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FACULDADEGUARAPUAVA Depto. de Engenharia Curso de ENGENHARIA ELTRICA -GERAAO DE ENERGIA

1Turma B1-B2 Sala b8 rea III Prof. Marcel Miguel Ayoub

Disciplina:

Geraao de Energia

Notas de aula

Prof. Marcel Miguel Ayoub

FACULDADEGUARAPUAVA Depto. de Engenharia Curso de ENGENHARIA ELTRICA -GERAAO DE ENERGIA


A Dimenso Tcnica e Ambiental da Produo de Energia

1. Introduo

Energia a base da tecnologia e da civilizao moderna. Desde aantiguidade, o homem tem por metodologia produzir energia a partir daqueima de combustveis (madeira, carvo, petrleo e gs).

Aps os anos 70, a preocupao com a escassez das reservas naturaisincentivou o surgimento de novas tecnologias e mtodos de racionalizao eeficientizao do uso da energia, no entanto, ainda insuficientes parafornecer alternativas tcnicas e econmicas equivalentes queima decombustveis vegetais e fsseis. Com o advento da crise do petrleo,originada pela criao da OPEP e das guerras que se sucederam no orientemdio, deu-se o fim da Era do petrleo abundante e barato.

Adicionalmente, a atual preocupao mundial com o meio ambiente eos problemas originados da queima exagerada de hidrocarbonetos (poluio,efeito estufa, chuva cida entre outros), tem criado novas polticas deextrao e uso destes combustveis. Estes fatores ajudaram a reduzircomparativamente os custos de tecnologias alternativas e ecologicamentecorretas. Infelizmente, ainda no se tornaram compensadoras.

Embora a crise energtica seja mundial, vivenciamos um problemanacional particular. No so os recursos naturais propriamente ditos, asrazes do problema brasileiro, e sim a falta de execuo de polticas dedesenvolvimento de nossa matriz energtica.

A utilizao do Gs natural como fonte de energia, apresentadacomo a soluo de nossos problemas energticos. Embora sua queimaproduza um menor nmero de impurezas frente aos combustveis lquidos eslidos, a construo de termoeltricas denigre a qualidade do meioambiente.

Uma forma de minimizar os efeitos nocivos advindos da instalao determoeltricas a utilizao de sistemas industriais e comercias de co-gerao.

Adicionalmente, sistemas alternativos podem ser implantados comsignificativo retorno financeiro, graas ao gradativo avano tecnolgico quepassamos.

Fornecendo informaes sobre as diferentes metodologias deobteno de energia, principalmente a eletricidade e o vapor dgua, estetexto tem por objetivo ilustrar os impactos ambientais advindos da suaaplicao.

Na seqncia, a Tabela 1 apresenta algumas caractersticas gerais dasprincipais fontes de energia, e os grficos ilustram o perfil do consumo deenergia mundial.

Depto. de Engenharia Curso de ENGENHARIA ELTRICA

Tabela 1 - As vrias fontes de produo de energia se diferenciam basicamente pela sua aplicao, impacto no meio ambiente e viabilidade

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Fontes Geradoras de Energia ConvencionaisFonte Obteno Usos Vantagens Desvantagens

Matria resultante detransformaes qumicas defsseis animais e vegetaisdepositados, principalmente,em fundos de mares. Extradaem reservas martimas oucontinentais.

Produo de energia eltrica.Matria-prima da gasolina edo dieselMatria-prima de produtoscomo: plstico, borrachasinttica, ceras, tintas, gs easfalto.

Domnio da tecnologia parasua explorao e refino.Facilidade de transporte edistribuio.

um recurso no-renovvel.Libera dixido de carbono naatmosfera, poluindo oambiente e colaborando parao aumento da temperatura.

Petrleo

Reatores nucleares produzemenergia trmica por fisso(quebra) de tomos de urnio.A energia produzida podeacionar geradores eltricos.

Produo de energia eltrica.Fabricao de bombasatmicas.

Usina pode ser instalada emlocais prximos a centros deconsumo.

No emite poluentes queinfluam no efeito estufa.

No h tecnologia para tratarlixo nuclear.A construo de usinas carae demorada.H riscos de contaminaonuclear.

Nuclear

A energia liberada pela quedade grande quantidade de guarepresada move uma turbinahidrulica que aciona umgerador eltrico.

Produo de energia eltrica.No emite poluente.Produo controlada.No influi no efeito estufa.

Inundao de grandes reas,deslocamento de populaoresidente.A construo das usinas cara e demorada.

Hidroeletricidade

Matria que resulta dastransformaes qumicas degrandes florestas soterradasprincipalmente na erapaleozica. Extrada emminas subterrneas oudescobertas localizadas embacias sedimentares.

Produo de energia eltrica.Aquecimento. Matria-primade fertilizantes.

Domnio de tecnologia paraseu aproveitamento.Facilidade de transporte edistribuio.

Influi na chuva cida devido liberao de poluentes, como

enxofre (SO2), e de xidos denitrognio durante suaqueima.

Carvo Mineral

econmica.

dixidos de carbono (CO2) e

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Tabela 1 - As vrias fontes de produo de energia se diferenciam basicamente pela sua aplicao, impacto no meio ambiente e viabilidadeeconmica (continuao).

Fontes Geradoras de Energia AlternativasFonte Obteno Usos Vantagens Desvantagens

Elica

O movimento dos ventos captado por ps de hlicesgigantes ligadas a uma turbinaque acionam um geradoreltrico.

Produo de energia eltrica.Movimentao de moinhos.

Grande potencial para geraode energia eltrica. No influino efeito estufa. No ocupareas de produo dealimentos.

Exige investimentos paratransmisso da energia.Produz poluio sonora.Interfere em transmisses derdio e TV.

Solar

Biomassa

Lminas recobertas commaterial semicondutor, comoo silcio, so expostas ao Sol.A luz excita os eltrons dosilcio, que formam umacorrente eltrica.

A matria orgnica decomposta em caldeiras oupor bactrias embiodigestores. O processogera, respectivamente, gs evapor, que aciona umaturbina e move um geradoreltrico.

Produo de energia eltricaa partir de placas fotovol-taicas.Aquecimento obtido porcoletores solares de calor.

Aquecimento.Produo de energia eltrica.Produo de biogs (metano).

No poluente.No influi no efeito estufa.Produz eletricidadediretamente, ou podeempregar turbinas a vaporpara a produo da energiaeltrica.

fonte renovvel.No influi no efeito estufa (ogs carbnico liberadodurante a queima absorvidodepois no ciclo de produo).

Por enquanto, exige altosinvestimentos para o seuaproveitamento, devido aobaixo rendimento.

Exige altos investimentospara o seu aproveitamento.

Distribuio Geogrfica do Consumo Energtico Mundial

Perfil do Consumo Energtico Mundial em funo das principais Fontes de Energia

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2. As Tecnologias para a Converso de Energia

Para entendermos os processos de produo de energia, devemos sempre terem mente que:

Energia no pode ser criada nem destruda. Energia s pode sertransformada.

A ocorrncia de qualquer fenmeno fsico s possvel com a transfernciade energia de um meio para outro. Sendo assim, as tecnologias para a produo deenergia consistem em artefatos que transferem a energia armazenada de uma formaem outra.

A criatividade do ser humano possibilitou o advento de inmeras invenespara proporcionar a converso de energia. Com a crescente industrializao edifuso do comrcio, foram adotadas as tecnologias que possibilitavam a produode energia em larga escala, sem ser dada ateno especial possibilidade deescassez dos recursos naturais e a degradao do meio ambiente.

Desse modo, desde a Revoluo Industrial at os dias atuais, soempregadas praticamente as mesmas tecnologias, das quais podemos destacar osdispositivos que convertem energia em larga escala:

1. Combustores ou Incineradores: So queimadores de combustveis.Convertem a energia armazenada nas ligaes qumicas em calor. Em algunscasos so empregados para a produo de luz. Utilizam variados tipos decombustveis:Slidos: Madeira, Carvo, Matria Orgnica, etc.;Lquidos: Derivados de petrleo e lcoois;Gasosos: Derivados de petrleo, Gs natural, Biogs, etc.;Apresentam alto rendimento e excelente poder calorfico.Como resultado da combusto so produzidos CO2, e xidos de nitrognio eenxofre, responsveis pelo incremento do efeito estufa e do aparecimento daschuvas cidas. Em combustes incompletas podem ser produzidos CO eCarbono.

2. Caldeiras: Fornecem energia na forma de vapor de gua em altastemperaturas e altas presses. Necessitam de uma fonte de calor, por exemplo,combustores. De acordo com a origem da fonte de calor, podem ser batizadasde: Caldeira Eltrica, Caldeira Gs, Caldeira a leo, etc;Apresentam rendimento em torno de 60% a 70%.

3. Motores a Combusto: So mquinas pneumticas. Extraem a energiaarmazenada em gases na forma de presso, e convertem em energia mecnica,



a partir de um eixo de rotao. Os gases pressurizados so obtidos atravs daqueima de combustveis lquidos ou gasosos. Tambm batizado de acordocom o tipo de combustvel utilizado: Motor a gasolina, a lcool, a Gs, etc. Porqueimarem combustvel tambm produzem CO2, CO, C e xidos de nitrognioe enxofre. Apresentam rendimento de 30% a 40%.

4. Motores Hidrulicos: A partir da energia cintica e/ou potencial armazenadaem lquidos, produzem energia mecnica em um eixo de rotao. Por operaremem circuitos fechados, provocam pouca poluio, exceto em casos devazamentos. Apresentam rendimento mximo de 40%.

5. Motores Eltricos: So dispositivos conversores de energia eletromecnica.Por intermdio de um eixo de rotao, podem fornecer energia mecnica apartir da eletricidade. Da mesma forma, podem produzir eletricidade emfuno do fornecimento de energia mecnica ao seu eixo (geradores eltricos).Produzem poluio sonora e vibrao. Apresentam altos rendimentos: 80% a85%.

6. Turbinas a Vapor e a Gs: Mquinas de altssimas potncias, em princpio,foram criadas para converter energia pneumtica (vapor de gua, arcomprimido ou gases sob altas presses) em energia mecnica no seu eixo derotao. Turbinas a vapor podem ser encontradas com potncias de kW atpouco mais de 1MW. J turbinas a gs tm potncias de centenas de kW a at300 MW. Apresentam baixo rendimento, em torno de 13%. Turbinas queutilizam a queima de combustveis para a obteno de gases sob pressotambm produzem CO2, CO, C e xidos de nitrognio e enxofre.



7. Turbinas Hidrulicas: A partir do deslocamento de grandes volumes delquidos em seu interior, obtm elevada quantidade de energia mecnica emseu eixo de rotao.

8. Foguetes: Muito utilizados nas reas aeroespaciais, so as mquinas de maiorrelao potncia / volume j criadas pelo Homem. Desenvolvidas parafornecer elevados empuxos, obtm grande quantidade de energia mecnica,obtida da queima e expanso de gases a partir de enormes volumes decombustvel.

3. Os Mtodos para a Produo de Energia Eltrica

As mquinas e demais dispositivos discutidos anteriormente, geralmenteconvertem a energia da fonte primria em energia mecnica. Isto se deve,principalmente ao fato de terem sido idealizadas durante e aps a revoluoindustrial. Neste perodo, a utilizao da eletricidade ainda era insipiente comofonte de energia em larga escala.

Aps a I Guerra Mundial a eletricidade tornou-se uma alternativa atraentepara os processos industriais e para o comrcio com o aparecimento dos primeiroseletrodomsticos. A partir deste perodo o crescimento econmico das naespassou a ser influenciado diretamente pela produo de energia eltrica.

Assim, os mtodos para a produo de energia eltrica foram idealizados,utilizando a tecnologia de converso de energia que existia naquela poca. Estasmetodologias prevalecem at hoje, nos processos de produo de energia em largaescala.

Os mtodos de produo de energia eltrica podem ser:1. Hidroeltricas2. Termoeltricas3. Usinas Nucleares4. Co-gerao5. Energias Alternativas



3.1 Hidroeltricas

As hidroeltricas utilizam como fonte primria, a energia cintica e/oupotencial armazenada em grandes volumes de gua. Esta energia no convertidadiretamente em eletricidade. Inicialmente, a energia hidrulica convertida emenergia mecnica a partir de um eixo de rotao, por intermdio de uma turbinahidrulica. A turbina acoplada a um gerador eltrico. Ao acionar mecanicamenteo eixo do gerador, produzida eletricidade.

Turbinas Hidrulicas acopladas a Geradores Eltricos Vrios tipos de turbinas hidrulicaspodem ser empregadas de acordo com o volume e a presso/velocidade do fluxo de gua que asacionam.

Hidroeltricas apresentam o menor custo de produo de eletricidade dentretodos os mtodos utilizados atualmente.

A Tabela ilustra o custo mdio mensal em reais para manter uma lmpada de 60 Watts ligadaininterruptamente, a partir de eletricidade obtida por diferentes mtodos de produo de energiaeltrica.

Fonte Primria de Energia Custo em R$ (Reais) para manter uma lmpada de60[Watts]Solar 30,24

Nuclear 15,33Elica 5,83

Carvo Mineral 5,18Biomassa 4,75

Gs Natural 4,31Hidroeltrica 3,88



Embora o processo de produo de hidroeletricidade no elimine poluentesna atmosfera e no solo, grandes reas so inundadas, reduzindo o espao devegetao nativa e para cultivo do solo.

Alm disso, o baixo custo de produo da hidroeletricidade leva a uma falsasensao de que compensador utiliz-la para aquecer ou resfriar. O podercalorfico da energia eltrica muito baixo, quando analisamos o volume de guaarmazenada necessria para produzi-la e o rendimento total entre a gerao e oconsumidor final. A partir da queda dgua, entre turbina hidrulica, gerao,transmisso e distribuio de energia eltrica, o rendimento global em torno de32 a 40%. A tabela abaixo ilustra de forma simplificada, uma comparao entre arelao do poder energtico de alguns combustveis e a hidroeletricidade.

A Tabela ilustra a comparao do poder calorfico de combustveis frente eletricidade para a produo de calor.

Fonte de Energia Energia produzidana queima

Quantidade de gua necessriapara gerar eletricidade

Relao entrecusto do comb. / custo eletric.

Gasolina 16,63 kWh / litro 249.450 litros R$ 1,70 / R$ 4,38GLP (gs de cozinha) 12,80 kWh / kg 192.000 litros R$ 0,85 / R$ 3,38

Gs natural 9,53 kWh / m3 142.950 litros -Lenha 2,90 kWh / kg 43.500 litros -

Nota: Custo da Energia Eltrica para o consumidor residencial e comercial: R$ 0,2638 / kWh. Quantidade de gua paradanecessria para gerar eletricidade, considerando uma queda dgua de aproximadamente 60 metros de altura e umrendimento global de 40%.

3.2 Termoeltricas

As termoeltricas utilizam como fonte primria de energia o calor obtido daqueima de combustveis. Para a obteno de eletricidade podem ser empregadosdois processos distintos: produo de Vapor dgua e queima direta.

O processo de queima direta emprega uma turbina a gs, por exemplo, que apartir da queima de combustvel em seu interior, obtm-se energia mecnica noseu eixo. Acoplado turbina, um gerador eltrico produz eletricidade.

Tradicionalmente utilizada uma turbina a vapor. O vapor dgua produzido a partir de uma fonte primria de calor, podendo ser a queima de umcombustvel ou utilizada outra forma de fonte de calor. O Vapor produzidotransporta a energia sob altas temperaturas e altas presses. A passagem do vaporpela turbina converte energia mecnica em seu eixo. Acoplado turbina, umgerador eltrico produz eletricidade. A exemplo, a figura abaixo ilustra o processogeotrmico de produo de eletricidade.



Diagrama ilustrativo das partes integrantes de uma Usina Geotrmica para a produode Eletricidade

3.3 Usinas Nucleares (Termoeltricas)As Usinas Nucleares so Termoeltricas. Infelizmente, ainda no possumos

conhecimento cientfico para extrair eletricidade diretamente dos processos defisso nuclear. Porm destacamos em nosso texto este tipo de usina pelaimportncia que apresenta frente s discusses de meio ambiente e gerao deeletricidade.

As usinas nucleares utilizam como fonte primria de energia o calorproduzido pela fisso dos tomos de Urnio dentro do Reator. No reator, que nodeixa de ser uma bomba atmica com exploso retardada, a fisso nuclear controlada pela imerso de barras de grafite.

O calor produzido na reao nuclear utilizado para aquecer gua sob altapresso e temperatura sem gerar vapor. A gua extremamente quente, troca calorcom um segundo circuito de gua, a qual aquecida e produzido vapor. O vapor utilizado para acionar uma turbina e esta um gerador eltrico. A figura abaixoilustra um diagrama construtivo das principais partes de uma usina nuclear.



Partes principais de uma Usina Nuclear

Usinas nucleares devem ser construdas prximas a grandes mananciais degua, pois, o vapor aps passar pela turbina deve ser resfriado para condensar-se eser bombeado novamente ao reator e dar continuidade ao processo cclico. A fontede gua fria, responsvel pela condensao do vapor apresenta um nvel deradioatividade perigoso. Esta no pode ser armazenada, e, portanto, deve serdescartada em um local de grande volume de gua para reduzir os nveis deradioatividade por disperso.

Usinas nucleares so extremamente perigosas em funo do risco ambientalque podem provocar.

3.4 Co-Gerao de Energia Eltrica

Muitas atividades industriais e comerciais necessitam de grandesquantidades de energia trmica, podendo ser frio ou calor. A necessidade de calorgeralmente maior, sobretudo na agroindstria e na indstria de transformao,como acar e lcool, sucos de frutas, beneficiamento de arroz e de madeira,extrao de leo vegetal, papel e celulose, tinturaria, cervejaria, cimento, vidro,cermica, produtos qumicos e alimentos em geral. J o frio em larga escala utilizado pelos segmentos de frigorficos e sucos, climatizao de ambiente, emfiao e tecelagem, hospitais, hotis, shoppings, etc.

Uma vez que todas essas atividades j so usurias de alguma forma deenergia primria para atendimento de suas necessidades trmicas, como a queima



de: leo, gs, bagao de cana, cavaco de madeira, casca de arroz, pneu velhopicado, etc, a co-gerao aproveita-se deste fato para produzir, a um custo muitobaixo, tambm energia mecnica, que pode servir tanto para acionar umcompressor ou bomba, como um gerador de energia eltrica.

Do ponto de vista empresarial, pode-se dizer que a cogerao sinnimo dediminuio de custos, com diminuio de dependncia energtica e melhora darelao eliminao de poluentes / energia aproveitada.

COGERAO DE ENERGIA a gerao simultnea deenergia mecnica e trmica, a partir de uma fonte primria deenergia. A menor parcela (trmica ou mecnica), deve ser nomnimo 10% do total.

Os sistemas de cogerao so basicamente separados em dois grandesgrupos, em funo da seqncia de utilizao da energia, podendo ser de toppingcycle e bottoming cycle.

Nos sistemas tipo topping cycle o energtico (gs natural, por exemplo) usado primeiramente na produo de energia eltrica (ou mecnica) em turbinas oumotores a gs e o calor rejeitado recuperado para o sistema trmico conformeilustra a figura abaixo.

Diagrama esquemtico de uma instalao de cogerao em topping cicle

Para os sistemas que operam em bottoming cycle, o energtico produzprimeiramente vapor, que utilizado para produo de energia mecnica (e/oueltrica) em turbinas a vapor, e depois o vapor repassado ao processo paraatender as necessidades trmicas, conforme ilustra a figura abaixo.



Diagrama esquemtico de uma instalao de cogerao em bottoming cicle

Em Usinas Termoeltricas utilizam-se sistemas de Ciclo Combinado, ondese produz exclusivamente energia eltrica, todo o vapor produzido porrecuperao empregado na turbina a vapor (de condensao). Os sistemas deCiclo Combinado, ilustrados na figura abaixo, so em geral aplicados em geraode energia eltrica para as redes de distribuio, em maiores potncias (em geralacima de 25 MW).

Diagrama esquemtico de uma instalao de Gerao de Energia Eltrica em Ciclo Combinado

Enquanto os Sistemas de Cogerao podem alcanar eficincia acima de75%, os de Ciclo Combinado tem seu limite de eficincia em 55%.



3.5 Energias Alternativas

As fontes alternativas constituem-se na forma inteligente de converso deenergia. Infelizmente, a tecnologia atual no possibilita a sua converso emelevadas potncias, ou ainda, se possvel, ocorrem com um custo muito elevado.

Somente com polticas proibitivas ou punitivas a respeito da emisso depoluentes ou da queima de combustveis fsseis, ser possvel incentivar odesenvolvimento de novas tecnologias para as energias alternativas. A exemplo, snos EUA, da poluio atmosfrica provocada pela queima de combustveisfsseis provm de termoeltricas.

As fontes tradicionais de energias alternativas so: Solar, Elica, Biomassa,Geotrmica, entre outras.

3.5.1 Energia Solar

A energia solar pode ser convertida em calor ou eletricidade. Astecnologias envolvidas neste processo so bastante distintas.

Para a produo de calor so utilizados os Coletores Solares, estesdispositivos expostos luz solar, aquecem a gua que circula por uma serpentina.

Ilustrao de um Sistema de Aquecimento de gua atravs de Energia Solar

Estes dispositivos podem oferecer alm de gua quente (geralmente entre50C e 80C), vapor de gua de acordo com o projeto da instalao. Desse modo,as redues de potncia eltrica e do consumo de eletricidade e gs so bastantesignificativas e economicamente compensadoras em hotis, restaurantes eresidncias.



Adicionalmente a obteno de calor, a luz solar pode ser convertida emeletricidade atravs de painis fotovoltaicos. Estes painis so compostos demateriais semicondutores como Arsenieto de Glio e compostos de germnio eSilcio, onde a radiao solar convertida diretamente em eletricidade. Aeficincia desta converso de no mximo 30% e depende tambm do horrio dodia e das condies climticas.

Para a obteno de energia solar fotovoltaica so necessrios 04 itensprincipais:

Dias ensolarados;Clula fotovoltaica;Regulador de Carga e/ou inversor, responsvel por controlar os ciclosde carga e descarga das baterias;Banco de Baterias: indispensvel na maioria dos casos para oarmazenamento da energia absorvida durante o dia.

Infelizmente, esta tecnologia tem um custo relativamente alto, conformepode ser visualizado na tabela abaixo.

Custo estimado de um conjunto fotovoltaico completo para a gerao deenergia eltrica em residncias.

Potncia em [Watt]doConjunto Fotovoltaico CC/CA

Preo estimado em US$nos EUA

600/500 5.050,001200/1000 8.175,001300/1080 8.700,001800/1500 13.200,002400/2000 16.325,002600/2160 17.350,00

Alm do inconveniente alto custo, os sistemas fotovoltaicos sodependentes de baterias, geralmente do tipo chumbo-cidas, as quais tm vida tilaproximada de 02 (dois) anos e no podem ser descartadas no lixo domstico.

Por outro lado, mensalmente, para cada 01 (um) [kW] de potncia eltricaproduzida por painis fotovoltaicos ou outra forma de energia alternativa, pode-sedeixar de (comparativamente aos EUA):

Explorar 68 Kg de carvo mineral,Lanar 130 kg de CO2 na atmosfera,Liberar 400 litros de gua para consumo.Produzir NOx e SOx da queima de combustveis fsseis.



E ao longo de 25 anos, aproximadamente a vida til de um painelfotovoltaico, pode-se deixar de:

Lanar 22,5 toneladas de CO2 na atmosfera,Lanar 56 kg de NOx,Lanar 181kg de SOx

3.5.2 Energia Elica

Tradicional fonte de energia, os ventos trouxeram os navegantes s terras donovo mundo. Infelizmente, esta enorme e inesgotvel reserva energtica ainda muito pouco explorada atualmente.

Tecnologicamente, tambm uma alternativa de alto custo, embora tenhamuito mais versatilidade que o sistema fotovoltaico, uma vez que os ventos nocessam durante a noite.

Custo estimado de um conjunto Elico completo para a gerao de energiaeltrica em residncias.

Potncia em [Watt]doConjunto Elico CC/CA Preo estimado em US$

400/300 5.000,00

A instalao das turbinas elicas requer cuidados especiais com a altura datorre. Ao nvel do solo, a velocidade do vento reduzida pelos obstculos. Almdisso, turbinas elicas produzem poluio sonora e interferncias emequipamentos de rdio, devendo ficar afastadas de centros urbanos.

Relao entre a Potncia fornecida por uma turbina elica e sua altura emrelao ao solo, para uma velocidade do vento mdia de 7 m/s a 10 metrosde altura.



A potncia das turbinas elicas diretamente proporcional sua rea til e avelocidade do vento, conforme ilustra a figura abaixo.

Grfico comparativo da eficincia energtica deTurbogeradores Elicos em funo da velocidade dosventos e da rea formada pela circunferncia das hlices

No Brasil h a viabilidade tcnica de implantao de usinas elicas nolitoral do Nordeste, a exemplo Fortaleza/CE, conforme pode ser ilustrado nogrfico abaixo.



CONCLUSO

A cada dia, a crise energtica mundial agrava-se por dois motivosprincipais. Primeiramente, o mtodo de obteno/converso de energia em largaescala baseia-se na queima de combustveis e reservas minerais no renovveis.Em segundo, talvez o pior, que no temos praticado polticas de racionalizaodo uso de energias. muito comum deixarmos luzes acesas em casa e no trabalho,aparelhos eltricos ligados sem necessidade e at desperdiamos gua potvel emgrande quantidade.

A obteno de Energia Eltrica ou Calorfica muito difcil e prejudicial aomeio ambiente, como pudemos observar neste texto. Isto ocorre principalmente emfuno dos baixos rendimentos dos antigos processos tecnolgicos utilizados.

Outros mtodos de obteno de energias alternativas podem serempregados, todavia, todos tm aplicaes econmicas x tecnolgicas aindainviveis.

Com o agravamento da crise energtica mundial, as tarifas de eletricidadesempre tendero a elevar-se, adicionalmente, as polticas de reduo da emissode agentes poluidores esto sendo aplicadas gradativamente. Senso assim provvel que o empecilho econmico diminua e simultaneamente haver maiorinteresse na pesquisa de novas tecnologias alternativas ou de maior rendimento eeficincia global.

Com este quadro, talvez a utilizao de formas alternativas de energia sejamais compensadora e obrigatria.

Finalmente, fundamental que todos ns iniciemos campanhas de usoracional de energia.



tEP:

APNDICE

ABREVIATURAS E DEFINIEStonelada Equivalente de Petrleo, correspondente a um petrleo padro de podercalorfico superior (P.C.S) = 10.800 kcal e massa especfica = 864 kg/m3

bbl: barril

boe: barril de leo equivalente

bpdoe: barris por dia de leo equivalente

cal: caloria

J: JouleBtu: British Thermal Unit

Wh: Watt-hora

USgal: galo norte-americano

k: quilo = um mil (103)

M: mega = um milho (106)

G: giga = um bilho (109)

FATORES DE CONVERSOCOMPRIMENTO REA VOLUME MASSA ENERGIA

1 ft = 0,3048 m21 ft =

20,092903 m 1 ft3 = 0,0283 m3 1 lb = 0,45359 kg 1 J = 0,23884 cal

1 m = 3,281 ft 1m2 = 10,76 ft2 1m3 = 35,3147 ft3 1 kg = 2,2046 lb 1 cal = 4,1868 J

1 ft = 12 in 1 bbl = 0,1589 m3 1 t = 1.000 kg 1 J = 947,8 x 10-6 Btu

1 in = 2,54 cm 1 m3 = 6,2898 bbl 1 Btu = 252 cal

1 milha = 1,609 km 1 bbl = 158,94 l 1 J = 277,7 x 10-9 kWh

1 milha nutica =1,852 km

31 m = 1.000 l 1 kWh = 3,6 MJ

1 bbl = 42,00USgal 1 kWh = 860 kcal

1 USgal = 3,785 l 1 kcal = 1,163 x 10-3

kWh



Fator deConverso(m3 para

tep)

MassaEspecfica

3(kg/m )

PoderCalorfico(kcal/kg)

PoderCalorfico(kcal/l)

PoderCalorfico(kJ/l)

Petrleo 0,868 868 10.800 9.374 39,25 x 103

Fatores de converso aproximadosMultiplique pelo fator da tabela para converter de um energtico para outro:

ParaDe

1 barril leoequivalente

1 m3 leoequivalente

1.000 m3gs natural

1.000 ft3gs natural1 tEP

610 kcal 610 Btu 1 MWh

1 barril leoequivalente 1 0,159 0,137 0,151 1,484 5,888 1,725 5,317

1 m3 leo equivalente 6,290 1 0,864 0,947 9,332 37,03 10,85 33,451 tEP 7,279 1,157 1 1,097 10,80 42,86 12,56 38,731.000 m3 gs natural 6,641 1,056 0,912 1 9,849 39,08 11,45 35,31106 kcal 0,674 0,107 0,093 0,102 1 3,968 1,163 3,586106 Btu 0,170 0,027 0,023 0,026 0,252 1 0,293 0,9041 MWh 0,580 0,092 0,080 0,087 0,860 3,412 1 3,0831.000 ft3 gs natural 0,188 0,030 0,026 0,028 0,279 1,107 0,324 1

PODER CALORFICOSUPERIOR DOS

COMBUSTVEIS LQUIDOS

leo Diesel 0,848 852 10.750 9.159 38,35 x 103

leo Combustvel 0,946 1013 10.090 10.217 42,78 x 103

Gasolina Automotiva (pura) 0,771 742 11.220 8.325 34,86 x 103

Gasolina Automotiva (com 20% de lcool) 0,721 750 10.394 7.795 32,64 x 103

Gasolina Automotiva (com 25% de lcool) 0,711 754 10.187 7.681 32,16 x 103

Gasolina de Aviao 0,759 726 11.290 8.197 34,32 x 103

Gs Liquefeito de Petrleo 0,601 552 11.750 6.486 27,16 x 103

Nafta Petroqumica 0,736 702 11.320 7.947 33,27 x 103

Querosene Iluminante e de Aviao 0,811 790 11.090 8.761 36,68 x 103

lcool Etlico Anidro 0,520 791 7.090 5.608 23,48 x 103

lcool Etlico Hidratado 0,496 809 6.650 5.380 22,52 x 103

Gs de Refinaria 0,636 780 8.800 6.864 28,74 x 103

Coque de Petrleo 0,819 1040 8.500 8.840 37,01 x 103

Asfaltos 0,954 1025 10.050 10.301 43,13 x 103

Lubrificantes 0,873 875 10.770 9.424 39,46 x 103

Solventes 0,771 741 11.240 8.329 34,87 x 103



PODER CALORFICOSUPERIOR DOSCOMBUSTVEIS

GASOSOS

Fator deConverso

(103 m3 paratep)

Poder Calorfico3(kcal/m )

Poder Calorfico(kJ/m3)

Gs Natural mido 0,968 10.454 43,77 x 103

Gs Natural Seco 0,857 9.256 38,75 x 103

Gs de Coqueira 0,417 4.500 18,84 x 103

Gs Canalizado RJ 0,361 3.900 16,33 x 103

Gs Canalizado SP 0,435 4.700 19,68 x 103

PODER CALORFICO Fator deSUPERIOR DOS Converso

COMBUSTVEIS SLIDOS (t para tep )Poder Calorfico

(kcal/kg)Poder Calorfico

(kJ/kg)

Carvo Vapor sem especificao 0,278 3.000 12,56 x 103

Carvo Vapor 3100 kcal/kg 0,287 3.100 12,98 x 103



Carvo Metalrgico Nacional 0,630 6.800 28,47 x 103

Carvo Metalrgico Importado 0,733 7.300 30,56 x 103

Carvo Vegetal 0,630 6.800 28,47 x 103

Coque de Carvo Mineral 0,676 7.300 30,56 x 103

Alcatro 0,833 9.000 37,68 x 103

Lenha 0,306 3.300 13,82 x 103

Caldo de Cana 0,057 620 2,60 x 103

Melao 0,179 1.930 8,08 x 103

Bagao de Cana (com 50% de umidade) 0,209 2.257 9,45 x 103

Lixvia 0,281 3.030 12,69 x 103



BIBLIOGRAFIAGussow, Milton - Eletricidade Bsica - Makron Books, SP, 1995.Arnold - Fundamentos de Eletrotcnica - EPUSP.Valkenburgh/Neville -. Eletricidade Bsica - LTC.Kosow, Irving L.; Mquinas Eltricas e Transformadores 8a. edio, Edit. Globo, SoPaulo, 1989Fitzgerald, A. E., e outros; Mquinas Eltricas 5a. edio, Edit. McGraw Hill, SoPaulo, 1988Slemon, G. R.; Electric Machines Edit. Alisson-wesley.Slemon, G. R.; Equipamentos Magnticos Edit. LTC.McPherson, G.; An Introduction to Electrical Machines and transformers Edit. JohnWiley & SonsBoffi, L.V., Sobral JR, M. & Dangelo, L.C.; Converso Eletromecnica de Energia -Editora Edgard Blucher Ltda.Bento, Celso Roberto; Sistemas de Controle Teoria e Projetos 10a.ed, Edit. rica,So Paulo, 1993.Petrecca, Giovanni; Industrial Energy Management: Principles and Applications Kluwer Academic Publishers, Norwel/Massachussetts/EUA, 1993.The Cogeneration Journal, Vol. 6 No. 4, How Reliable are IPP/Cogen Projects?Profile of the Independent Power Market: 1997 Status and Trends, 5th edition,RCG/Hagler, Bailly, Inc., Washington D.C., February 1991.State Directory of New Electric Power Plants,Utility Data Institute, Inc. WashingtonD.C., 1991.All Fired about Cogeneration, Chemical Engineering, January 1992.Challenges and Opportunities for Gas Turbines in Europe, G. Roukens, NetherlandsMinistry for Environment, Solar Turbomachinery Technology Seminar, San Diego, CA,1992.Cogeneration installation protection and control of the electric utility, J. A. Meuleman,ASRHAE Winter Meeting, San Francisco, January, 1986.Analysis of prime movers for internal combustion Cogeneration plants, J.C. Solt,ASRHAE Winter Neeting. San Francisco, January, 1986.

INTERNETAgncia Nacional de Energia Eltrica : www.aneel.gov.brAssociao Brasileira dos Grandes Consumidores de Energia: www.abrace.org.brBrasil Energia On-line: www.brasilenergia.com.brEletrobrs: www.eletrobras.gov.brGoverno do Estado de So Paulo: www.energia.sp.gov.brOperador Nacional do Sistema Eltrico: www.ons.org.brInstituto Nacional de Eficincia Energtica: www.inee.org.brInstituto de Desenvolvimento Estratgico do Setor Eltrico: www.ilumina.org.brPrograma Nacional de Conservao de Energia Eltrica: www.eletrobras.gov.br/procel/Energy Info Source: www.energyinfosource.com

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