Video do funcionamento de um parque eólico

Energia Solar

Energia solar é a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa (e, em certo sentido, da energia térmica) proveniente do Sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, seja directamente para aquecimento de água ou ainda como energia eléctrica ou mecânica.No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m2 de energia, medição feita numa superfície normal (em ângulo recto) com o Sol. Disso, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é reflectido pelas nuvens. Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz visível e luz ultravioleta.As plantas utilizam directamente essa energia no processo de fotossíntese. Nós usamos essa energia quando queimamos lenha ou combustíveis minerais. Existem técnicas experimentais para criar combustível a partir da absorção da luz solar em uma reacção química de modo similar à fotossíntese vegetal - mas sem a presença destes organismos.

Métodos de captura de energia solar:

Existem dois tipos de métodos de captura de energia solar, mas o que nós iremos usar é o directo. Os métodos de captura da energia solar classificam-se em directos ou indirectos:

Directo significa que há apenas uma transformação para fazer da energia solar um tipo de energia utilizável pelo homem. Exemplos: A energia solar atinge uma célula fotovoltaica criando electricidade. (A conversão a partir de células fotovoltaicas é classificada como directa, apesar de que a energia eléctrica gerada precisará de nova conversão - em energia luminosa ou mecânica, por exemplo - para se fazer útil.)

A energia solar atinge uma superfície escura e é transformada em calor, que aquecerá uma quantidade de água, por exemplo - esse princípio é muito utilizado em aquecedores solares.Indirecto significa que precisará haver mais de uma transformação para que surja energia utilizável. Exemplo: Sistemas que controlam automaticamente cortinas, de acordo com a disponibilidade de luz do Sol.

Vantagens/Desvantagens da energia solar Vantagens

A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é totalmente controlável utilizando as formas de controlo existentes actualmente.

As centrais necessitam de manutenção mínima.

Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente viável.

A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão.

Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em praticamente todo o território, e, em locais longe dos centros de produção energética, sua utilização ajuda a diminuir a demanda energética nestes e consequentemente a perda de energia que ocorreria na transmissão.

Desvantagens

Os preços são muito elevados em relação aos outros meios de energia.

Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação climatérica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia.

Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova Zelândia e Sul da Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de Inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variações diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade.

As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas por exemplo aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia hidroeléctrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da laranja).

As células fotovoltaicas

Células fotoeléctricas ou fotovoltaicas são dispositivos capazes de transformar a energia luminosa, proveniente do Sol ou de outra fonte de luz, em energia eléctrica. Uma célula fotoeléctrica pode funcionar como geradora de energia eléctrica a partir da luz, ou como um sensor capaz de medir a intensidade luminosa.Células geradoras de energia são chamadas também de "células solares", por se aproveitarem principalmente da luz solar para gerar energia eléctrica. Actualmente, as células solares comerciais ainda apresentam uma baixa eficiência de conversão, da ordem de 16%. Existem células fotovoltaicas com eficiências de até 28%, fabricadas de arseniato de gálio, mas o seu alto custo limita a produção dessas células solares para o uso da indústria espacial.Por não gerar nenhum tipo de resíduo, a célula solar é considerada uma forma de produção de energia limpa, sendo alvo de estudos em diversos institutos de pesquisa ao redor do mundo. A luz solar produz até 1.000 Watts de energia por metro quadrado, o que representa um enorme potencial energético. Célula Fovoltaicas.

Possíveis projectos de aplicação de energia solar

Um possível projecto que nós tínhamos, como grupo, inicialmente pensado em desenvolver era um pequeno carro, movido a energia solar, com recurso ás já referidas células fotovoltaicas, mas após termos feito um balanço dos custos e da acessibilidade dos matérias envolvidos vimos que não era rentável fazermos uma maqueta usando a energia solar.

Energia do Hidrogénio

Aplicações:
Industrialmente são necessárias grandes quantidades de hidrogénio, principalmente no processo de Haber para a obtenção de amoníaco, na hidrogenação de graxas e azeites e na obtenção de metanol. Outros usos são:
Produção de ácido clorídrico, combustível para foguetes e redução de minerais metálicos.
O hidrogénio líquido apresenta aplicações criogénicas, incluindo a investigação da supercondutividade.
Devido à sua leveza era usado como gás de enchimento de balões e dirigíveis; após o desastre do dirigível Hindenburg abandonou-se em parte seu uso devido à sua grande inflamabilidade, mas continua a ser usado em lançamento de balões meteorológicos estratosféricos.
O trítio é produzido nas reacções nucleares e é empregado na construção de bombas de hidrogénio. Também se utiliza como fonte de radiação em pinturas luminosas e como marcador nas ciências biológicas.
O deutério possui aplicações nucleares como moderador, como constituinte da água pesada.
Mas também, o hidrogénio pode ser usado em motores de combustão interna. As células de combustível em desenvolvimento poderão ser capazes de oferecer uma alternativa limpa e económica aos motores de combustão interna.


Funcionamento em motores de combustão interna:
O motor de combustão interna é uma máquina térmica, que transforma a energia proveniente de uma reacção química em energia mecânica. O processo de conversão se dá através de ciclos termodinâmicos que envolvem expansão, compressão e mudança de temperatura de gases.
São considerados motores de combustão interna aqueles que utilizam os próprios gases de combustão como fluido de trabalho. Ou seja, são estes gases que realizam os processos de compressão, aumento de temperatura (queima), expansão e finalmente exaustão.
Assim, este tipo de motor distingue-se dos ciclos de combustão externa, nos quais os processos de combustão ocorrem externamente ao motor. Neste caso, os gases de combustão transferem calor a um segundo fluido que opera como fluido de trabalho.
Motores de combustão interna também são popularmente chamados de motores a explosão. Esta denominação, apesar de frequente, não é tecnicamente correcta. De fato, o que ocorre no interior das câmaras de combustão não é uma explosão de gases. O que impulsiona os pistões é o aumento da pressão interna da câmara, decorrente da combustão (queima controlada com frente de chama). O que pode-se chamar de explosão (queima descontrolada sem frente de chama definida) é uma detonação dos gases, que deve ser evitada nos motores de combustão interna, a fim de proporcionar maior durabilidade dos mesmos e menores taxas de emissões de poluentes atmosféricos provenientes da dissociação de gás nitrogénio.


Vários métodos de produção de hidrogénio:
· Sub-produto da hidrogenação de substratos insaturados; e na natureza como meio de expelir equivalentes redutores em reacções bioquímicas.
· O alumínio também pode produzir H2 após tratamento com bases.
· A electrólise da água é um método simples de produzir hidrogénio. Uma corrente de baixa voltagem corre através da água, e oxigénio gasoso forma-se no ânodo enquanto que hidrogénio gasoso forma-se no cátodo.
· O gás H2 é normalmente preparado pela reacção de ácidos com metais tais, como o zinco, por meio do aparelho de Kipp.
· O hidrogénio pode ser preparado por meio de várias processos mas, economicamente, o mais importante envolve a remoção de hidrogénio de hidrocarbonetos.
· Hidrogénio adicional pode ser recuperado do vapor usando monóxido de carbono através da reacção de mudança do vapor de água, especialmente com um catalisador de óxido de ferro.


É perigoso porque:
· É extremamente inflamável no ar (essa probabilidade de se inflamar situa-se entre 4% e 75% por volume de ar). A energia necessária para inflamá-lo é muito pequena e, em algumas condições, pode ocorrer auto-inflamação.
· Pode difundir-se rapidamente através de materiais e sistemas que estejam presentes no ar ou noutros gases comuns. Com alguns materiais, a difusão é mais pronunciada com temperaturas muito altas.
· No caso da sua aplicação em motores de combustão internos, devido à compressão do gás, este pode causar uma explosão.