Apostila Cefet Sistema Eletrico Potencia

8/12/2019 Apostila Cefet Sistema Eletrico Potencia

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Gerncia de Educao Profissional de Nvel TcnicoCoordenadoria de Eletrotcnica

Apostila de Sistemas

Eltricos dePotncia II


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Vlamyr da Silveira Talyuli


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1. Conceituao !sica- Funo do Sistema eltrico de potncia- Gerao de energia- Linhas de transmisso- Distribuio de energia eltrica

". #erao de Ener$ia Eltrica- Energia hdrica- Energia trmica- Energia nuclear- Energia elica- Energia solar ou fotooltaica-

Energia maremotri!- "iomassa- G#s natural- Energia geotrmica- $lula combustel- %rabalho

%. &in'as de Transmisso- %ens&es de transmisso ' (adroni!ao- )ateriais utili!ados

- $abos condutores

- *soladores e ferramentas- Ferragens e acessrios

- Estruturas das linhas de transmisso- Disposio dos condutores- Dimens&es das estruturas- $lassificao das estruturas

- $abos p#ra'raios- Escolha do traado- (ro+eto

(. Caracter)sticas de Transmisso de Ener$ia em Corrente alternada e Corrente

cont)nua

*. Condut+ncia de ,isperso e E-eito Corona- (erdas nos isoladores- Efeito $orona

- Formao dos efl,ios de corona- (reiso do desempenho das linhas -uanto . formao de corona- Gradiente de potencial na superfcie dos condutores- /n#lise -uantitatia das manifesta&es do efeito corona

- 0adiointerferncia- 0udos ac,sticos

- (erdas de energia por corona


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. &in'as de ,istri/uio- Estudo das cargas eltricas

- *ntroduo- $lassificao das cargas- $uras de carga 1Diagrama de $argas2- )odelos de cargas eltricas- $omposio de cargas

- )ateriais utili!ados- Dimensionamento de uma linha de distribuio- Escolha do traado- (ro+eto

0. edes de ,istri/uio-

)ateriais utili!ados- *luminao p,blica- Dimensionamento de uma 0D- /presentao e an#lise de pro+eto de uma 0D


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1. Conceituao !sica

a2 0ede de Distribuiob2 0ede de Sub'transmisso

c2 0ede de %ransmissod2 Linhas de *nterligaoe2 Gerao ou (roduo

1.1 2uno do Sistema Eltrico de Potncia

*ntegrao dos Sistemas 0egionais

a2 (ossibilidades de interc3mbio de energia entre os diersos sistemas de acordocom as disponibilidades e necessidades diferenciadas4 5 e6cesso de energiadisponel em um dos sistemas em certas ocasi&es absorido por outro -ue se

encontra temporariamente com escasse! -ue a deoler# em seguida7 -uandoinerte a situao de disponibilidade hdrica4

b2 (ossibilidade de construo de centrais maiores e mais eficientes eeconomicamente mais i#eis em cada sistema isoladamente4

c2 /umento de capacidade de resera global das instala&es de gerao para casosde acidentes em alguma central dos sistemas componentes4

d2 /umento da confiabilidade de abastecimento em situa&es anormais eu deemergncia4

e2 (ossibilidade de um despacho de carga ,nica e mais eficiente com alto grau deautomati!ao e otimi!ao4

f2 (ossibilidade de manuteno de um rgo de alta categoria7 em con+unto derateio de despesas7 e conse-8entemente menor incidncia sobre os custos decada sistema4

1. Linhas de Transmisso

So linhas -ue operam com as tens&es mais eleadas do sistema7 tendo como funoprincipal o transporte de energia entre os centros de produo e centros de consumo7como tambm a interligao de centros de produo e mesmo sistemas independentes4Em geral7 so terminadas em subesta&es abai6adoras regionais onde a tenso redu!ida a nel para o incio da distribuio a granel pelas linhas de sub'transmisso4

Em um mesmo sistema pode haer7 e em geral h#7 linhas de transmisso em dois oumais neis de tenso4

2. Linhas de Sub-Transmisso

9ormalmente operam em tens&es inferiores .-uelas dos sistemas de transmisso7 nosendo no entanto incomum operarem com uma tenso tambm e6istente nestes4 Suafuno a distribuio a granel da energia transportada pelas linhas de transmisso4

9ascem nos barramentos das subesta&es abai6adoras locais4 Das subesta&es regionaissaem diersas linhas de sub'transmisso tomando rumos diersos4 Em um sistema

possel tambm haer dois ou mais neis de tenso de sub'transmisso7 como ainda

um sub'nel de sub'transmisso4

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3. Linhas de Distribuio Primria

So linhas de tenso suficientemente bai6as para ocuparem ias p,blicas e

suficientemente eleadas para assegurarem boa regulao7 mesmo para potnciasra!o#eis4 ;s e!es desempenham o papel de linhas de sub'transmisso em pontas desistemas4

4. Linhas de Distribuio Secundrias

5peram com as tens&es mais bai6as do sistema e em geral seu comprimento no e6cede== metros4 Sua tenso apropriada para uso direto em m#-uinas7 aparelhos el3mpadas4 9o "rasil esto em uso sistemas de


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". #erao de Ener$ia Eltrica

2ontes de Ener$ia

De todas as diferentes formas de energia 1as principais foras -ue a originam e as suasenergias deriadas27 a energia geralmente classificada segundo as suas fontes4Htili!ando a acepo mais comum I energia como capacidade de produ!ir trabalho I

pode'se distinguir trs grupos de fontes de energia7 conforme tabela abai6o4

2ontes #eradoras de Ener$ia

Convencionais 3o Convencionaisou Alternativas

E45ticas

(etrleoG#s 9atural

$aroJidroeletricidade

"iomassa

)arsCentos5ndasKisto

GeotrmicaFisso nuclear

Solar 1produo de calor e?oueletricidade2

Energia solar 1produ!idano interior do Sol2$alor dos oceanos

Fuso nuclear

Caracter)sticas das Principais 2ontes #eradoras de Ener$ia

2onte 6/teno 7sos Vanta$ens ,esvanta$ens

Petr5leo

)atria resultante detransforma&es

-umicas de fsseisanimais e egetais4

E6trado em reserasmartimas oucontinentais4

(roduo deenergia eltrica4

)atria'prima dagasolina e do diesel

e de outrosprodutos como

pl#stico7 borrachasinttica7 ceras7

tintas7 g#s e asfalto4

Domnio datecnologia para

e6plorao e refino4Facilidade detransporte edistribuio4

um recurso esgot#el4Libera di6ido de carbono na

atmosfera7 poluindo oambiente e colaborando para o

aumento da temperatura4

#!s 3atural

5corre na nature!aassociado ou no ao

petrleo4 / presso nasreseras impulsiona og#s para a superfcie7onde coletado em

tubula&es4

/-uecimentoMcombustel para

gerao deeletricidade7

eculos7 caldeirase fornosM matria'

prima de deriadosdo petrleo4

(ode ser utili!adonas formas gasosa e

l-uidaM e6iste umgrande n,mero de

reseras4

um recurso esgot#el44 /construo de gasodutos e

metaneiros 1naios especiais2para o transporte e

distribuio re-uer altosinestimentos4

*nfluencia na formao dechua #cida e na alterao

clim#tica4

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2onte 6/teno 7sos Vanta$ens ,esvanta$ens

3uclear

0eatores nuclearesprodu!em energiatrmica por fisso

1-uebra2 de #tomos deur3nio4 / energia

produ!ida aciona umgerador eltrico4

(roduo de energiaeltrica4 Fabricao

de bombasatNmicas4

/s usinaspodem ser

instaladas emlocais pr6imosaos centros deconsumo4 9o

emite poluentes-ue influem

sobre o efeitoestufa4

9o h# tecnologia paratratar o li6o nuclear4 /

construo dessas usinas cara e demorada4 J# riscosde contaminao nuclear4

8idroeletricidade

/ energia liberada pela-ueda de grande

-uantidade de #guarepresada moe uma

turbina -ue aciona umgerador eltrico4

(roduo de energiaeltrica4

9o emitepoluentes4 /produo

controlada4 9oinfluencia noefeito estufa4

*nundao de grandes#reas7 deslocamento de

popula&es4 / construodessas usinas tambm

cara e demorada4

Carvo mineral

)#teria -ue resulta dastransforma&es -umicasde grandes florestas

soterradas4 E6trado emminas subterrr3neas ou acu descoberto em bacias

sedimentares4

(roduo de energiaeltrica4/-uecimento4

)atria'prima defertili!antes4

Domnio datecnologia deaproeitamento4

Facilidade detransporte edistribuio4

*nfluencia na formao dachua #cida deido .liberao de poluentes

como di6ido de carbono1$5


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7so das 2ontes de Ener$ia

2onte Ener$tica : do uso

mundial

: do uso no

rasil ;" =7/lto risco de acidentes e srios problemascom re+eitos4

Jidr#ulica A7Grande impacto ambiental em funo dasaltera&es na paisagem e das grandes #reasalagadas4

"iomassa

Lenha/lcool '' A7P:=7=

Desmatamento e monoculturas4

%em a antagem de anular o efeito estufa7 +#-ue o replantio da cultura utili!ada significacrescimento da #rea erde4

Limpas permanentes

SolarElica

Geotrmicamaremotri!

''''

''

:7'

/inda enfrenta desafios tecnolgicos para ouso em grande escala4

/ oferta depende de condi&es geogr#ficas ea disponibilidade ari#el4

5bs4O 9o inclui outras fontes reno#eis7 alm da hidr#ulica"alano Energtico 9acional ' /no


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".1 Ener$ia 8)drica

Ener$ia 8idreltrica

a energia proeniente do moimento das #guas4 Ela produ!ida por meio doaproeitamento do potencial hidr#ulico e6istente num rio7 utili!ando desneis naturais7como -uedas de #gua7 ou artificiais7 produ!idos pelo desio do curso original do rio4

6ri$em

9ormalmente constroem'se di-ues -uerepresam o curso da #gua7 acumulando'a num reseratrio a -ue se chama

barragem4 Esse tipo de usina hidr#ulica denominado Hsina com 0eseratriode /cumulao4 Em outros casos7e6istem di-ues -ue no param o cursonatural da #gua7 mas a obrigam a passar

pela turbina de forma a produ!ireletricidade7 denominando'se Hsinas a

Fio de Qgua4

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Ruando se abrem as comportasda barragem7 a #gua presa

passa pelas l3minas da turbina

fa!endo'a girar4 / partir domoimento de rotao daturbina o processo repete'se7 ouse+a7 o gerador ligado . turbinatransforma a energia mec3nicaem eletricidade4

/ energia eltrica gerada leada atras de cabos ou barras condutoras dos terminaisdo gerador at o transformador eleador7 onde tem sua tenso 1oltagem2 eleada paraade-uada conduo7 atras de linhas de transmisso7 at os centros de consumo4 Destaforma7 atras de transformadores abai6adores7 a energia tem sua tenso leada a neis

ade-uados para o consumo4

Produo de Ener$ia 8idreltrica

/ #gua fica arma!enada em um reseratrio para ser usada nos perodos de

estiagem4 Ruando o reseratrio +# est# cheio7 o e6cesso de #gua +ogada fora

atras do ertedouro 1 perdendo assim acumulo de potncia2M

/ %urbina moida por um ato de #gua4 Depois do uso7 a #gua continua o seu

percurso rio abai6oM

5 gerador possui um ei6o -ue moido por uma turbinaM

/ Energia Eltrica produ!ida por um gerador7 na casa de fora4

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Vanta$ens e ,esvanta$ens da Ener$ia 8)drica

Vantagens

9o emite poluentesM

/ produo controladaM

9o influencia no efeito estufa4

Des!antagens

*nundao de grandes #reas7 deslocamento de popula&esM

/ construo dessas usinas tambm cara e demorada4

>$ua e ?eio Am/iente

/s caractersticas fsicas e geogr#ficas do "rasil foram determinadas paraimplantao de um par-ue gerador de energia eltrica de base predominantementehdrica4

5 "rasil um pas priilegiado em recursos hdricos7 e altamente dependente daenergia hdrica7 cerca de PT da energia eltrica brasileira prom de rios4

5 "rasil detm :PT das reseras mundiais de #gua doce disponel7 porm s utili!aum -uarto de seu potencial4 E para alcanar a totalidade do potencial hdrico7 serianecess#rio e6plorar o potencial da /ma!Nnia4

/ energia de origem hdrica ho+e a segunda maior fonte de eletricidade no mundo4

Construo de eservat5rios e seus Impactos

/s principais bacias hidrogr#ficas do "rasil foram reguladas pela construo dereseratrio7 os -uais isoladamente ou em cascata7 constituem um importanteimpacto -ualitatio e -uantitatio nos principais ecossistemas de #guas interiores4 5sreseratrios de grande porte ou pe-ueno porte so utili!ados para in,merasfinalidadesO hidroeletricidade7 resera de #gua para irrigao7 resera de #gua

pot#el7 produo de biomassa 1cultio de pei6es e pesca intensia27 transporte1hidroias2 recreao e turismo4

*nicialmente7 a construo de hidreltricas e a resera de #gua para diersos fins foi oprincipal propsito4 9os ,ltimos inte anos7 os usos m,ltiplos desses sistemas

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diersificaram'se7 ampliando a import3ncia econNmica e social desses ecossistemasartificiais e7 ao mesmo tempo7 produ!indo e introdu!indo noas comple6idades noseu funcionamento e impactos4

Esta grande cadeia de reseratrios tem7 portanto7 um enorme significadoeconNmico7 ecolgico7 hidrolgico e socialM em muitas regi&es do (as essesecossistemas foram utili!ados como base para o desenolimento regional4 Emalguns pro+etos houe plane+amento inicial e uma preocupao com a inseroregionalM em outros casos7 este plane+amento foi pouco desenolido4 Entretanto7deido . press&es por usos m,ltiplos7 estudos intensios foram reali!ados com afinalidade de ampliar as informa&es e6istentes e promoer uma base de dadosade-uada -ue sira como plataforma para futuros desenolimentos4

5s impactos da construo de respresas so relatiamente bem documentados paramuitas bacias hidrogr#ficas4 Estes impactos esto relacionados ao tamanho7 olume7

tempo de reteno do reseratrio7 locali!ao geogr#fica e locali!ao nocontinuum do rio4 5s principais impactos detectados soO

inundao de #reas agricult#eisM

perda de egetao e da fauna terrestresM

interferncia na migrao dos pei6esM

mudanas hidrolgicas a +usante da represaM

altera&es na fauna do rioM

interferncias no transporte de sedimentosM

aumento da distribuio geogr#fica de doenas de eiculao hdricaM

perdas de heranas histricas e culturais7 altera&es em atiidades

econNmicas e usos tradicionais da terraM

problemas de sa,de p,blica7 deido . deteriorao ambientalM

problemas geofsicos deido a acumulao de #gua foram detectados

em alguns reseratriosM perda da biodiersidade7 terrestre e a-u#ticaM

efeitos sociais por relocaoM

%odas estas altera&es podem resultar de efeitos diretos ou indiretos4 0eseratriosem cascata como os construdos nos rios %iet7 Grande7 (aranapanema e SoFrancisco7 produ!em efeitos e impactos cumulatios7 transformando inteiramente ascondi&es biogeofsicas7 econNmicas e sociais de todo o rio4



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9em todos os efeitos da construo de reseratrios so negatios4 Dee'seconsiderar tambm muitos efeitos positios comoO

produo de energiaO hidroeletricidadeM

reteno de #gua regionalmenteM

aumento do potencial de #gua pot#el e de recursos hdricos

reseradosM

criao de possibilidades de recreao e turismoM

aumento do potencial de irrigaoM

aumento e melhoria da naegao e transporteM

aumento da produo de pei6es e na possibilidade de a-uaculturaM

regulao do flu6o e inunda&esM

aumento das possibilidades de trabalho para a populao local4

1FonteO Qguas Doces no "rasil ' $apital Ecolgico7 Hso e $onserao4


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9o poderamos falar em potencial hdrico brasileiro sem considerar a hidrografia45s fatores -ue faorecem ou dificultam os aproeitamentos hidreltricos7 -ue tmespecial interesse nas an#lises7 so a diferena de nel ou altura de -ueda e a!o oudescarga 1olume de #gua mdio anual por unidade de tempoO m>?s24

1W )XLLE07 /4 $44 Jidreltricas7 meio ambiente e desenolimento4 So (auloO )aVron "ooVs7:P2

8idro$ra-ia rasileira

De acordo com o perfil longitudinal7 pode'se encontrar rios brasileiros comcaractersticas predominantes de plancie e de planalto4 $omo representantese6emplares dos rios de plancie temos o /ma!onas7 o (araguai e na bai6adamaranhense7 o (arnaba4 %odos esses rios so naeg#eis em longas e6tens&es7 ainda

-ue este recurso no este+a sendo plenamente e6plorado4

5utros grandes rios so conhecidos pela decliidade dos terrenos -ue drenam een-uadram'se entre os rios de planalto4 Esses rios tm um perfil importante naaaliao do potencial hidreltrico4 Destacam'se7 nesses7 o rio (aran# e seus

principais afluentes7 (arnaba7 Grande7 %iet7 (aranapanema e *guac,7 com desneldas cabeceiras at o p da barragem de *taipuM o %ocantins e seu afluente /raguaia7-ue desce das cabeceiras . fo!M o rio Hruguai e seus afluentes de curso perene7 comdesnel at (aulo /fonso4

5 rio /ma!onas tem a mais asta bacia hidrogr#fica do planeta7 com cerca de

4>:P4=== Vm4A4=== Vm7:T24

5 ama!onas e todos os seus afluentes tm uma a!o mdia anual calculada em ?s7 para um potencial hidreltrico da ordem de P4::@4


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de um curso dY#gua4 /lgumas e!es so usos conciliados -ue estabelecem a cotam#6ima da eleao das #guasO as barragens destinadas . naegao e de apoio a esta7ou cu+o fim a regulari!ao da a!o e controle de cheias7 ou irrigao7 a-8icultura emuitos outros casos4

9a maioria da e!es7 os custos so os fatores restritios4 Esses custos so tanto os daobra7 diretos7 como os indiretos e associados7 relatios aos aspectos socioambientais7 deimplantao de usos m,ltiplos e promoo do desenolimento regional7 por e6emplo4

/s diferenas socioambientais entre as pe-uenas e grandes barragens7 no fundo7 serona escala e na intensidade de impactos causados sobre o ecossistema primitio4 Ruantomaior o ulto da obra hidr#ulica construda7 tanto maior a modificao das condi&esnaturais anteriores4 Essas modifica&es tm sua maior e6presso durante a formao doreseratrio7 mas no se restringem a esse perodo em somente . #rea fsica alagada41W2

Potencial 8idreltrico do Estado do Esp)rito Santo

Sistema ESCE&SA

Ano 7sinaE#

;@V=Potncia

;?=3B de

#eradoresTipo

Tur/inauedadD!$ua

;m=

1* 7sina 8idreltrica Suia F% %< " Gaplan "(


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"." Ener$ia Trmica

7sina Termeltrica

*nstalao -ue produ! energia eltrica a partir da -ueima de caro7 leo combustelou g#s natural em uma caldeira pro+etada para esta finalidade especfica4

2uncionamento de uma 7sima Termeltrica

5 funcionamento das centraistermeltricas semelhante7independentemente do combustelutili!ado4 5 combustel arma!enado em par-ues ou depsitos

ad+acentes7 de onde eniado para ausina7 onde ser# -ueimado nacaldeira4 Esta gera apor a partir da#gua -ue circula por uma e6tensa

rede de tubos -ue reestem suas paredes4 / funo do apor moimentar as p#s deuma turbina7 cu+o rotor gira +untamente com o ei6o de um gerador -ue produ! aenergia eltrica4

Essa energia transportada por linhas de alta tenso aos centros de consumo4 5apor resfriado em um condensador e conertido outra e! em #gua7 -ue olta aostubos da caldeira7 dando incio a um noo ciclo4

/ #gua em circulao -ue esfria o condensador e6pulsa o calor e6trado da atmosferapelas torres de refrigerao7 grandes estruturas -ue identificam essas centrais4 (artedo calor e6trado passa para um rio pr6imo ou para o mar4

(ara minimi!ar os efeitos contaminantes da combusto sobre as redonde!as7 a centraldisp&e de uma chamin de grande altura 1algumas chegam a >== m2 e de alguns

precipitadores -ue retm as cin!as e outros resduos ol#teis da combusto4 /scin!as so recuperadas para aproeitamento em processos de metalurgia e no campoda construo7 onde so misturadas com o cimento4

Centro Federal de Educao Tecnolgica do Esprito Santo :>


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$omo o calor produ!ido intenso7 deido as altas correntes geradas7 importante oresfriamento dos geradores4 5 hidrognio melhor eculo de resfriamento -ue o arMcomo tem apenas um -uator!e aos da densidade deste7 re-uer menos energia paracircular4 0ecentemente7 foi adotado o mtodo de resfriamento l-uido7 por meio de

leo ou #gua4 5s l-uidos nesse processamento so muito superiores aos gases7 e a#gua P= e!es melhor -ue o ar4

/ potncia mec3nica obtida pela passagem do apor atras da turbina ' fa!endocom -ue esta gire ' e no gerador ' -ue tambm gira acoplado mecanicamente .turbina ' -ue transforma a potncia mec3nica em potncia eltrica4

/ energia assim gerada leada atras de cabos ou barras condutoras7 dos terminaisdo gerador at o transformador eleador7 onde tem sua tenso eleada para ade-uadaconduo7 atras de linhas de transmisso7 at os centros de consumo4

Da7 atras de transformadores abai6adores7 a energia tem sua tenso leada aneis ade-uados para utili!ao pelos consumidores4

/ descrio anterior refere'se .s centrais cl#ssicas7 uma e! -ue e6iste7 ainda -ue emfase de pes-uisa7 outra gerao de termeltricas -ue melhorem o rendimento nacombusto do caro e diminuam o impacto sobre o meio ambienteO so as centraisde combusto de leito fluidificado4 9essas centrais7 -ueima'se caro sobre um leitode partculas inertes 1por e6emplo7 de pedra calc#ria27 atras do -ual se fa! circularuma corrente de ar -ue melhora a combusto4

Hma central nuclear tambm pode ser considerada uma central termeltrica7 onde ocombustel um material radioatio -ue7 em sua fisso7 gera a energia necess#ria

para seu funcionamento4

Vanta$ens e ,esvanta$ens

Vantagens

(odem ser construdas onde so mais necess#rias7 economi!ando assim ocusto das linhas de transmissoM

(rodu! energia eltrica a partir da -ueima de caro7 leo combustel ou

g#s natural4

Des!antagens

/lto preo do combustelM *mpactos ambientais7 como poluio do ar7 a-uecimento das #guas7 o

impacto da construo de estradas para lear o combustel at a usina7444



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".% Ener$ia 3uclear

a -uebra7 a diiso do #tomo7 tendo por matria prima minerais altamenteradioatios7 como o ur3nio 1descoberto em :>A24

/ energia nuclear prom da fisso nuclear do ur3nio7 do plutNnio ou do trio ou dafuso nuclear do hidrognio4 energia liberada dos n,cleos atNmicos7 -uando osmesmos so leados por processos artificiais7 a condi&es inst#eis4

/ fisso ou fuso nuclear so fontes prim#rias -ue leam diretamente . energia trmica7. energia mec3nica e . energia das radia&es7 constituindo'se na ,nica fonte prim#ria de

energia -ue tem essa diersidade na %erra4$omo forma trmica de energia prim#ria7 foram estudadas as aplica&es da energianuclear para a propulso naal militar e comercial7 a nucleoeletricidade7 a produo deapor industrial7 o a-uecimento ambiental e a dessalini!ao da #gua do mar4

/pesar de polmica7 a gerao da energia nucleoeltrica respons#el peloatendimento de :AT das necessidades mundiais de eletricidade4 So as aplica&es dacincia e tecnologia nucleares -ue resultam em benefcios mais significatios7 de amploalcance e de maior impacto econNmico e social4

Centro Federal de Educao Tecnolgica do Esprito Santo :P


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Energia nuclear se refere a energia consumida ou produ!ida com a modificao dacomposio de n,cleos atNmicos4 /lm de ser a fora -ue arma a "omba /tNmica7 a"omba de Jidrognio e outras armas nucleares7 a energia nuclear tambm tem utilidadena gerao de eletricidade em usinas de #rios pases do mundo4 ista por muitos

como fonte de energia barata e limpaM mas por causa do perigo da radiao emitida naproduo desta energia e da radioatiidade dos materiais utili!ados7 outros sentem -ueela pode no ser uma energia alternatia i#el para o uso de combustel fssil ouenergia solar4 Este tipo de energia tambm utili!ado na medicina7 na produo demarca'passos para doentes cardacos4

Como o 2uncionamento de uma 7sina 3uclear

:2 5s #tomos so -uebrados numa m#-uina chamada reator7 emitindo uma

grande -uantidade de calorM

2 5 apor produ!ido pela caldeiraM

2 / turbina moida por um ato de Capor sob forte presso4 Depois do uso7 o

apor +ogado fora na atmosferaM

P2 5 gerador possui um ei6o -ue moido pela %urbinaM

2 / Energia Eltrica produ!ida pelo Gerador4



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Ener$ia 3uclear e ?eio Am/iente

Durante a Segunda Guerra )undial a energia nuclear demonstrou sua potencialidade

de causar danos7 como ocorreu nas cidades de Jiroshima e 9agasaVi4/ energia nuclear tra! benefcios para a sociedade7 como a utili!ao das radia&esem m,ltiplas aplica&es na medicina7 ind,stria7 agropecu#ria e meio ambiente4 $adaum desses usos insere esta energia em um determinado campo de acontecimentos4/ssim -ue o uso medicinal a insere no ambiente hospitalar e o uso na produo deenergia eltrica7 no 3mbito das rela&es de moradia e de iluminao p,blica7 pore6emplo4 Em cada um desses ambientes h# uma potencialidade de danos e risco comalgumas peculiaridades4

5s problemas ambientais esto relacionados com os acidentes -ue ocorrem nasusinas e com o destino do chamado li6o atNmico ' os resduos -ue ficam no reator7

local onde ocorre a -ueima do ur3nio para a fisso do #tomo4 (or conter eleada-uantidade de radiao7 o li6o atNmico tem -ue ser arma!enado em recipientesmet#licos protegidos por cai6as de concreto7 -ue posteriormente so lanados aomar4

5s acidentes so deidos . liberao de material radioatio de dentro do reator7ocasionando a contaminao do meio ambiente7 proocando doenas como o c3ncere tambm morte de seres humanos7 de animais e de egetais4 *sso no s nas #reas

pr6imas . usina7 mas tambm em #reas distantes7 pois entos e nuens radioatiascarregam parte da radiao para #reas bem longn-uas7 situadas a centenas de-uilNmetros de dist3ncia4

7sinas 3ucleares do rasil

An$ra I

(ara atender as posseis necessidades futuras7 em :@< foi iniciada a construo de/ngra *7 mas s em :AP a usina entrou em operao comercial4 Em : alcanouum fator de disponibilidade de T e uma gerao bruta de >4@4> )[h4

/ngra * tem P@ ) de potncia4 Funciona com reator de #gua pressuri!ada7

moderado e refrigerado a #gua com prdio de conteno4

Foi construda na praia de *taorna em /ngra dos 0eis ' 0io de aneiro7 e mesmoobedecendo aos mais e6igentes padr&es internacionais de segurana7 ainda h# muita

polmica4

/lm de programas de segurana7 testes peridicos de rotina garantem a proteocontra acidentes com liberao de radioatiidade para o meio ambiente4

Centro Federal de Educao Tecnolgica do Esprito Santo :@


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An$ra II

Em +unho de =

)[4

5 *"/)/ ' *nstituto "rasileiro do )eio /mbiente e dos 0ecursos 9aturais7 respons#el pelo licenciamento ambiental de emreendimentos industriais de grande

porte4 (ara conceder a Licena de 5perao de /ngra **7 foi e6igido -ue fossempreparados o E*/ e o 0*)/4

5 Estudo de *mpacto /mbiental compreende na descrio do pro+eto e suasalternatias7 nas etapas de plane+amento7 construo7 operao7 desatiao 1se for ocaso27 delimitao e o diagnstico ambiental da #rea de influncia7 a indentificao7medio e a alorao dos impactos7 a comparao das alternatias e a preiso da

situao futura7 a elaborao do 0elatrio de *mpacto /mbiental ' 0*)/4

An$ra III

/ ELE%05"0QS e o ))E 1)inistrio de )inas e Energia2 decidiram -ue a usina/ngra *** ir# entrar em funcionamento em = )[4 / usinade /ngra *** atender# as regi&es sul?sudeste e centro'oeste4

Segundo os especialistas do setor energtico a parali!ao da construo da Hsina9uclear de /ngra > deido . crise energtica4 / ELE%059H$LE/0 est#efetuando estudos tcnicos e de iabilidade econNmica de /ngra >4

Vanta$ens e ,esvanta$ens

Vantagens

/s usinas podem ser instaladas em locais pr6imos aos centros deconsumoM

9o emite poluentes -ue influem sobre o efeito estufa4

Des!antagens

9o h# tecnologia para tratar o li6o nuclearM / construo dessas usinas cara e demoradaM J# riscos de contaminao nuclear4

Centro Federal de Educao Tecnolgica do Esprito Santo :A


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".( Ener$ia E5lica

/ energia elica a energia obtida pelo moimento do ar 1ento24 uma abundante

fonte de energia reno#el7 limpa e disponel em todos os lugares4

5s moinhos de ento foram inentados na (rsia no sc4 C4 Eles foram usados parabombear #gua para irrigao4 5s mecanismos b#sicos de um moinho de ento nomudaram desde entoO o ento atinge uma hlice -ue ao moimentar'se gira um ei6o-ue impulsiona uma bomba 1gerador de eletricidade24

6ri$em dos ventos

5s entos so gerados pela diferena de temperatura da terra e das #guas7 das plancies edas montanhas7 das regi&es e-uatoriais e dos plos do planeta %erra4

/ -uantidade de energia disponel no ento aria de acordo com as esta&es do ano eas horas do dia4 / topografia e a rugosidade do solo tambm tem grande influncia nadistribuio de fre-8ncia de ocorrncia dos entos e de sua elocidade em um local4/lm disso7 a -uantidade de energia elica e6trael numa regio depende dascaractersticas de desempenho7 altura de operao e espaamento hori!ontal dossistemas de conerso de energia elica instalados4

/ aaliao precisa do potencial de ento em uma regio o primeiro e fundamentalpasso para o aproeitamento do recurso elico como fonte de energia4

(ara a aaliao do potencial elico de uma regio necess#rio a coleta de dados deento com preciso e -ualidade7 capa! de fornecer um mapeamento elico da regio4

/s hlices de uma turbina de ento so diferentes das l3minas dos antigos moinhospor-ue so mais aerodin3micas e eficientes4 /s hlices tem o formato de asas de ai&ese usam a mesma aerodin3mica4 /s hlices em moimento atiam um ei6o -ue est#ligado . cai6a de mudana4 /tras de uma srie de engrenagens a elocidade do ei6ode rotao aumenta4 5 ei6o de rotao est# conectado ao gerador de eletricidade -uecom a rotao em alta elocidade gera energia4

Hm aerogerador consistenum gerador eltrico moidopor uma hlice7 -ue por suae! moida pela fora doento4 / hlice pode ser istacomo um motor a ento7 cu+aa -uantidade de eletricidade-ue pode ser gerada peloento depende de -uatrofatoresO

Ruantidade de ento -ue passa pela hliceM



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9a crise energtica atual7 as perspectias da utili!ao da energia elica so cada e!maiores no panorama energtico geral7 pois apresentam um custo redu!ido em relao aoutras op&es de energia4

Embora o mercado de usinas elicas este+a em crescimento no "rasil7 ele +# moimenta< bilh&es de dlares no mundo4 E6istem >= mil turbinas elicas de grande porte emoperao no mundo7 com capacidade instalada da ordem de :>4P== )4

/ energia elica pode garantir :=T das necessidades mundiais de eletricidade at


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I E6ige inestimentos para transmisso da energia geradaM

I (rodu! poluio sonoraM

I *nterfere nas transmiss&es de r#dio e %CM

I Em regi&es onde o ento no constante7 ou a intensidade muito fraca7 obtm'se

pouca energia e -uando ocorrem chuas muito fortes7 h# desperdcio de energia4

Figura :O )apa das potencialidades elicas do "rasil4 Dados da $"EE4



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".* Ener$ia Solar ou 2otovoltaica

Ener$ia Solar e o ?eio Am/iente

5 sol fonte de energia reno#el7 o aproeitamento desta energia tanto como fontede calor -uanto de lu!7 uma das alternatias energticas mais promissoras paraenfrentarmos os desafios do noo milnio4

/ energia solar abundante e permanente7 reno#el a cada dia7 no polui e nempre+udica o ecossistema4 / energia solar a soluo ideal para #reas afastadas e aindano eletrificadas7 especialmente num pas como o "rasil onde se encontram bonsndices de insolao em -ual-uer parte do territrio4

/ Energia Solar soma caractersticas anta+osamente positias para o sistemaambiental7 pois o Sol7 trabalhando como um imenso reator . fuso7 irradia na terratodos os dias um potencial energtico e6tremamente eleado e incompar#el a-ual-uer outro sistema de energia7 sendo a fonte b#sica e indispens#el para

praticamente todas as fontes energticas utili!adas pelo homem4

5 Sol irradia anualmente o e-uialente a :=4=== e!es a energia consumida pelapopulao mundial neste mesmo perodo4 (ara medir a potncia usada uma unidadechamada -uilo[att4 5 Sol produ! continuamente >= se6tilh&es 1>=6:=


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5s coletores solares so a-uecedores de fludos 1l-uidos ou gasosos2 e soclassificados em coletores concentradores e coletores planos em funo da e6istnciaou no de dispositios de concentrao da radiao solar4 5 fludo a-uecido

mantido em reseratrios termicamente isolados at o seu uso final 1#gua a-uecidapara banho7 ar -uente para secagem de gros7 gases para acionamento de turninas7etc424

5s coletores solares planos so largamente utili!ados para a-uecimento de #gua emresidncias7 hospitais7 hotis etc4 deido ao conforto proporcionado e . reduo doconsumo de energia eltrica4

ArHuitetura ioclim!tica

/ /r-uitetura "ioclim#tica o estudo -ue isa harmoni!ar as concentra&es ao clima

e caractersticas locais7 pensando no homem -ue habitar# ou trabalhar# nelas7 etirando partido da energia solar7 atras de correntes conectias naturais e demicroclimas criados por egetao apropriada4 a adoo de solu&es ar-uitetNnicase urbansticas adaptadas .s condi&es especficas 1clima e h#bitos de consumo2 decada lugar7 utili!ando a energia -ue pode ser diretamente obtida das condi&es locais4

"eneficia'se da lu! e do calor proenientes da radiao soalr incidente4 / inteno douso da lu! solar7 -ue implica em reduo do consumo de energia para iluminao7condiciona o pro+eto ar-uitetNnico -uanto . sua orientao espacial7 -uanto .sdimens&es de abertura das +anelas e transparncia na cobertura das mesmas4 /inteno de aproeitamento do calor proenientes do sol implica seleo do materialade-uado 1isolante ou no conforme as condi]es clim#ticas2 para paredes7 eda&ese coberturas superiores7 e orientao espacial7 entre outros fatores4

/ ar-uitetura bioclim#tica no se restringe a caractersticas ar-uitetNnicas ade-uadas4(reocupa'se7 tambm7 com o desenolimento de e-uipamentos e sistemas -ue sonecess#rios ao uso da edificao 1a-uecimento de #gua7 circulao de ar e de #gua7iluminao7 conserao de alimentos entre outros2 e com o uso de materiais deconte,do energtico to bai6o -uanto possel4

Ener$ia Solar 2otovoltaica

/ Energia Solar Fotooltaica a energia da conerso direta da lu! em eletricidade1Efeito Fotooltaico24 5 efeito fotooltaico o aparecimento de uma diferena de

potencial nos e6tremos de uma estrutura de material semicondutor7 produ!ida pelaabsoro da lu!4 / clula fotootaica a unidade fundamental do processo deconerso4

/tualmente o custo das clulas solares um grande desafio para a ind,stria e oprincipal empecilho para a difuso dos sistemas fotooltaicos em larga escala4 /tecnologia fotooltaica est# se tornando cada e! mais competitia7 tanto por-ueseus custos eso decrescendo7 -uanto por-ue a aaliao dos custos das outras



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formas de gerao est# se tornando mais real7 leando em conta fatores -ue eramanteriormente ignorados7 como a -uesto dos impactos ambientais4

5 atendimento de comunidades isoladas tem impulsionado a busca e o

desenolimento de fontes reno#eis de energia4 9o "rasil7 por e6emplo7 :PT dapopulao no possui acesso . energia eltrica4 $oincidentemente7 esta parcela dapopulao ie em regi&es onde o atendimento por meio da e6panso do sistemaeltrico conencional economicamente ini#el4 %rata'se de n,cleos populacionaisesparsos e pouco densos7 tpicos das regi&es $entro'5este7 9ordeste e 9orte4

9o "rasil a gerao de energia eltrica por conerso fotooltaica tee um impulsonot#el7 atras de pro+etos priados e goernamentais7 atraindo interesse defabricantes pelo mercado brasileiro4 / -uantidade de radiao incidente no "rasil outro fator muito significatio para o aproeitamento da energia solar4

Perspectivas 2uturas

Atlas Solarimtrico

5 mercado brasileiro de a-uecimento solar tee seu crescimento em n,merosconsider#eis nos meados da dcada de @= com a crise do petrleo4

5 "rasil possui um grande epotencial energtico solar7 mas -uase em todo territrio ini#el a instalao e manuteno de instrumentos de medio solar4 5aproeitamento racional da energia solar no sentido de produ!ir instala&es bemdimensionadas e economicamente iais s possel a partir de informa&essolarimtricas consistentes da regio em -uesto4

Em :P7 atras do Grupo de %rabalho de Energia Solar 1G%ES27 foramestabelecidas7 dentro do conte6to solarimetria7 duas propostas de trabalho -ue seseguiram com o apoio da instituioO 5 /tlas Solarimtrico do "rasil publicado emagosto de :@ pelo Grupo de (es-uisas em Fontes /lternatias 1F/E?HF(E2 e o/tlas de *rradiao Solar do "rasil publicado em outubro de :A pelo Laboratriode Energia Solar 1Lab Solar?HFS$2 e *nstituto de (es-uisas Espaciais 1*9(E24

5 primeiro est# representando por mapas mensais contendo isolinhas das medidas de

insolao e radiao global7 fundamentais na compilao de dados histricosdisponeis em todas as esta&es terrestres e6istentes no (as4

/ segunda proposta trata'se da aplicao e adaptao para o "rasil de um modelofsico alemo utili!ando imagens de satlites e est# respresentado por mapas mensaiscontendo alores pontuais da radiao global4

5s aanos e esforos reali!ados na #rea de solametria em tra!endo resultadossignificatios e muitas informa&es4 importante analisar -ue a -ualidade de taisdados7 depende dos alcances e limites tcnicos de cada modelo4



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C#rios outros pro+etos esto sendo implantados na #rea de solametria7 e muitos delesapoiados pela $resesb 1$entro de 0eferncia para Energia Solar e Elica Srgio deSalo "rito2 e pela $E(EL 1$entro de (es-uisas de Energia Eltrica27 segue algunsdelesO

AHuecimento Solar

/-uecimento Solar para 0esidencia de "ai6a 0enda ' *lha do )el ' (0*nstala&es de /-uecedores Solares em "elo Jori!onte I )G

Sistema de om/eamento 2otovoltaico

Sistema de bombeamento fotooltaico para irrigao ' $apim Grosso I "ahia

Sistema de bombeamento fotooltaico para piscicultura ' Calente I "ahia

Sistema de bombeamento fotooltaico para consumo comunit#rio ' *nterior do $ear#

Sistema de "ombeamento Fotooltaico no Estado do 0io Grande do 9orte

Sistema de bombeamento fotooltaico em $aic I 09

Sistema de "ombeamento Fotooltaico em uma $omunidade *ndgena ' 0io)apuera I (/

Sistema de "ombeamento Fotooltaico em api ' 09

Cercas Eletri-icadas com Ener$ia Solar

$ercas Eletrificadas estimulam a produo de caprinos em Calente I "ahia

AplicaQes Comunit!rias

Eletrificao Fotooltaica na $omunidade de "oa Sorte ' $orreguinho I )S

Sistema de Eletrificao $omunit#ria no $E/0Q

Eletrificao Fotooltaica em Escola 0ural ' So oo da "arra I 0

Energi!ao da $omunidade $u do )api# ' com Energia Solar Fotooltaica

*luminao (,blica e Energi!ao do (osto da (olcia Florestal ' 0egio do (antanalI )%

Sistema de Eletrificao Fotooltaica em $reche ' $urrais 9oos I 09

Sistema de Eletrificao Fotooltaica em Escola ' $arnaba I 09



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Sistema de %elefonia (,blica utili!ando Energia Fotooltaica ' )acei I /L

Eletri-icao 2otovoltaica esidencial

Sistema de Eletrificao 0ural no $E/0Q

Sistema de Eletrificao 0esidencial em (E09/)"H$5

Eletrificao Fotooltaica no )unicpio de /raripina I (E

Eletrificao Fotooltaica em $asas (opulares ' So oo da "arra I 0

Sistemas 8)dricos

Sistema Jbrido 1solar' elico'diesel2 a ser implantado em oanes I (/

Sistema Jbrido para Esta&es 0emotas de %elecomunicao ' Serra de "ocaina I)G

Sistema Jbrido para Serios "anc#rios ' (osse ' G5

AplicaQes ,iversas

Sistema Fotooltaico da Estao Ecolgica da uria ' *tatins ' Gra+a,na ' So (aulo

Sistema Fotooltaico do (ar-ue Ecolgico (orto Saupe I "ahia

Sistema Fotooltaico para Esta&es 0emotas de %elecomunicao ' "onfim I )G

(osto telefNnico )el utili!ando Energia Solar ' "raslia ' DF

adiao Solar9 Captao e Converso

5 nosso planeta7 em seu moimento anual em torno do Sol7 descree em tra+etriaelptica um plano -ue inclinado de apro6imadamente 7Po com relao ao planoe-uatorial4 Esta inclinao respons#el pela ariao da eleao do Sol no hori!onte

em relao . mesma hora7 ao longo dos dias7 dando origem .s esta&es do ano edificultando os c#lculos da posio do Sol para uma determinada data7 como pode seristo na figura 4

/ posio angular do Sol7 ao meio dia solar7 em relao ao plano do E-uador 19ortepositio2 chamada de Declinao Solar 124 Este 3ngulo7 -ue pode ser isto na figura


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Figura == Vm de espessura etemperatura superficial da ordem de PA== B4 (orm7 esta radiao no se apresentacomo um modelo de regularidade7 pois h# a influncia das camadas e6ternas do Sol

1cromosfera e coroa27 com pontos -uentes e frios7 erup&es cromosfricas7 etc44/pesar disto7 pode'se definir um alor mdio para o nel de radiao solar incidentenormalmente sobre uma superfcie situada no topo da atmosfera4 Dados recentes da)5 1orld )eteorological 5rgani!ation2 indicam um alor mdio de :>@ ?m ==4=== Vm?s7 podendo'se obserar aspectos ondulatrios e corpusculares4 Em termosde comprimentos de onda7 a radiao solar ocupa a fai6a espectral de =7:`m a P`m7tendo uma m#6ima densidade espectral em =7P`m7 -ue a lu! erde4

atras da teoria ondulatria7 -ue so definidas para os diersos meios materiais7 aspropriedades na fai6a solar de absoro e refle6o e7 na fai6a de =7@P a :==`m7correspondente ao infra'ermelho7 as propriedades de absoro7 refle6o e emisso4



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Figura


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9otadamente7 se a superfcie receptora estier inclinada com relao . hori!ontal7haer# uma terceira componente refletida pelo ambiente do entorno 1solo7 egetao7obst#culos7 terrenos rochosos7 etc424 5 coeficiente de refle6o destas superfcies denominado de _albedo_4

/ntes de atingir o solo7 as caractersticas da radiao solar 1intensidade7 distribuioespectral e angular2 so afetadas por intera&es com a atmosfera deido aos efeitos deabsoro e espalhamento4 Estas modifica&es so dependentes da espessura da camadaatmosfrica7 tambm identificada por um coeficiente denominado _)assa de /r_ 1/)27e7 portanto7 do 3ngulo enital do Sol7 da dist3ncia %erra'Sol e das condi&esatmosfricas e meteorolgicas4

Deido . altern3ncia de dias e noites7 das esta&es do ano e perodos de passagem denuens e chuosos7 o recurso energtico solar apresenta grande ariabilidade7indu!indo7 conforme o caso7 . seleo de um sistema apropriado de estocagem para a

energia resultante do processo de conerso45bsera'se -ue somente a componente direta da radiao solar pode ser submetida a um

processo de concentrao dos raios atras de espelhos parablicos7 lentes7 etc4$onsegue'se atras da concentrao7 uma reduo substancial da superfcieabsoredora solar e um aumento consider#el de sua temperatura4

Figura


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E-eito -otovoltaico

5 efeito fotooltaico d#'se em materiais da nature!a denominados semicondutores -uese caracteri!am pela presena de bandas de energia onde permitida a presena de

eltrons 1banda de alncia2 e de outra onde totalmente _a!ia_ 1banda de conduo24

5 semicondutor mais usado o silcio4 Seus #tomos se caracteri!am por possuirem-uatro eltrons -ue se ligam aos i!inhos7 formando uma rede cristalina4 /oadicionarem'se #tomos com cinco eltrons de ligao7 como o fsforo7 por e6emplo7haer# um eltron em e6cesso -ue no poder# ser emparelhado e -ue ficar# _sobrando_7fracamente ligado a seu #tomo de origem4 *sto fa! com -ue7 com pouca energia trmica7este eltron se lire7 indo para a banda de conduo4 Di!'se assim7 -ue o fsforo umdopante doador de eltrons e denomina'se do"ante nou im"ure#a n4

Figura


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Figura


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Componentes de um sistema -otovoltaico

Hm sistema fotooltaico pode ser classificado em trs categorias distintasO sistemas

isolados7 hbridos e conectados a rede4 5s sistemas obedecem a uma configuraob#sica onde o sistema deer# ter uma unidade de controle de potncia e tambm umaunidade de arma!enamento4

Figura >


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Figura


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". Ener$ia ?aremotriK

/s ondas do mar possuem energia cintica deido ao moimento da #gua e energia

potencial deido . sua altura4 Energia eltrica pode ser obtida se for utili!ado omoimento oscilatrio das ondas4 5 aproeitamento feito nos dois sentidosO namar alta a #gua enche o reseratrio7 passando atras da turbina7 e produ!indoenergia eltrica7 na mar bai6a a #gua esa!ia o reseratrio7 passando noamenteatras da turbina7 agora em sentido contr#rio ao do enchimento7 e produ!indoenergia eltrica4

/ desantagem de se utili!ar este processo na obteno de energia -ue ofornecimento no contnuo e apresenta bai6o rendimento4 /s centrais soe-uipadas com con+untos de turbinas bolbo7 totalmente imersas na #gua4 / #gua turbinada durante os dois sentidos da mar7 sendo de grande antagem a posio

ari#el das p#s para este efeito4 9o entanto e6istem problemas na utili!ao decentrais de energia das ondas7 -ue re-uerem cuidados especiaisO as instala&es no

podem interferir com a naegao e tm -ue ser robustas para poder resistir .stempestades mas ser suficientemente senseis para ser possel obter energia deondas de amplitudes ari#eis4 Esta energia proeniente das ondas do mar4 5aproeitamento energtico das mars obtido atras de um reseratrio formado

+unto ao mar7 atras da construo de uma barragem7 contendo uma turbina e umgerador4

/ maioria das instala&es de $entrais de energia das ondas e6istentes so de potnciaredu!ida7 situando'se no alto mar ou +unto . costa7 e para fornecimento de energiaeltrica a faris isolados ou carregamento de baterias de bias de sinali!ao4 /sinstala&es de centrais de potncia mdia7 apenas tem interesse econNmico em casosespeciais de geometria da costa4 5 n,mero de locais no mundo em -ue esta situaoocorre redu!ido4

/s mars so o resultado da combinao de foras produ!idas pela atrao do sol eda lua e do moimento de rotao da %erra lea . subida e descida da #gua dosoceanos e maresO as mars4 5s moimentos erticais da #gua dos oceanos7associados . subida e descida das mars acompanhado num moimento hori!ontal7denominado por correntes das mars4 Estas correntes tem uma periodicidade idntica

. das oscila&es erticais4 Efeitos das !onas terrestres 1bacias hidrogr#ficas e baas7estreitos e canais2 proocam restri&es a estes moimentos peridicos podendo daresultar eleadas amplitudes ou eleadas elocidades da corrente da mar4

9os pases como a Frana7 o apo e a *nglaterra este tipo de energia geraeletricidade4 9o "rasil7 temos cidades com grandes amplitudes de mars7 como SoLus ' "aa de So )arcos7 no )aranho ' com 7A metros e em %utia com P7metros4 )as nestas regi&es7 infeli!mente7 a topografia do litoral no faorece aconstruo econNmica de reseratrios7 o -ue impede seu aproeitamento4

Centro Federal de Educao Tecnolgica do Esprito Santo >@


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".0 iomassa

/tras da fotossntese7 as plantas capturam energia do sol e transformam em energia

-umica4 Esta energia pode ser conertida em eletricidade7 combustel ou calor4 /sfontes org3nicas -ue so usadas para produ!ir energias usando este processo sochamadas de biomassa4

5s combusteis mais comuns da biomassa so os resduos agrcolas7 madeira e plantascomo a cana'de'a,car7 -ue so colhidos com o ob+etio de produ!ir energia4

Em condi&es faor#eis a biomassa pode contribuir de maneira significante para coma produo de energia eltrica4 5 pes-uisador Jall7 atras de seus trabalhos7 estima-ue com a recuperao de um tero dos resduos disponeis seria possel oatendimento de :=T do consumo eltrico mundial e -ue com um programa de plantio

de :== milh&es de hectares de culturas especialmente para esta atiidade seria posselatender >=T do consumo4

/ produo de energia eltrica a partir da biomassa7 atualmente7 muito defendidacomo uma alternatia importante para pases em desenolimento e tambm outros

pases4 9o "rasil cerca de >=T das necessidades energticas so supridas pela biomassasob a forma deO

Lenha para -ueima direta nas padarias e cer3micasM

$aro egetal para reduo de ferro gusa em fornos sider,rgicos e combustel

alternatio nas f#bricas de cimento do norte e do nordesteM

9o sul do pas -ueimam caro mineral7 #lcool etlico ou #lcool metlico para

fins carburantes e para industria -umicaM

5 bagao de cana e outros resduos combusteis so utili!ados para gerao de

apor para produ!ir eletricidade7 como nas usinas de a,car e #lcool7 -ue no

necessitam de outro combustel7 pelo contr#rio ainda sobra bagao para a

ind,stria da celulose4

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iomassa e Eletricidade

/ tabela abai6o demonstra a situao de empreendimentos termeltricos no "rasil7

classificando por fonte e situao4 5 bagao de cana e o licor negro esto entre asfontes mais importantes7 nos setores sucro'alcooleiro e de papel e celulose7respectiamente7 alm de diersos tipos de sistemas hbridos com combusteis fsseis45 (lano Decenal de E6panso :7:P

A:

>:=7:A

:


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)aior possibilidade de gerao de material particulado para a atmosfera4

*sto significa maior custo de inestimento para a caldeira e os e-uipamentos

para remoo de material particuladoM

Dificuldades no esto-ue e arma!enamento4

/lm das citadas acima7 e6istem algumas antagens indiretas7 como o caso demadeireiras -ue utili!am os resduos do processo de fabricao 1serragem7 caacos e

pedaos de madeira2 para a prpria produo de energia7 redu!indo7 desta maneira7 oolume de resduo do processo industrial4

/lgumas das desantagens podem ser compensadas atras de monitoramento depar3metros do processo4 (ara o controle do proceso de combusto deem sermonitorados o e6cesso de ar7 $5 e7 para instala&es de grande porte7 tambm7 deee6istir o monitoramento da densidade colorimtrica da fumaa por um sistema on'line

instalado na chamin4 Esses controles do processo de combusto so medidas paraimpedir a gerao de poluentes e7 assim chamadas indiretas4 /s )edidas *ndiretas isamredu!ir a gerao e o impacto de poluentes sem aplicao de e-uipamentos de remoo45 uso de e-uipamentos de remoo uma medida direta -ue isa remoer a-uela partede poluentes imposseis de remoer com as medidas indiretas4 (ortanto7 dee'se7sempre -ue possel7 tentar implantar as medidas indiretas antes de aplicar as diretas4

?edidas Indiretas no Controle de Poluio do ar9

*mpedir a gerao de poluente

Diminuir a -uantidade gerada Diluio atras de chamin alta

/de-uada locali!ao da fonte

?edidas ,iretas no Controle de Poluio do ar9

$iclones e multiciclones

Laadoras

Laador enturi Filtro de tecido

(recipitadores eletrost#ticos

/dsoredores

*ncineradores de gases

$ondensadores



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".J #!s natural

5 g#s natural uma mistura de hidrocarbonetos lees7 -ue . temperatura ambiente e

presso atmosfrica7 permanece no estado gasoso4 um g#s inodoro e incolor7 no t6ico e mais lee -ue o ar4 5 g#s natural uma fonte de energia limpa7 -ue pode serusada nas ind,strias7 substituindo outros combusteis mais poluentes7 como leoscombusteis7 lenha e caro4 Desta forma ele contribui para redu!ir o desmatamento ediminuir o tr#fego de caminh&es -ue transportam leos combusteis para as ind,strias4/s reseras de g#s natural so muito grandes e o combustel possui in,merasaplica&es em nosso dia'a'dia7 melhorando a -ualidade de ida das pessoas4 Suadistribuio feita atras de uma rede de tubos e de maneira segura7 pois no necessitade estocagem de combustel e por ser mais lee do -ue o ar7 dispersa'se rapidamentena atmosfera em caso de a!amento4 Hsando o g#s natural7 oc protege o meioambiente e colabora para acabar com a poluio4

6ri$em

uma energia de origem fssil7 resultado da decomposio da matria org3nica fssilno interior da %erra7 encontrado acumulado em rochas porosas no subsolo7fre-8entemente acompanhado por petrleo7 constituindo um reseratrio4

#!s 3atural e o ?eio Am/iente

(or estar no estado gasoso7 o g#s natural no precisa ser atomi!ado para -ueimar4 *ssoresulta numa combusto limpa7 com redu!ida emisso de poluentes e melhor rendimentotrmico7 o -ue possibilita reduo de despesas com a manuteno e melhor -ualidade deida para a populao4

/ composio do g#s natural pode ariar bastante7 predominando o g#s metano7principal componente7 etano7 propano7 butano e outros gases em menores propor&es4/presenta bai6os teores de di6ido de carbono7 compostos de en6ofre7 #gua econtaminantes7 como nitrognio4 / sua combusto completa7 liberando como produtoso di6ido de carbono e apor de #gua7 sendo os dois componentes no t6icos7 o -ue fa!do g#s natural uma energia ecolgica e no poluente4

5 g#s natural caracteri!a'se por sua eficincia7 limpe!a e ersatilidade4 utili!ado emind,strias7 no comrcio7 em residncias7 em eculos4 altamente alori!ado emconse-8ncia da progressia conscienti!ao mundial da relao entre energia e o meioambiente4

/s especifica&es do g#s para consumo so ditadas pela (ortaria n4 : de :P de abril de:A7 emitida pelo /gncia 9acional do (etrleo7 a -ual agrupou o g#s natural em >famlias7 segundo a fai6a de poder calorfico4 5 g#s comerciali!ado no "rasil en-uadra'se predominantemente no grupo ) 1mdio27 cu+as especifica&es soO

(oder calorfico superior 1($S2 a
http://www.ambientebrasil.com.br/legislacao/verifica_lei.php3?id=(1435)http://www.ambientebrasil.com.br/legislacao/verifica_lei.php3?id=(1435)http://www.ambientebrasil.com.br/legislacao/verifica_lei.php3?id=(1435)http://www.ambientebrasil.com.br/legislacao/verifica_lei.php3?id=(1435)


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Densidade relatia ao ar a m#6imo

J


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co!inha 1GL(2 -ue7 por ser mais pesado -ue o ar7 tende a se acumular +unto aoponto de a!amento7 facilitando a formao de mistura e6plosia4

Impactos e Pro/lemas

(or ser um combustel fssil7 formado a milh&es de anos7 trata'se de uma energia noreno#el7 portanto finita4

5 g#s natural apresenta riscos de asfi6ia7 incndio e e6ploso4 (or outro lado7 e6istemmeios de controlar os riscos causados pelo uso do g#s natural4 (or ser mais lee -ue oar7 o g#s natural tende a se acumular nas partes mais eleadas -uando em ambientesfechados4 (ara eitar risco de e6ploso7 deem'se eitar7 nesses ambientes7e-uipamentos eltricos inade-uados7 superfcies supera-uecidas ou -ual-uer outro tipode fonte de ignio e6terna4

Em caso de fogo em locais com insuficincia de o6ignio7 poder# ser gerado mon6idode carbono7 altamente t6ico4 / apro6imao em #reas onde ocorrerem a!amentos s

poder# ser feita com uso de aparelhos especiais de proteo respiratria cu+o suprimentode ar se+a compatel com o tempo esperado de intereno7 controlando'se

permanentemente o nel de e6plosiidade4

5s a!amentos com ou sem fogo deero ser eliminados por blo-ueio da tubulaoalimentadora atras de #lula de blo-ueio manual4 / e6tino do fogo com e6tintoresou aplicao de #gua antes de se fechar o suprimento de g#s poder# proocar graesacidentes7 pois o g#s pode ir a se acumular em algum ponto e e6plodir4

6 Hue um #asodutoU

5 gasoduto uma rede de tubula&es -ue lea o g#s natural das fontes produtoras at oscentros consumidores4 5 gasoduto "olia'"rasil transporta o g#s proeniente da"olia para atender os Estados de )ato Grosso do Sul7 So (aulo7 (aran#7 Santa$atarina e 0io Grande do Sul4 %ransporta grandes olumes de g#s7 possui tubula&es dedi3metro eleado7 opera em alta presso e somente se apro6ima das cidades paraentregar o g#s .s companhias distribuidoras7 constituindo um sistema integrado detransporte de g#s4

5 g#s comerciali!ado atras de contatos de fornecimento com as $ompanhiasDistribuidoras de casa Estado7 detentoras da concesso de distribuioo4 / %"G1%ransportadora "rasileira Gasoduto "olia'"rasil S?/27 propriet#ria do gasoduto7 respons#el pelo transporte do g#s at os pontos de entrega 1$ompanhiasDistribuidoras24

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Como -unciona uma ede de ,istri/uio

/s redes de distribuio transportam olumes menores de g#s natural a menores

press&es7 com tubula&es de di3metros menores -ue do gasoduto4 E esta rede -uerecebe o g#s nos gasodutos e o lea at as ind,strias e aos centros urbanos e por fim7 ata sua casa4 / rede de g#s natural to importante e segura -uanto as redes de energiaeltrica7 telefone7 #gua ou fibra tica e contribuem para facilitar a ida das pessoas eimpulsionar o comrcio e as ind,strias4

6 #!s 3atural uma Ener$ia Se$uraU

%otalmente4 /lm de segura ecologicamente correta /s redes de distribuio soenterradas e protegidas com plcas de concreto7 fai6as de segurana e sinali!ao4 J#algumas medidas de segurana utili!adas nas obrasO

- materiais9 na fabricao dos dutos foram utili!ados materiais especiais7 degrande resistncia e durabilidade4 /s soldas so inspecionadas atras de umrigoroso controle de -ualidade4

- v!lvulas de /loHueio9 so instaladas ao longo da rede com o ob+etio deinterromper o flu6o de g#s7 em caso de um eentual a!amento4 Em trechosurbanos so instalados a cada : Vm4

- proteo das tu/ulaQes9as tubula&es so enterradas7 no mnimo7 a : metro deprofundidade4 9as traesias7 a tubulao reestida por um tubo protetor contraas cargas e6ternas4 Em #reas urbanas7 as placas de concreto so instaladas sobre atubulao7 para proteg'la de impactos decorrentes de escaa&es4

- controle de corrosoO contra o ata-ue corrosio do solo7 as tubula&es soprotegidas por um sistema conhecido por proteo catdica4

- sinaliKao9a finalidade alertar sobre a presena da rede de g#s4 / sinali!aosubterr3nea consta de fita pl#stica na cor amarela com >= cm de largura7 instaladaabai6o da superfcie do solo para alertar as pessoas -ue fa!em escaa&es4 /sinali!ao area constituda de placas e aisos instalados ao longo da rede4

- odoriKao9 tem o ob+etio de dotar o g#s de um odor caracterstico7 parapermitir a pronta deteco em caso de eentuais a!amentos4

7sina Eltrica R #!s de Arauc!riaP

5 $onsrcio formado pela $5(EL 1


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/ Hsina de A= ) em ciclo combinado7 de duas turbinas a g#s natural de := ) euma turbina a apor de := ) ir# consumir na condio de operao nominal


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". Ener$ia #eotrmica

/ energia geotrmica e6iste desde -ue o nosso planeta foi criado4 *eosignifica terra e

t%rmicaest# ligada a -uantidade de calor4 /bai6o da crosta terrestre constitue'se umarocha l-uida7 o magma4 / crosta terrestre flutua nesse magma7 -ue por e!es atinge asuperfcie atras de um ulco ou de uma fenda4

5s ulc&es7 as fontes termais e as fumarolas so manifesta&es conhecidas desta fontede energia4 5 calor da terra pode ser aproeitado para usos diretos7 como o a-uecimentode edifcios e estufas ou para a produo de eletricidade em centrais geotrmicas4

Em (ortugal7 e6istem alguns aproeitamentos diretos7 como o caso da $entralGeotrmica em So )iguel 1/ores24

6ri$em

/ #gua contida nos reseratrios subterr3neos pode a-uecer ou mesmo ferer -uandoem contato com o magma4 E6istem locais onde a #gua -uente sobe at a superfcieterrestre7 formando pe-uenos lagos4 / #gua utili!ada para a-uecer prdios7 casas7

piscinas no inerno7 e at para produ!ir eletricidade4 Em alguns lugares do planeta7e6iste tanto apor e #gua -uente -ue possel produ!ir energia eltrica4 / temperaturada #gua -uente pode ser maior -ue


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permitiu uma compreenso do por-u -ue certas regi&es tm maior atiidade ulc3nicae ssmica do -ue outras4 Embora as minas mais profundas esto s a alguns -uilNmetrosde profundidade e os buracos so geralmente perfurados . profundidade de at := Vm7tcnicas sismolgicas +unto com eidncias indiretas permitiram um conhecimento

maior da forma da estrutura da terra4

5s gradientes de temperatura ariam amplamente em cima da superfcie da terra4 *sto o resultado do derretimento local deido a presso e frico e aos moimentos de placasi!inhas uma contra a outra4 Sendo assim7 um flu6o de magma debai6o pode acontecer4/ locali!ao das placas i!inhas tambm correspondem a regi&es onde atiidadesulc3nicas so encontradas4

5 calor medido perto da superfcie surge do magma mas outros fatores tambm podemafetar o flu6o de calor e gradiente trmico4 Em alguns casos7 coneco de fonte de#gua natural perturba o padro de flu6o de calor e em outros casos pensado -ue o

lanamento de gases -uentes de pedra funda pode aumentar o flu6o4

5utro mecanismo importante gerao de calor de istopos radioatios de elementos talcomo ur3nio7 trio e pot#ssio4 Este mecanismo no completamente compreendido7 mascertas #reas da crosta sofreram derretimento sucessio e recristali!ao com o tempo eisso condu!iu . concentrao destes elementos a certos neis da crosta4 Em uma menore6tenso7 rea&es -umicas e6otrmicas tambm podem contribuir para o a-uecimentolocal4

Qreas classificadas como hipertrmicas e6ibem gradientes muito altos 1muitas e!es togrande -uanto as #reas no trmicas2 e esto normalmente perto das placas i!inhas4Qreas semi'trmicas com gradientes de ='@= $?Vm podem ter anomalias na grossura dacrosta em caso contr#rio regi&es est#eis ou deido a efeitos locais como radioatiidade4

Em #reas de dobramentos modernos7 onde h# ulc&es7 como na 0,ssia e *t#lia7bombeia'se #gua da superfcie para as profundidades do subsolo em -ue e6istamc3maras magm#ticas 1de onde sai as laas24 9estas c3maras a temperatura muito alta e

por isto a #gua transforma'se em apor7 -ue retorna . superfcie por presso atras detubula&es7 acionando turbinas em usinas geotrmicas situadas na superfcie terrestre4Em regi&es onde h# geiseres 1apor d#gua sob presso proeniente de camadas

profundas da crosta terrestre7 atras de fissuras da mesma7 e6plodindo periodicamente

na superfcie terrestre27 como na *sl3ndia7 aproeita'se este apor d#gua para calefaodomstica4

/ cada >< metros de profundidade da crosta terrestre a temperatura aumenta cerca de:U$O o grau geotrmico4 Este aumento de temperatura pode ser usado para aconstruo de usinas geotrmicas7 como +# foi e6ecutado e6perimentalmente porcientistas norte'americanos do Laboratrio 9acional de Los /lamos4 $omo todos osrecursos naturais no'reno#eis7 a energia geotrmica tambm dee ser utili!adaracionalmente4

Impactos e Pro/lemas



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".1< Clula Com/ust)vel

Conceito 2uncionamento

/ clula a combustel uma tecnologia -ue utili!a a combinao -umica entre osgases o6ignio 15


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#gua2 e tecnologias reno#eis7 como a energia solar7 elica e hidr#ulica7 o hidrogniotorna'se um combustel reno#el e ecologicamente correto4

um elemento -umico largamente encontrado na #gua7 no ar7 nos seres ios7 no

petrleo e7 para ter um aproeitamento como fonte de energia eficiente7 dee estar naforma pura ' gasosa ou l-uida4 /presenta uma inflamabilidade eleada7 mas no maior -ue a do g#s natural7 uma fonte energtica -ue est# em e6panso no "rasil edeer# ser uma das principais fontes de hidrognio7 pois na sua estrutura dehidrocarboneto7 encontrado o metano 1$J24

5 hidrognio molecular 1J


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2oto$ra-ias9

/lguns tipos de clulas

/plica&es em 9otebooVs

Detalhe da clula (E) da nae espacial Gemini@4

,escrio9 $lula a combustel (E) aberta4

(rodu!ia :V eletricidade7 alm da #gua para osastronautas beberem4

2onte9 Science Serice Jistorical *mage$ollection4,ireitos Autorais9 Science Serice Jistorical*mage $ollection4

$lula a combustel do F$K C> da Jonda

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$lula a combustel da naeespacial /pollo e6ibida no museuespacial de /lamogordo4

,escrio9 $lula a combustelalcalina 1/F$2 e6posta no )useuEspacial de /lamogordo7 EH/4 /clula foi montada pela (ratt hitne no ano de :4 Foi

utili!ada na misso Lunar da/pollo4

2onte9 Science Serice Jistorical*mage $ollection4,ireitos Autorais9Science SericeJistorical *mage $ollection4

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Principais 2ontes de 8idro$nio

:4 #!s 3atural

5 g#s natural uma fonte de energia rica em hidrognio7 com a relao de um #tomo decarbono para -uatro #tomos de hidrognio4 um dos combusteis fsseis maisutili!ados no mundo7 com sua participao na matri! energtica mundial deapro6imadamente de T7 atr#s apenas do petrleo -ue est# com =T4

Dentre os principais combusteis fsseis7 como o petrleo e o caro7 o g#s natural omenos poluente4

Jo+e7 apro6imadamente a metade da produo de hidrognio no mundo prom do g#snatural7 e a maior parte da produo em escala industrial pelo processo de reforma aapor7 ou como um subproduto do refino de petrleo e produo de compostos

-umicos4

(ara ser utili!ado numa clula a combustel7 o g#s natural passa pelo processo dereforma para se obter o hidrognio4 / reforma a apor do g#s natural utili!a energiatrmica I calor ' para separar os #tomos de hidrognio do #tomo de carbono no metano1$J27 e enole a reao do g#s natural com apor d#gua a alta temperatura emsuperfcies catalticas I platina ou n-uel4 5 processo e6trai os #tomos de hidrognio7dei6ando o di6ido de carbono como subproduto4

Este processo reali!a'se em duas fasesO

2ase 19/ reao decomp&e o combustel em #gua e mon6ido de carbono 1$524

2ase "9Hma reao posterior transforma o mon6ido de carbono e a #gua em di6idode carbono e hidrognio4 Estas rea&es ocorrem sob temperaturas de


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7P milh&es7 com a maior parte das unidades produtoras e demercado de trabalho locali!adas nos Estados de So (aulo e do (aran#4

9o ano de 7 a produo de #lcool chegou a :7 bilh&es de litros em todo o pas7com o $entro'Sul respons#el por :


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/s principais caractersticas do Etanol esto abai6oO

L-uido incolor e ol#til7 com odor e sabor caractersticosM (ure!a e6pressa em graus Ga Lussac4 5 #lcool endido comercialmente para fins

domsticos tem GL4 $apacidade de dissoler subst3ncias org3nicas4 $omposto org3nico saturado4 (ode ser dissolido com #gua em todas as propor&es4 Rueima gerando uma chama com desprendimento de calor e nenhuma fuligem4 Frmula )olecularO $JP V(/2O '::@7


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entretanto7 so alimentadas por metanol7 o -ual misturado ao apor e ento ao 3nodo1eletrodo negatio2 da clula a combustel4

/s clulas a combustel D)F$ no tem muitos dos problemas de arma!enamento

tpicos de outras tecnologias7 pois o metanol tem uma densidade de potncia maior -uea do hidrognio I embora menor -ue a da gasolina ou diesel4 5 metanol tambm maisf#cil de transportar e fornecer para o mercado7 pois pode utili!ar a corrente infra'estrutura por ser um combustel l-uido7 como a gasolina4

Estas clulas operam na temperatura de :


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4 >$ua

/ #gua deer# ser uma das principais fontes de hidrognio no futuro4 $ompanhias deenergia no "rasil esto comeando a pes-uisar a iabilidade econNmica de se produ!ir

hidrognio a partir da #gua utili!ando os reseratrios das grandes usinas hidreltricasbrasileiras4 / idia produ!ir durante a madrugada7 perodo em -ue a demanda porenergia bai6a e de menor custo4

(ara e6trair o hidrognio da molcula de #gua 1J


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4 ?etano de Estao de Tratamento de >$ua e Es$oto

5 metano 1$J2 um componente do _biog#s_7 produ!ido por bactrias anaerbias4Estas bactrias so encontradas em grande -uantidade no meio ambiente4 Elas -uebram7

ou digerem7 matria org3nica na ausncia de o6ignio e produ!em o _biog#s_ comoresduo metablico4 E6emplos de fontes de biog#s incluem os aterros sanit#rios7 oesterco de gado ou porcos e as esta&es de tratamento de #guas e esgotos4 5 metanotambm o principal componente do g#s natural produ!ido por bactrias anaerbias h#milh&es de anos atr#s4

@4 Al$as e actrias

5s processos biolgicos e fotobiolgicos atras de en!imas utili!am algas e bactriaspara produ!ir hidrognio4 Sob condi&es especficas7 os pigmentos em certos tipos dealgas absore energia solar4 /s en!imas na clula de energia agem como catalisadores

para decompor as molculas de #gua4 /lgumas bactrias tambm so capa!es deprodu!ir hidrognio7 mas diferentemente das algas necessitam de substratos para seucrescimento4 5s organismos no apenas produ!em hidrognio7 mas tambm podemlimpar poluio ambiental4

Sabe'se de longa data -ue as algas produ!em pe-uenas -uantidades de hidrognio7 masat recentemente os cientistas no haiam encontrado um mtodo factel para aumentaresta produo4 $ientistas da Hniersidade da $alifrnia7 "erVele7 e o Laboratrio

9acional de Energia 0eno#el encontraram uma soluo4 /ps permitir -ue a culturade algas crescesse sob condi&es normais7 os pes-uisadores priaram'nas de en6ofre eo6ignio4 /ps muitos dias gerando hidrognio7 a cultura de algas foi colocadanoamente sob condi&es normais por alguns poucos dias7 permitindo assim -uearma!enassem mais energia4 5 processo pode ser repetido #rias e!es4 / produo dehidrognio por algas pode eentualmente promoer um meio pr#tico e de bai6o custo

para a conerso de lu! solar em hidrognio4

A4 #asolina e ,iesel

/ gasolina e o diesel tambm podem ser utili!ados para produ!ir hidrognio para asclulas a combustel7 mas so mais inconenientes por terem uma estrutura comdiersas molculas4 / ,nica antagem seria o aproeitamento da sua infra'estrutura

estabelecida em postos serindo como transio para o modelo de postos a hidrogniono futuro4 )as a tendncia deer# ser o aproeitamento da infra'estrutura estabelecidapelo #lcool 1etanol

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2uncionamento !sico



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%. &in'as de Transmisso

%.1 TensQes de Transmisso PadroniKao

Terminolo$ia

Tenso 3ominal a tenso fase'fase efica! na -ual o sistema pro+etado4

Tenso ?!4ima de 6perao do SistemaI a tenso mais alta fase'fase efica! -ue esperada em condi&es normais de operao em -ual-uer instante e em -ual-uer partedo sistema4

Alta Tenso a designao para tens&es de transmisso abai6o de = B4

E4tra Alta Tenso entre = B e == B4

7ltra Alta Tenso acima de == B4

Vnom ;Gv= Vm!4 ;Gv=:>7A :P 7P >A A7> @


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%." ?ateriais 7tiliKados

%.".1 Ca/os Condutores

Consideraes de Projeto

a2 %enso tima de transmisso a longa dist3ncia

oulePerdas

$orona

( k 04* k 4l.* 4 *k ( k B4l*S

( k B4l[ k ( k V 4 lC C

Condutor

b2 /daptao do (ro+eto ao )eio /mbiente

Gerao de o!Nnio deido o efeito corona Emisso de rudo audel *nterferncia em sinais 04F4 %ens&es eletrost#ticas indu!idas

c2 Seleo do condutor

d2 $ritrios eltricos I isolamento mnimo fase ? terra7 etc4

e2 5utras considera&es I (#ra'raios


$usto datransmisso

9el de tenso

$usto total

$usto do isolamento

$usto do condutor

9el econNmicode tenso


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Caracter)sticas -)sicas das lin'as areas de transmisso

$abos condutoresO condutores ideais para linhas areas de transmisso seriam a-ueles

-ue possam apresentar as caractersticas abai6oO

a2 Alta conduti/ilidade eltricaO perdas por efeito +oule 104*27 possam sermantidas economicamente7 dentro de limites toler#eis4 5neram diretamente ocusto do transporte de energia4

b2 ai4o custoO uma parcela ponder#el do inestimento total 1custo dos cabos27influindo de maneira decisia no custo de transporte de energia4

c2 oa resistncia mec+nicaO assegurar integridade mec3nica . linha7 garantindocontinuidade de serio e segurana .s propriedades e .s idas4

d2 ai4o peso espec)-icoO as estruturas de suporte so dimensionadas para absoreros esforos mec3nicos transmitidos pelos condutores7 um dos -uais7 o seu

prprio peso4 (ortanto -uanto maior for este7 mais robustos e caras sero asestruturas4

e2 Alta resistncia R o4idao e a corroso por a$entes Hu)micos O para -ue nosofram reduo da seo ao longo do tempo7 proocando reduo na suaresistncia mec3nica e eentual ruptura4

*/$S I *nternational /nnelead Standart:==T correspondem # condutibilidade I padro internacional ' medida . =T de!inco7 respectiamente7 dando maior resistncia mec3nica ao cobre4 Em regio deatmosfera poluda e a beira'mar7 pode ser desaconselh#el o emprego de cabos dealumnio7 su+eitos . corroso4

9esse caso aconselh#el o emprego de uma das ligas /LD0E 1/l7 )g7 Si e Fe27 o-ue aumenta as resistncias -umicas e mec3nica7 em detrimento da resistncia eltrica7

cu+o alor aumenta consideraelmente4

$usto /l ? $usto $u k


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Condutores PadroniKados

5 encordoamento normal dos cabos condutores7 -uando compostos de fios de mesmos

di3metros7 obedece . seguinte lei de formaoO

9 k >6 Z >6 Z :

5ndeO9 k n,mero total de fios componentesK k n,mero de camadas ou coroas

LogoO(ara : camada I @ fios(ara < camadas I : fios

(ara > camadas I >@ fios(ara camadas I : fios 7 etc4

PadroniKao /rasileira

/s normas brasileiras elaboradas pela /"9% especificam as caractersticas e6igeis nafabricao e para o recebimento dos condutores destinados a fins eltricos4

a= Condutores de co/re aplicase R E1" ca/os nus de co/re

Seo em milmetros -uadrados4 $omposio7 ou n,meros de filamentos $lasse de encordoamento

9ormas /"9% I E"':: e E"':< I regulam as caractersticas -ue os cabos e fios nusdeem possuirO

a4 Rualidade do material7 suas caractersticas eltricas e fsicasb4 /cabamentoc4 Encordoamento7 passo do encordoamento

d4 Emendase4 Cariao do peso e da resistncia eltricaf4 Dimens&es7 construo e formaog4 %oler3ncias no comprimento dos cabosh4 Embalagem e marcao destai4 (ropriedades mec3nicas e eltricas

+4 Ensaios de aceitaoV4 0esponsabilidades dos fabricantes

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/= Condutores de alum)nio e alum)nioao

9ormas /"9%O

'+ 21,I fios de alumnio para fins eltricos'+ 2,2I fios de ao !incado para alma do cabo de alumnio'+ 1,3I cabos de alumnio 1$/2 e cabos de alumnio com alma de ao 1$//2para fins eltricos4

Sua designao dee ser feita pela #rea nominal da seo do alumnio7 e6pressa emmm7 pela formao7 pelo tipo 1$/ ou $//27 pela classe de encordoamentocorrespondente7 e eentualmente7 pela referncia comercial4

De acordo com esse cdigo canadense de referncia comercial7 h# para cada tipo de

cabo uma famlia de nomes atras dos -uais cada bitola fica completamente definidaassimO

(ara $abos $/ I nomes de flores(ara $abos $// I nomes de aes7 ambos na lngua inglesa

E4emplo9

digo / Tu$i" / abo 0 a$umnio com"osto de 1, (i$amentos.

Di3metro dos filamentos k >>A: mm

Di3metro do cabo 1nominal2 k :7< mm

(eso do cabo 1nominal2 k @7> Bg ? Bm

$arga ruptura k : mm

(eso do cabo 1nominal2 k >A


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c= Condutores em li$a de alum)nio

5 alumnio7 em liga met#lica com outros materiais7 aumenta consideraelmente suaresistncia mec3nica7 porm aumenta tambm sua resistncia eltrica4 Essas ligas

podem aumentar consideraelmente sua resistncia . o6idao e corroso em regi&es deatmosfera poluda ou . beira'mar4 Essas ligas tm diersos nomes de acordo com suascomposi&es4 9a Europa o /LD0E muito utili!ado4 9os EH/ e $anad# temos doistipos de condutores em ligas de /lumnioO

Tipo AACI cabos homogneos compostos de fios iguais em ligas de alumniode diersas composi&es4

Tipo ACAI idnticos ao cabo $//7 e6ceto pela alma7 -ue nesse caso ser#composta de liga de alumnio7 ao ins de ao4 Estes condutores so fabricadosno "rasil4

d= Condutores CopperWeld e AlumoWeld

Seus filamentos so obtidos pela e6truso de uma capa de cobre ou de alumnio sobreum fio de ao de alta resistncia4 Seu emprego em linhas de transmisso como caboscondutores limitado a situa&es especiais em -ue so necess#rias pe-uenas se&es demateriais condutores aliados a eleadas resistncias mec3nicas4

$omo cabos p#ra'raios tem largo emprego e em linhas de telecomunica&es e mesmocomo condutor neutro em sistemas de distribuio7 urbanos e rurais4

e= Condutores Tu/ulares e e4pandidos

/ fim de redu!ir os gradientes de potencial nas superfcies dos condutores e com issoaumentar o alor da tenso crtica de corona dos cabos7 introdu!iram'se diersos tiposde condutores designados como e6pandidos empregando materiais diersos4

/ figura abai6o mostra um cabo $// e6pandido e alguns e6emplos de condutores decobre ou bron!e tubulares4 5 condutor $// e6pandido tem um di3metro e6terno cercade :PT maior -ue um condutor de mesmas caractersticas eltricas4

a2 $ondutores E6pandidos b2 $ondutores 5cos c2 $ondutores $// E6pandidos

Centro Federal de Educao Tecnolgica do Esprito Santo @=


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-= Condutores ?ltiplos

$ondutores m,ltiplos ou enfei6ados propostos em := por %homas7 tieram seu

emprego aplicado no incio da dcada de :>=4 Deido .s primeiras linhas de tensoe6tra'eleadas7 sendo -ue na Europa sua aceitao foi mais imediata do -ue na /mrica7o -ue eidenciado pelo fato de -ue as primeiras linhas de >P B7 -ue entraram emserio em :P4 5 desenolimento das noas tcnicas de construo7 a melhoria dasferragens e a confiana ad-uirida na operao das primeiras linhas fi!eram com -ue oseu uso se generali!asse'

%."." Isoladores e 2erramentas

5s cabos so suportados pelas estruturas atras dos isoladores7 -ue como seu prprionome indica7 mantm isolados eletricamente das mesmas4 Deem resistir tanto assolicita&es mec3nicas como as eltricas4

5s isoladores so submetidos .s solicita&es mec3nicas -ue lhe so transmitidos peloscabos condutores4 So de > tiposO

a2 Foras erticais I deido ao prprio peso dos condutores 1nos pases de climafrio7 este peso acrescido do peso da capa de gelo -ue pode se formar em tonodos mesmos24

b2 Foras hori!ontais a6iais I no sentido dos ei6os longitudinais das linhasnecess#rias7 para -ue os condutores se mantenham suspensas sobre o solo4

c2 Foras hori!ontais transersais I em sentido ortogonal aos ei6os longitudinaisdas linhas7 deidas a ao da presso do ento sobre os prprios cabos4

Esses esforos so transmitidos pelos isoladores .s estruturas7 -ue deem absor'los4/s solicita&es de nature!a eltrica a -ue um isolador dee resistir so as tens&es maiseleadas -ue podem ocorrer nas linhas7 e -ue soO

a2 %enso normal e sobretens&es em fre-8ncia industrialM

b2 Surtos de sobretenso de manobra -ue so de curta durao7 podendo noentanto7 atingir de > a P e!es a tenso normal entre fase e terra4

c2 Sobretens&es de origem atmosfrica7 cu+as intensidades podem ser muitoeleadas e ariadas4

Centro Federal de Educao Tecnolgica do Esprito Santo @:

S

S S

S


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Hm isolador eficiente dee ainda ser capa! de fa!er o m#6imo uso do poder isolante doar -ue o enole a fim de assegurar isolamento ade-uado4 / falha de um solador podeocorrer tanto no interior do material 1perfurao2 ou pelo ar -ue enole 1descargae6terna24

Seu desenho dee ser de forma a assegurar uma distribuio balanceada de potenciais e7conse-8entemente7 dos gradientes de ar7 com o ob+etio de assegurar tens&es dedescarga ade-uada4 /lm desses re-uisitos dee ainda satisfa!er a outro no menosimportante7 -ue o da no produo7 mesmo aps longos perodos de operao7 daindese+#el radiointerferncia4

Esta7 em geral7 causada nos isoladores por min,sculos pontos de disrupo eltricapara o arO corona4 (rodu!em correntes de altas fre-8ncias -ue irradiam energia demaneira semelhante . um r#dio transmissor4 E6ige'se ainda dos isoladores e6tremarobuste!7 de modo a poderem resistir ao manuseio7 sem sempre delicado7 nos arma!ns

e obras4 Deem ser dur#eis -uando em serio7 redu!indo a um mnimo o n,mero dereposi&es no decorrer dos anos7 e resistir bem aos cho-ues trmicos a -ue estosubmetidos pelas condi&es metereolgicas locais4

Suas superfcies deem ter acabamento capa! de resistir bem as e6posi&es ao tempo7mesmo em atmosfera de eleado grau de poluio em -ue ha+a presena de 6idos deen6ofre e outros reagentes4

(ara a sua fabricao empregam'se dois tipos de materiaisO

a2 (orcelana Citrificada

b2 Cidro temperado

Encontra'se em fase de introduo isolamentos para linhas e6ecutados com resinassintticas4 / associao de ep6i com fibras de idro7 alm de ter poder isolanteapresenta e6celentes caractersticas mec3nicas4

/ principal antagem desse tipo de material consiste em permitir a e6ecuo de peasestruturais auto'isolantes7 e conforme as classes de tenso7 eliminar inteiramente osisoladores conencionais7 podendo contribuir para a reduo das dimens&es de

estruturas4

a7 Porce$ana Vitri(icada

Dee ser de boa -ualidade7 bai6a porosidade7 isenta de bolhas de ar e impure!a7 alm deapresentar alta resistncia mec3nica e ao impacto4 Sua resistncia dieltrica7 dee ser daordem de a 7P B?mm4 Sua superfcie dee ser itrificada cuidadosamente a fim deedar os seus poros7 impedindo a absoro de #gua e eitando a reduo de suaresistncia dieltrica4 / itrificao dee ser resistente a altas temperaturas7 deendoresistir ao calor oriundo de eentuais arcos eltricos sem se danificar4 / grandedificuldade da eletrocer3mica consiste na obteno de peas espessas e de grandes

dimens&es capa!es de satisfa!er a essas e6igncias4

Centro Federal de Educao Tecnolgica do Esprito Santo @


78/123

b7 Vidro tem"erado

(ossui uma resistncia dieltrica da ordem de : B?mm e resistncia mec3nica

e-uialente a da porcelana7 podendo inclusie ser fabricadas peas mais espessas4 Seucusto inferior ao da porcelana7 porm mais su+eito a danos por atos de andalismo7

pois7 deido . sua tmpera7 os isoladores no resistem bem aos impactos7 mesmo lees7dependendo do local atingido 1por e6emplo7 saias dos isoladores de disco7 -ue sointeiramente estraalhados por pedras atiradas com estilingues24

$om o adento da transmisso nas tens&es e6tras eleadas em $/ e $$7 condi&es maisseeras de serio7 m sendo impostas aos isoladores7 deido inclusie7 # crescenteintensidade da poluio atmosfrica7 isso tem leado a grandes pro+etos de pes-uisa emtodo mundo7 isando aprimorar materiais e desenhos dos isoladores7 no sentido deassegurar uma crescente melhoria em seus desempenhos4 Est# se adotando itrificao

semicondutora em isoladores antipoluio4

Tipos de Isoladores

Em linhas de transmisso emprega'se basicamente trs tipos de isoladores4

a2 *soladores de pino

b2 *soladores tipo pilar

c2 *soladores de suspenso

a2 8so$adores de PinoI so fi6ados . estruturasatras de um pino de ao4 (ara tanto7 em sua

parte interna possuem um furo ros-ueado7 comrosca de filete redondo padroni!ado pela/"9% 1)"

8/12/2019 Apostila Cefet Si

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