Universidade Federal de Santa Maria

Colégio Técnico Industrial de Santa Maria

Eletrônica – Presencial –Tarde

Sistemas De Energia

FORMAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA

Aluno: Ariel Hennig Neuenfeldt

Turma: 129

Santa Maria

Setembro de 2012

SUMARIO

1. INTRODUÇÃO.................................................................................................4

2. FORMAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA ......................................................5

2.1. ENERGIA HIDRELÉTRICA........................................................................ 5

2.2. ENERGIA TERMOELÉTRICA....................................................................6

2.3. ENERGIA NUCLEAR...................................................................................7

2.4. ENERGIA FOTOVOLTAICA (solar) ...........................................................8

2.5. ENERGIA EÓLICA.......................................................................................9

2.6. ENERGIA DAS MARÉS.............................................................................11

3. SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA.........................................................12

4. GERAÇÃO......................................................................................................13

5. TRANSMISSÃO.............................................................................................13

6. DISTRIBUIÇÃO.............................................................................................13

7. CONCLUSÃO.................................................................................................14

8. BIBLIOGRAFIA.............................................................................................15

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INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Usina hidrelétrica de Itaipu, na fronteira do Brasil com o Paraguai.................5

Figura 2. Usina termoelétrica...........................................................................................6

Figura 3. Usina nuclear.....................................................................................................7

Figura 4. Placa fotovoltaicas e placas solares..................................................................8

Figura 5. Principio de funcionamento de uma placa fotovoltaica....................................9

Figura 6. Evolução da geração eólica.............................................................................10

Figura 7. Instalação de usinas eólicas.............................................................................10

Figura 8. Caixa de concreto por onde, no sobe e desce das marés, passa a água do

mar cuja energia é aproveitada na geração de eletricidade.............................................11

Figura 9. Visão geral de um sistema de energia elétrica................................................12

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1. INTRODUÇÃO:

Este trabalho foi criado com ênfase em analisar e obter maiores conhecimentos

sobre as fontes de geração de energia no Brasil.

A eletricidade se tornou a principal fonte de luz, calor e força utilizada no

mundo moderno. Atividades simples como assistir à televisão ou navegar na internet

são possíveis porque a energia elétrica chega até a sua casa. Fábricas, supermercados,

shoppings e uma infinidade de outros lugares precisam dela para funcionar. Grande

parte dos avanços tecnológicos que alcançamos se deve à energia elétrica.

Obtida a partir de todos os outros tipos de energia, a eletricidade é transportada e

chega aos consumidores no mundo inteiro por meio de sistemas elétricos complexos,

compostos de quatro etapas: geração, transmissão, distribuição e consumo.

Essa força pode ser obtida de diversas fontes de energia primária. No Brasil, a

energia elétrica vem, em primeiro lugar, de usinas hidrelétricas; depois,

de termelétricas; e, por último, de usinas nucleares.

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2. FORMAS DE GERAÇÃO DE ENERGIA

2.1. ENERGIA HIDRELÉTRICA

Em países como o Brasil, que possui muitos rios com grandes desníveis, uma

das soluções mais econômicas para fazer girar turbinas é aproveitar a força das águas,

construindo usinas hidrelétricas. Em uma usina desse tipo, uma barragem, também

conhecida como represa, controla as águas do rio.

No interior da barragem, são instalados grandes tubos inclinados, geralmente

chamados de aquedutos, que abrigam as turbinas. A água desce pelos tubos e faz girar o

sistema de hélices, movimentando o eixo dos geradores que produzem a energia

elétrica. Perto dos geradores são instalados os transformadores, equipamentos que

acumulam e enviam a energia elétrica para os cabos das linhas de transmissão.

Depois de movimentar as turbinas, as águas voltam para o leito do rio sem sofrer

nenhum tipo de degeneração. É por isso que a energia hidrelétrica é considerada uma

fonte limpa, além de ser renovável. No Brasil, a maior quantidade de energia elétrica

produzida provém de usinas hidrelétricas.

Construída e administrada por Brasil e Paraguai, Itaipu, no rio Paraná, é a

segunda maior hidrelétrica do mundo em potência instalada, com 14 mil megawatts de

capacidade de geração, atrás apenas de Três Gargantas, na China. A Eletrobras detém

metade de Itaipu em nome do governo brasileiro, além de ser dona, por meio de suas

empresas, de algumas das principais hidrelétricas em operação no país, comoTucuruí,

no rio Tocantins, e Xingó e as usinas do Complexo Paulo Afonso, no rio São Francisco.

 Figura 1 - Usina hidrelétrica de Itaipu, na fronteira do Brasil com o Paraguai

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VANTAGENS

Emissão de gases causadores do efeito estufa muito baixo

Baixo custo

DESVANTAGENS

Impacto social e ambiental do represamento do rio

Dependência (limitada) das condições climaticas

2.2. ENERGIA TERMOELÉTRICA

Nas usinas termoelétricas a energia elétrica é obtida pela queima de

combustíveis, como carvão, óleo, derivados do petróleo e, atualmente, também a cana

de açúcar (biomassa).

A produção de energia elétrica é realizada através da queima do combustível que

aquece a água, transformando-a em vapor. Este vapor é conduzido a alta pressão por

uma tubulação e faz girar as pás da turbina, cujo eixo está acoplado ao gerador. Em

seguida o vapor é resfriado retornando ao estado líquido e a água é reaproveitada, para

novamente ser vaporizada.

Vários cuidados precisam ser tomados tais como: os gases provenientes da

queima do combustível devem ser filtrados, evitando a poluição da atmosfera local; a

água aquecida precisa ser resfriada ao ser devolvida para os rios porque várias espécies

aquáticas não resistem a altas temperaturas.

No Brasil este é o segundo tipo de fonte de energia elétrica que está sendo

utilizado, e agora, com a crise que estamos vivendo, é a que mais tende a se expandir.

 Figura 2 - Usina termoelétrica

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VANTAGENS

Baixo custo de construção e combustível

Alta produtividade

Independência das condições climáticas

DESVANTAGENS

Emissão de gases de efeito estufa muito alta (é a que mais emite)

Poluição local do ar com elementos que causam chuva ácida e afetam a

respiração

2.3. ENERGIA NUCLEAR

Nas reações nucleares, determinados átomos convertem-se em outros, por

modificações que alteram seus núcleos. Quando o núcleo de um átomo pesado, como o

urânio ou o plutônio, é rompido para produzir núcleos de elementos mais leves, ele

emite partículas denominadas nêutrons que se deslocam com altíssimas velocidades,

colidindo com outros núcleos e provocando novos rompimentos com fissões. A reação

em cadeia envolve um número cada vez maior de átomos liberando uma quantidade

cada vez maior de energia.

Nesse tipo de geração a fissão emite uma grande quantidade de calor, aquece a

água que está em caldeiras. O vapor que sai das caldeiras move as turbinas que acionam

os geradores de energia.

   

Figura 3 - Usina nuclear

VANTAGENS

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Emissão de gases efeito estufa praticamente inexistentes

Alta produtividade

Impedância de condições climáticas

DESVANTAGENS

Alto custo ( exige investimentos em segurança)

Produção de rejeitos radiativos

Risco de acidentes ( a probabilidade é baixa, mas os efeitos são gravíssimos)

2.4. ENERGIA FOTOVOLTAICA (solar)

Existem duas maneiras de gerar energia solar. No primeiro caso a conversão é

realizada em usinas que recebem a denominação geral de torres de energia onde a

energia é obtida através de uma grande área de espelhos que refletem a luz solar

dirigindo-a para uma caldeira de aquecimento de água situada em uma estrutura

elevada.

Um outro sistema é o das chamadas células fotovoltaicas, construídas de

material que transforma a energia radiante do sol diretamente em corrente elétrica.

Esses sistemas não provocam qualquer tipo de poluição, trabalham na

temperatura ambiente, têm larga duração, quase não necessitam manutenção e são

fabricados de silício, o segundo mais abundante elemento da crosta terrestre.

 

Figura 4 – Placa fotovoltaicas e placas solares

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Figura 5 – Principio de funcionamento de uma placa fotovoltaica

VANTAGENS

Baixo impacto ambiental

DESVANTAGENS

Alto custo

Baixa produtividade

2.5. ENERGIA EÓLICA

A energia eólica é produzida pela transformação da energia cinética dos ventos

em energia elétrica. A conversão de energia é realizada através de um aerogerador que

consiste num gerador elétrico acoplado a um eixo que gira através da incidência do

vento nas pás da turbina. 

A instalação de turbinas eólicas tem interesse em locais em que a velocidade

média anual dos ventos seja superior a 3,6 m/s.

A energia dos ventos é uma abundante fonte de energias renováveis, limpas e

disponíveis em todos os lugares. O movimento dessas hélices move um gerador, que

converte em energia elétrica. A energia vai para as linhas de transmissão, depois para a

distribuição até chegar no consumidor final.

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Fi

g ur

a 6 –

Evolução da geração eólica

 

Figura 7 - Instalação de usinas eólicas

VANTAGENS

Emissão de gases efeito estufa praticamente inexistente

Impacto ambiental mínimo

DESVANTAGENS

Baixa produtividade

Dependência das condições climáticas

Poluição visual

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2.6. ENERGIA DAS MARÉS

A energia das marés é obtida de modo semelhante ao da energia hidrelétrica. 

 Constrói-se uma barragem, formando-se um reservatório junto ao mar. Quando a

maré é alta, a água enche o reservatório, passando através da turbina e produzindo

energia elétrica, e na maré baixa o reservatório é esvaziado e água que sai do

reservatório, passa novamente através da turbina, em sentido contrário, produzindo

energia elétrica (fig. 8). Este tipo de fonte é também usado no Japão e Inglaterra.

No Brasil temos grande amplitude de marés, por exemplo, em São Luís, na

Baia de São Marcos (6,8m), mas a topografia do litoral inviabiliza economicamente a

construção de reservatórios.

Figura 8  - Caixa de concreto por onde, no sobe e desce das marés, passa a água do mar cuja  

energia é aproveitada na geração de eletricidade.

VANTAGENS

A constancia e previsibilidade da ocorrencia das marés;

O fato de as marés serem um fonte inesgotável de energia

O fato de serem uma fonte de energia não poluente.

DESVANTAGENS

Os custos de instalação são bastante elevados;

Só é produzida energia enquanto existir um desnível entre os níveis de água que

se encontram nas partes superior e inferior do muro da barragem;

3. SISTEMAS DE ENERGIA ELÉTRICA

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As partes constituintes de um sistema de geração de energia elétrica são:

• Produção da energia (Usinas)

• Transmissão (Linhas elétricas e equipamentos de alta tensão)

• Distribuição (linhas elétricas e equipamentos de média tensão)

• Utilização (Linhas e equipamentos consumidores supridos em baixa tensão)

Figura 9 – Visão geral de um sistema de energia elétrica

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4. GERAÇÃO

A função das estações elevadoras é elevar o nível da tensão na qual a energia é

gerada para valores adequados a transmissão de grandes blocos de energia através de

longas distancias, ate os centros e consumo.

Alem de elevar a tensão para permitir a transmissão econômica da energia as

estações elevadoras também podem proporcionar pontos de interligação e manobra do

sistema.

As estações elevadoras recebem energia diretamente das unidades geradoras que

transformam energia primária em energia elétrica.

5. TRANSMISSÃO

As linhas de transmissão, responsáveis pelo suprimento de energia as

subestações de transmissão originam-se em estações elevadoras associadas a plantas de

geração de energia elétrica.

O sistema de transmissão constitui as linhas da rede básica de transmissão de

energia que alem de suprir diversas subestações de distribuição provê circuitos de

interligação entre subestações.

As subestações de transmissão tem papel semelhante as subestações de

distribuição:

• Reduzir a tensão possibilitando sua transmissão;

• Proporcionar meios de interligação e manobra para a operação do sistema.

6. DISTRIBUIÇÃO

Um alimentador primário supre a carga de vários transformadores de

distribuição.Um alimentador primário normalmente e constituído por um tronco

principal ao qual se conectam vários ramais laterais.

Cada ramal lateral alimenta pelo menos um transformador de distribuição ou

consumidor especial ligado em alta tensão.

Os ramal laterais se ligam ao tronco através de equipamentos de manobra e

proteção.

A energia alcança o alimentador primário de distribuição através de uma

subestação de distribuição.

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A Subestação de Distribuição reduz a tensão do(s) níveis de transmissão e

subtransmissão (69 a 230 KV), possibilitando distribuir a energia que flui pelo sistema

(13,8 a 34,5 kV).

Uma subestação de distribuição supre vários alimentadores primários de energia

elétrica e proporciona pontos de manobras para a operação do sistema.

7. COMCLUSÃO

Portanto a energia elétrica é umas das maiores descobertas do homem ao longo

do tempo. Tal descoberta possibilitou o desenvolvimento em disparada da sociedade

tanto na cultura como na economia, no entanto suas aplicações foram sendo cada vez

mais atualizadas e melhoradas para proporcionar melhor rendimento e uso sustentável

em relação ao meio ambiente, pois seu uso acarreta grandes impactos ambientais desde

sua captura até o seu processo de produção. 

Devido a essas causas, o mundo cada vez mais tenta minimizar esses

impactos, com o uso de fontes alternativas de energia.  Essa fonte vem ganhando mais

adeptos e força no seu desenvolvimento e aplicação, principalmente na conjuntura em

que o mundo se encontra.

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8. BIBLIOGRAFIA

http://fisica.cdcc.sc.usp.br/olimpiadas/01/artigo1/fontes_eletrica.html

http://www.eletrobras.com/elb/natrilhadaenergia/...energia/main.asp?

www.notapositiva.com › ... › Físico-Química › 9º ano

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