terça-feira, 25 de agosto de 2009

Energia e Meio Ambiente: Geração de Energia Elétrica


Geração Elétrica (Abastecimento)
Hidrelétricas

As usinas hidrelétricas (ou hidroelétricas) são sistemas que transformam a energia contida na correnteza dos rios, em energia cinética que irá movimentar uma turbina e, esta um gerador que, por fim, irá gerar energia elétrica.
A construção da usinas hidrelétricas se dá sempre em locais onde podem ser aproveitados os desníveis naturais dos cursos dos rios e deve-se ter uma vazão mínima para garantir a produtividade. De acordo com o potencial de geração de energia podemos classificar as hidrelétricas em: PCH’s, ou Pequenas Centrais Hidrelétricas, que operam em uma faixa de geração de 1 a 30 MW e com um reservatório de área inferior a 3km²; e GCH’s, ou Grandes Centrais Hidrelétricas, que operam com potências acima de 30MW.
A maior hidrelétrica do mundo é a Itaipu Binacional (Brasil e Paraguai), com capacidade de geração de 12.600 MW.
As hidrelétricas podem receber classificações ainda, de acordo com o tipo de queda ou o tipo de reservatório, mas o princípio de funcionamento é o mesmo: a água, armazenada em um reservatório (represa), passa pela turbina fazendo-a girar. A turbina por sua vez, está acoplada a um gerador que transforma a energia da turbina em energia elétrica.
Os principais componentes das usinas hidrelétricas, também são quase sempre os mesmos: a barreira, ou represa, onde fica armazenada a água que irá gerar a energia e é, na maioria das vezes, aproveitado para atividades de lazer pela população, assim como, é também o maior responsável pelo impacto ambiental de uma usina; o canal, por onde a água passa assim que a porta (ou comporta) de controle é aberta enviando água para o duto que a levará às turbinas; turbinas, geralmente do tipo “Francis” (com várias lâminas curvas em um disco que ao serem atingidas pela água, giram em torno de um eixo) e que fazem cerca de 90 RPM (rotações por minuto); geradores, eles possuem uma série de ímãs que produzem corrente elétrica; um transformador elevador, que aumenta a tensão da corrente elétrica até um nível adequado à sua condução até os centros de consumo; fluxo de saída, (ou tubo de sucção) que conduz a água da turbina até a jusante do rio; e as linhas de transmissão, que distribuem a energia gerada.







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Geração Elétrica (Abastecimento)
Termelétricas






Usina Termoelétrica ou Usina Termelétrica é uma instalação industrial usada para geração de energia elétrica/eletricidade a partir da energia liberada em forma de calor, normalmente por meio da combustão de algum tipo de combustível renovável ou não renovável.
Há vários tipos de usinas termelétricas, sendo que os processos de produção de energia são praticamente iguais porém com combustíveis diferentes. Alguns exemplos são: Usina a óleo; Usina a carvão; Usina nuclear e Usina a gás.


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Geração Elétrica (Abastecimento)
Termonucleares








Existem duas formas de aproveitar a energia nuclear para convertê-la em calor: A fissão nuclear, onde o núcleo atômico se subdivide em duas ou mais partículas, e a fusão nuclear, na qual ao menos dois núcleos atômicos se unem para produzir um novo núcleo.
A fissão nuclear do urânio é a principal aplicação civil da energia nuclear. É usada em centenas de centrais nucleares em todo o mundo, principalmente em países como a França, Japão, Estados Unidos, Alemanha, Brasil, Suécia, Espanha, China, Rússia, Coréia do Norte,Paquistão e Índia, entre outros. A principal vantagem da energia nuclear obtida por fissão é a não utilização de combustíveis fósseis.
Considerada como vilã no passado, a Energia Nuclear passou gradativamente a ser defendida por ecologistas de renome como James E. Lovelock por não gerarem gases de efeito estufa. Estes ecologistas defendem um virada radical em direção à energia nuclear como forma de combater o aquecimento global.
A nova geração de usinas nucleares, denominada G3+, incorpora conceitos de segurança passiva, pelos quais todos os sistemas de segurança da usina são passivos, o que as tornam intrinsecamente seguras. A próxima geração (G4), ainda em projeto conceitual, será baseada nos chamados Reatores Rápidos, que podem usar combustível já utilizado nas usinas atuais e reprocessados.
Num reator nuclear de fissão utiliza-se o urânio natural, na maior parte dos casos - uma mistura de U-238 e de U-235 - por vezes enriquecido com extra U-235. O U-238 tem tendência para absorver os neutrões de alta velocidade originados pela divisão dos átomos U-235, mas não absorve nêutrons lentos tão rapidamente. Assim, num reator é incluída uma substância moderadora que, juntamente com o urânio, abranda os nêutrons. O U-238, por sua vez, já não os absorve tão facilmente e a cisão continua.
Um reator nuclear de fissão apresenta, essencialmente, as seguintes partes:
Combustível: Isótopo fissionável e/ou fértil (aquele que pode ser convertido em fissionável por ativação neutrônica): Urânio-235, Urânio-238, Plutônio-239, Tório-232, ou misturas destes (o combustível típico atualmente é o MOX, mistura de óxidos de urânio e plutônio).
Moderador: Água, água pesada, hélio, grafite, sódio metálico: Cumprem a função de reduzir a velocidade dos neutrões produzidos na fissão, para que possam atingir outros átomos fissionáveis mantendo a reação.
Refrigerador: Água, água pesada, dióxido de carbono, hélio, sódio metálico: Conduzem o calor produzido durante o processo até a turbina geradora de eletricidade ou ao propulsor.
Refletor: Água, água pesada, grafite, urânio: Reduz o escapamento de nêutrons aumentando a eficiência do reator.
Blindagem: Concreto, chumbo, aço, água: Evita o escapamento de radiação gama e nêutrons rápidos.
Material de controle: Cádmio ou Boro: Finalizam a reação em cadeia, pois são ótimos absorventes de nêutrons. Geralmente são usados na forma de barras (de aço borado, por exemplo) ou bem dissolvido no refrigerador.
Elementos de Segurança: Todas as centrais nucleares de fissão apresentam múltiplos sistemas de segurança. Os ativos que respondem a sinais elétricos e os passivos que atuam de forma natural como a gravidade, por exemplo. A contenção de betão que rodeia os reatores é o principal sistema de segurança, evitando que ocorra vazamento de radiação ao exterior.

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Tipos de reatores de fissão (Existem outros, aqui segue o exemplo utilizado no Brasil, o modelo que explodiu em Chernobyl e o futuro deles, o acelerador de partículas)

LWR - Light Water Reactors: Utilizam como refrigerante e moderador a água e como combustível o urânio enriquecido. Os mais utilizados são os BWR(Boiling Water Reactor ou Reator de água em ebulição ) e os PWR (Pressure Water Reactor ou Reatores de água a pressão), estes últimos considerados atualmente como padrão. Em 2001 existiam 345 em funcionamento.
RBMK - Reactor Bolshoy Moshchnosty Kanalny: Sua principal função é a produção de plutônio, e como subproduto gera eletricidade. Utiliza grafite como moderador , água como refrigerante e urânio enriquecido como combustível. Pode recarregar-se durante o funcionamento. Apresenta um coeficiente de reatividade positivo. Existiam 14 em funcionamento em 2001.
ADS - Accelerator Driven System: Utiliza uma massa subcrítica de tório. A fissão é produzida pela introdução de nêutrons no reator de partículas através de um acelerador de partículas. Ainda se encontra em fase de experimentação, e uma de suas funções fundamentais será a eliminação de resíduos nucleares produzidos em outros reatores de fissão.



Fontes alternativas


Enviro Mission
Situada no deserto da Austrália, esta usina de energia solar será a mais alta construção do mundo e também a mais ambiciosa obra para gerar eletricidade a partir de uma fonte não poluente.. O maior projeto de produção de energia solar do planeta está sendo tocado em Mildura, no meio do deserto australiano. Uma torre de 1 quilômetro de altura por 130 metros de diâmetro, que será a mais alta construção do mundo quando ficar pronta, em 2009, será erguida no centro de um imenso painel solar, de 20 quilômetros quadrados. Se tudo correr como o previsto, o calor gerado pelo painel formará uma corrente de ar de até 50 quilômetros por hora na enorme chaminé, o bastante para movimentar 32 turbinas, gerar 200 megawatts de energia e abastecer até 1 milhão de pessoas.
O gigantismo do projeto dá uma idéia de quanto fontes renováveis como o sol e os ventos começam a merecer atenção e se tornar viáveis.


Energia Geotérmica
















                             Será? 

Usina de ondas (energia Maremotriz)




Um comentário:

MahAndrade disse...

brigada por postar a aula no blog professor