outra, mas uma “atrapalhando” a outra. O aquecimento global têm efeitos mais aparentes, como, o aumento da temperatura média global e marítima, aumento do efeito estufa, entre outros.Mas o aquecimento global também pode ter efeitos menos óbvios como na corrente marítima do Atlântico Norte e é provocada por diferenças na temperatura entre os mares.E com o aquecimento global e o efeito estufa um dos efeitos mais conhecidos deles, o aquecimento da água dos oceanos, mostra as suas consequências que se elevar a temperatura da água dos oceanos, uniformiza a temperatura entre os mares e que consequentemente faz com que a corrente do Atlântico Norte deixe de existir isso significa que áreas como a Escandinávia e a Inglaterra ficaram com climas mais frios.
Enquanto o Hemisfério Norte o aquecimento global causará períodos de glaciação, o Hemisfério Sul sofrerá um intenso aquecimento.O problema das energias renováveis (neste caso da energia solar e da eólica) é que no Hemisfério Sul ficará muito quente , o que faz com que em alguns lugares não tenha vento suficiente para girar turbinas eólicas e também que precise ter uma enorme quantidade de baterias e outros equipamentos para “estocar” essa energia tão grande e um potente inversor,equipamento que controla a quantidade de energia mandada para determinado local.No Hemisfério Norte irá ocorrer o contrário do Hemisfério Sul, ele irá ter longos períodos de glaciação e períodos de enorme calor que hoje em dia já passa dos 40ºC.Em períodos com grande calor, irá acontecer o que acontecera no Hemisfério Sul e em períodos de glaciação não irá ter muita luz solar, por causa da névoa e ocasionalmente da neve, e não irá ter um velocidade do vento muito grande capaz de girar as turbinas eólicas e por causa da temperatura irá acontecer um desgaste mais rápido das turbinas.
Poluição dos automóveis
Sabe-se que atualmente a maioria dos veículos utilizados no mundo é movido à combustão do combustível gasolina que libera em seu processo o gás carbônico (CO²) e também sabe-se que a causa principal do fenômeno Aquecimento Global é o excesso desse gás na atmosfera e, portanto a junção desses dois dados nos informa que o planeta esta em constante aquecimento e ele irá aquecer gradualmente se nós continuarmos a liberar CO² na atmosfera então, podemos concluir que devemos mudar a forma de gerar energia para os automóveis, mas não é esse o único motivo para o enorme movimento que deveria ser feito para a substituição dos veículos atuais por novos veículos que não poluirão o meio ambiente. Atualmente a matéria prima que constitui a gasolina, o petróleo, esta em falta já que esse não é uma matéria prima renovável e é esgotável alem, graças a nossa constante extração e utilização desse material. Conclusão é necessário a utilização de um veículo que não apenas não polua, mas um veículo com uma fonte de energia renovável.
Células a combustível
O principio de energia gerada através da combustão fria de hidrogênio vem da idéia de célula combustível apresentada por “Sir Grove” em 1835. “para o leigo estas células estão relacionadas à eletroquímica e servem para produzir eletricidade de uma forma mais ecológica e coerente, praticamente sem qualquer emissão de substancia tóxica” esse é o conceito apresentado por Hartmut Wendt, Michael Götz e Marcelo Linardi (1999). As células a combustível funcionam através da combustão eletroquímica a frio de um combustível na forma gasosa, no caso o hidrogênio. Hartmut Wendt, Michael Götz e Marcelo Linardi explicam essa combustão assim:
“As células a combustível são, em principio, baterias de funcionamento continuo, que produzem corrente continua [...] o hidrogênio é oxidado à prótons num eletrodo de difusão gasosa, liberando elétrons [...]
No eletrodo oposto, também de difusão gasosa, considerando-se as células a membrana trocadora de prótons (meio ácido),tem-se a reação:
2 H+ + 2 e- + 1/2 O2 ® H2O
Eletrodos de difusão gasosa são condutores eletrônicos permeáveis aos gases reagentes e são separados um do outro por um eletrólito (condutor iônico), de um modo que os gases não se misturem. O eletrólito pode ser um líquido, um polímero condutor de cátions, saturado com um líquido, ou um sólido (óxido de zircônio). Obtêm-se potenciais de trabalho de célula para o sistema hidrogênio / oxigênio entre 0,5 e 0,7 V. Potenciais de circuito aberto ficam entre 1,1 e 1,2 V. Devido à sua alta reatividade, hidrogênio é, hoje em dia, a escolha mais apropriada para o combustível. Geralmente, classificam-se os vários tipos de células a combustível pelo tipo de eletrólito utilizado e pela temperatura de operação.”
Carros já existentes
Há já há existência de carros movidos a membrana (PEMFC) de hidrogênio e esses são veículos de emissão zero de gases poluentes, os principais foram o NECAR I, II, III e IV. O NECAR I é semelhante ao estilo de um mini ônibus, mas como esta preenchido quase que totalmente pelos equipamentos pode transportar apenas uma pessoa, já os outros três estilos tem capacidade de, no mínimo, 4 pessoas, apesar disso o NECARIII utiliza juntamente ao hidrogênio o metanol.
Hidrogênio
A utilização do hidrogênio como combustível alternativo que ao mesmo tempo não polui o meio ambiente é um assunto que vem crescendo cada vez mais,mas ao mesmo tempo surgem, vários problemas alguns deles com soluções que ainda estão sendo discutidas e outros ainda em aberto
Um dos grandes problemas que se encontra na utilização de hidrogênio no setor de transportes é a falta de uma tecnologia de armazenagem segura e eficiente ao nível energético além de uma relação aceitável entre capacidade de armazenagem de energia e volume necessário levando em conta o preço e eficiência dos veículos que viriam a ser produzidos. O Departamento de Energia dos Estados Unidos da America estipulou como nível mínimo desejável 6wt% e 45Kg H2 m-3,já a Agência de Energia Internacional determinou como nível mínimo aceitável 5wt e 50 H2 m-3.
Entre as possibilidades a serem estudadas como solução está a utilização de nanotubos de carbono ou hidretos metálicos ambas nanotecnologias que funcionariam armazenando o hidrogênio a nível molecular.
A análise do desempenho de nanotubos de carbono para armazenamento de hidrogênio foca-se na modificação de nanomateriais de carbono (nomeado através de “dopagem” com outros materiais, como elementos de transição), de modo a aumentar o desempenho relativamente ao armazenamento de hidrogênio. A metodologia será baseada na produção de elementos dopantes e na estrutura dos CNTs (nanotubos de carbono);pretende-se que,através do controle desses parâmetros,se consiga permitir a adsorção do Hidrogênio as temperaturas e pressões desejadas.( Margarida C. Coelho,José J. A.,Gracio e Antonio C. M. Sousa,2007).
ENERGIA EÓLICA
Pela abundância do vento em algumas partes do mundo, há lugares com muitos moinhos, que são denominados de ‘fazenda eólica’. Segundo um artigo da CRESESB (Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sergio de Salvo Brito),a tecnologia atual de fontes alternativas de energia proporciona amplas possibilidades de a aplicação da energia eólica em bases competitivas. (...) encontradas tanto em escala muito pequena (...) quanto em grande escala (Patricia de Castro da Silva)
Ao falar da pequena escala, a autora cita exemplos como: pequenos aerogeradores, aquecimento de água e pequenos eletrodomésticos.Uma geladeira (150-400W de potência) consome sessenta kWh por mês.
Um carro Smart modelo Brazilian Editon consome 62 kW com oitenta e quatro cavalos/RPM.
Conforme a análise dos dados aqui apresentados, a energia eólica produzida em pequena escala pode abastecer um carro Smart, uma vez que a energia eólica pode abastecer um microondas, produz energia suficiente para o carro que tem baixa potência
A energia fotovoltaica, inicialmente a NASA q foi atrás dessa tecnologia, mesmo não estando muito certa das vantagens dadas pelos painéis solares, assim ela começou adotando o Vanguard l, lançado em 1958 foi o 4° satélite artificial da Terra e foi o primeiro satélite a ter placas solares, no qual tinha um pequeno painel, seis células solares com uma área de 1dm², que alimentava um transmissor back-up, apesar de tudo o transmissor funcionou durante 8 anos, mas aquele alimentado pelas células solares, falhou em 20 dias. Mesmo com esse fiasco o sistema norte-americano continuou com o programa de células solares, junto com o programa soviético, que lançou o Sputnik, em que graças a essa corrida espacial que ocorreu grande desenvolvimento dessas células.
Após todo esse desenvolvimento Joseph Lindmeyer, que trabalhava para a Communications Satellite Corporation, inventou uma célula de silício que era 50% mais eficiente do que qualquer outra já inventada, assim Lindmeyer se convenceu de que essa energia já estaria pronta para a população, assim saiu da Comsat e com Peter Varadi fundou a Solarex em 1973. Solarex foi uma das primeiras empresas fotovoltaicas direcionadas aos públicos para sistemas telecomunicações remotos e bóias de navegação, assim depois da primeira crise petrolífera o mercado de energia fotovoltaica obteve um avanço “milagroso”. Com a crise petrolífera (1973), houve pesquisas em relação a células solares, em que sua maior atenção estava em baratear/reduzir seus custos de produção e de instalação. Até esse tempo o sistema de painéis solares estava baseado nas células de silício mono cristalino, assim com a investigação intensiva, conduziu a descoberta de novos materiais, o silício multicristalino ou silício amorfo, que eram muito menos exigentes em relação ao seu processo de fabricação. Além disso, houve outra descoberta de um investigador do MIT, Emanuel Sachs, que disse ter conseguido aumentar a eficiência dessas células solares.
Assim a energia solar tem por alguns objetivos a sua instalação nos meios urbanos, como em carros, mas os cientes dessa estrutura estão em um problema, que seria, em sua instalação, pois as placas solares são volumosas de mais para o suporte do carro, deste modo inúmeras empresas procuram solucionar esse problema através do publico, como concursos, como a Panasonic, em que realiza há 20 anos a procura desse carro, ou a Winston Solar Car Team, que fornece aos participantes materiais para a solução desse problema.
Na Europa, principalmente Portugal e Espanha, e em outros países menores como o Brasil, estão começando a existir pequenos projetos de energia renovável nos ambientes urbanos.Incentivadas pela economia e o lucro obtido a partir de placas solares ou aerogeradores.No Brasil,a energia renovável não é tão divulgada.De acordo com , o nordeste do Brasil, seria um lugar ideal para a produção de energia solar.Estudos estão sendo feitos no nordeste do Brasil, para ver onde e como seria o posicionamento ideal para acumular mais energia e o Brasil tem um grande número de prédios, que o teto dos prédios podiam ser aproveitados para o abastecimento do prédio.Podendo assim ser auto sustentáveis em relação à energia e também podia ser auto sustentável no ponto hidráulico, reaproveitando a água da chuva.
Mas, alguns cientistas se opõem a idéia de que as energias renováveis iram ser “a salvação” da terra em relação ao aquecimento global. Os cientistas ainda discutem o que é melhor para a sociedade.Muitas pessoas não associam aquecimento global com energias renováveis ou associam de um jeito errado, como quando associam um complementando o outro.Mas, na verdade,uma tem tudo haver com a outra, mas uma “atrapalhando” a outra. O aquecimento global têm efeitos mais aparentes, como, o aumento da temperatura média global e marítima, aumento do efeito estufa, entre outros.Mas o aquecimento global também pode ter efeitos menos óbvios como na corrente marítima do Atlântico Norte e é provocada por diferenças na temperatura entre os mares.E com o aquecimento global e o efeito estufa um dos efeitos mais conhecidos deles, o aquecimento da água dos oceanos, mostra as suas consequências que se elevar a temperatura da água dos oceanos, uniformiza a temperatura entre os mares e que consequentemente faz com que a corrente do Atlântico Norte deixe de existir isso significa que áreas como a Escandinávia e a Inglaterra ficaram com climas mais frios.
Enquanto o Hemisfério Norte o aquecimento global causará períodos de glaciação, o Hemisfério Sul sofrerá um intenso aquecimento.O problema das energias renováveis (neste caso da energia solar e da eólica) é que no Hemisfério Sul ficará muito quente , o que faz com que em alguns lugares não tenha vento suficiente para girar turbinas eólicas e também que precise ter uma enorme quantidade de baterias e outros equipamentos para “estocar” essa energia tão grande e um potente inversor,equipamento que controla a quantidade de energia mandada para determinado local.No Hemisfério Norte irá ocorrer o contrário do Hemisfério Sul, ele irá ter longos períodos de glaciação e períodos de enorme calor que hoje em dia já passa dos 40ºC.Em períodos com grande calor, irá acontecer o que acontecera no Hemisfério Sul e em períodos de glaciação não irá ter muita luz solar, por causa da névoa e ocasionalmente da neve, e não irá ter um velocidade do vento muito grande capaz de girar as turbinas eólicas e por causa da temperatura irá acontecer um desgaste mais rápido das turbinas.
Poluição dos automóveis
Sabe-se que atualmente a maioria dos veículos utilizados no mundo é movido à combustão do combustível gasolina que libera em seu processo o gás carbônico (CO²) e também sabe-se que a causa principal do fenômeno Aquecimento Global é o excesso desse gás na atmosfera e, portanto a junção desses dois dados nos informa que o planeta esta em constante aquecimento e ele irá aquecer gradualmente se nós continuarmos a liberar CO² na atmosfera então, podemos concluir que devemos mudar a forma de gerar energia para os automóveis, mas não é esse o único motivo para o enorme movimento que deveria ser feito para a substituição dos veículos atuais por novos veículos que não poluirão o meio ambiente. Atualmente a matéria prima que constitui a gasolina, o petróleo, esta em falta já que esse não é uma matéria prima renovável e é esgotável alem, graças a nossa constante extração e utilização desse material. Conclusão é necessário a utilização de um veículo que não apenas não polua, mas um veículo com uma fonte de energia renovável.
Células a combustível
O principio de energia gerada através da combustão fria de hidrogênio vem da idéia de célula combustível apresentada por “Sir Grove” em 1835. “para o leigo estas células estão relacionadas à eletroquímica e servem para produzir eletricidade de uma forma mais ecológica e coerente, praticamente sem qualquer emissão de substancia tóxica” esse é o conceito apresentado por Hartmut Wendt, Michael Götz e Marcelo Linardi (1999). As células a combustível funcionam através da combustão eletroquímica a frio de um combustível na forma gasosa, no caso o hidrogênio. Hartmut Wendt, Michael Götz e Marcelo Linardi explicam essa combustão assim:
“As células a combustível são, em principio, baterias de funcionamento continuo, que produzem corrente continua [...] o hidrogênio é oxidado à prótons num eletrodo de difusão gasosa, liberando elétrons [...]
No eletrodo oposto, também de difusão gasosa, considerando-se as células a membrana trocadora de prótons (meio ácido),tem-se a reação:
2 H+ + 2 e- + 1/2 O2 ® H2O
Eletrodos de difusão gasosa são condutores eletrônicos permeáveis aos gases reagentes e são separados um do outro por um eletrólito (condutor iônico), de um modo que os gases não se misturem. O eletrólito pode ser um líquido, um polímero condutor de cátions, saturado com um líquido, ou um sólido (óxido de zircônio). Obtêm-se potenciais de trabalho de célula para o sistema hidrogênio / oxigênio entre 0,5 e 0,7 V. Potenciais de circuito aberto ficam entre 1,1 e 1,2 V. Devido à sua alta reatividade, hidrogênio é, hoje em dia, a escolha mais apropriada para o combustível. Geralmente, classificam-se os vários tipos de células a combustível pelo tipo de eletrólito utilizado e pela temperatura de operação.”
Carros já existentes
Há já há existência de carros movidos a membrana (PEMFC) de hidrogênio e esses são veículos de emissão zero de gases poluentes, os principais foram o NECAR I, II, III e IV. O NECAR I é semelhante ao estilo de um mini ônibus, mas como esta preenchido quase que totalmente pelos equipamentos pode transportar apenas uma pessoa, já os outros três estilos tem capacidade de, no mínimo, 4 pessoas, apesar disso o NECARIII utiliza juntamente ao hidrogênio o metanol.
Hidrogênio
A utilização do hidrogênio como combustível alternativo que ao mesmo tempo não polui o meio ambiente é um assunto que vem crescendo cada vez mais,mas ao mesmo tempo surgem, vários problemas alguns deles com soluções que ainda estão sendo discutidas e outros ainda em aberto
Um dos grandes problemas que se encontra na utilização de hidrogênio no setor de transportes é a falta de uma tecnologia de armazenagem segura e eficiente ao nível energético além de uma relação aceitável entre capacidade de armazenagem de energia e volume necessário levando em conta o preço e eficiência dos veículos que viriam a ser produzidos. O Departamento de Energia dos Estados Unidos da America estipulou como nível mínimo desejável 6wt% e 45Kg H2 m-3,já a Agência de Energia Internacional determinou como nível mínimo aceitável 5wt e 50 H2 m-3.
Entre as possibilidades a serem estudadas como solução está a utilização de nanotubos de carbono ou hidretos metálicos ambas nanotecnologias que funcionariam armazenando o hidrogênio a nível molecular.
A análise do desempenho de nanotubos de carbono para armazenamento de hidrogênio foca-se na modificação de nanomateriais de carbono (nomeado através de “dopagem” com outros materiais, como elementos de transição), de modo a aumentar o desempenho relativamente ao armazenamento de hidrogênio. A metodologia será baseada na produção de elementos dopantes e na estrutura dos CNTs (nanotubos de carbono);pretende-se que,através do controle desses parâmetros,se consiga permitir a adsorção do Hidrogênio as temperaturas e pressões desejadas.( Margarida C. Coelho,José J. A.,Gracio e Antonio C. M. Sousa,2007).
ENERGIA EÓLICA
Pela abundância do vento em algumas partes do mundo, há lugares com muitos moinhos, que são denominados de ‘fazenda eólica’. Segundo um artigo da CRESESB (Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sergio de Salvo Brito),a tecnologia atual de fontes alternativas de energia proporciona amplas possibilidades de a aplicação da energia eólica em bases competitivas. (...) encontradas tanto em escala muito pequena (...) quanto em grande escala (Patricia de Castro da Silva)
Ao falar da pequena escala, a autora cita exemplos como: pequenos aerogeradores, aquecimento de água e pequenos eletrodomésticos.Uma geladeira (150-400W de potência) consome sessenta kWh por mês.
Um carro Smart modelo Brazilian Editon consome 62 kW com oitenta e quatro cavalos/RPM.
Conforme a análise dos dados aqui apresentados, a energia eólica produzida em pequena escala pode abastecer um carro Smart, uma vez que a energia eólica pode abastecer um microondas, produz energia suficiente para o carro que tem baixa potência
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