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A energia renovável é aquela que é obtida de fontes naturais capazes de se regenerar, e, portanto virtualmente inesgotáveis, ao contrário dos recursos não-renováveis. São conhecidas pela imensa quantidade de energia que contêm, e porque são capazes de se regenerar por meios naturais.
Fontes de Energia
As fontes de energia podem ser divididas em dois grupos principais: permanentes (renováveis) e temporários (não-renováveis). Em princípio, as fontes permanentes são aquelas que têm origem solar, de fato, sabe-se que o Sol vai ficar mais tempo do que o da Terra. Ainda assim, o conceito de renovabilidade depende da escala temporal que está a ser utilizado e os padrões de utilização dos recursos.
Assim, são considerados os combustíveis fósseis não-renováveis já que a taxa de utilização é muito superior à taxa de formação do recurso propriamente dito.
Não-Renováveis
Os combustíveis fósseis são fontes não-renováveis: não é possível repor o que gastamos. Em algum momento, vai acabar, e talvez possa ser necessário dispor de milhões de anos de evolução semelhante para contar novamente com eles. São aqueles cujas populações são limitadas e estão sendo devastados com a utilização. As principais são a energia nuclear e combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão).
Renováveis
Os combustíveis renováveis são combustíveis que usam como matéria-prima elementos renováveis para a natureza, como a cana-de-açúcar, utilizada para a fabricação do álcool e também de vários outros vegetais como a mamona utilizada para a fabricação do biodiesel ou outros óleos vegetais que podem ser usados diretamente em motores diesel com algumas adaptações.
Biomassa
Energia Solar
A energia solar é aquela energia obtida pela luz do Sol, pode ser captada com painéis solares. É uma fonte de vida e de origem da maioria das outras formas de energia na Terra. A cada ano a radiação solar trazida para a terra leva energia equivalente a vários milhares de vezes a quantidade de energia consumida pela humanidade. Escolhendo uma boa radiação solar, esta pode ser transformada em outras formas de energia como calor ou eletricidade usando painéis solares.
Através de coletores solares, a energia solar pode ser transformada em energia térmica, e usando painéis fotovoltaicos a energia luminosa pode ser convertida em energia elétrica. Ambos os processos não têm nada a ver uns com os outros em termos de sua tecnologia. Mesmo assim, as centrais térmicas solares utilizam energia solar térmica a partir de coletores solares para gerar eletricidade.
Há dois componentes na radiação solar: radiação direta e radiação difusa. A radiação direta é a que vem diretamente do sol, sem reflexões ou refrações intermediárias. A difusa, é emitida pelo céu durante o dia, graças aos muitos fenômenos de reflexão e refração da atmosfera solar, nas nuvens, e os restantes elementos do atmosférico e terrestre. A radiação refletida direta pode ser concentrada e de utilização, embora não seja possível concentrar dispersa a luz que vem de todas as direções. No entanto, tanto a radiação direta quanto a radiação difusa são utilizáveis.
É possível diferenciar entre receptores ativos e passivos na qual os primeiros utilizam mecanismos para orientar o sistema receptor rumo ao sol (chamado seguidor) para melhor atrair a radiação direta.
Uma grande vantagem da energia solar é que ele permite a geração de energia, no mesmo local de consumo, através da integração da arquitetura. Assim, poderemos levar a sistemas de geração distribuída, em que quase eliminar completamente as perdas ligadas aos transportes, que representam atualmente cerca de 40% do total, e a dependência energética.
Energia Eólica
A energia eólica é a energia obtida pela ação do vento, ou seja, através da utilização da energia cinética gerada pelas correntes aéreas.
O vento vem da palavra latina aeolicus, pertencente ou relativo à Eolo , deus dos ventos na mitologia grega e, portanto, pertencente ou relativo ao vento. A energia eólica tem sido utilizado desde a Antiguidade para mover os barcos movidos por velas ou operação de máquinas para movimentação das suas fábricas de pás. É uma espécie de energia verde.
A energia eólica está associada com o movimento das massas de ar que movem a partir de zonas de alta pressão do ar para as zonas adjacentes de baixa pressão, com velocidades proporcionais a gradiente de pressão.
A energia geotérmica é a energia do interior da Terra. A geotermia consiste no aproveitamento de águas quentes e vapores para a produção de eletricidade e calor.
Parte do calor interno da Terra (5.000 °C) chega à crosta terrestre. Em algumas áreas do planeta, próximas à superfície, as águas subterrâneas podem atingir temperaturas de ebulição, e, dessa forma, servir para impulsionar turbinas para eletricidade ou aquecimento. A energia geotérmica é aquela que pode ser obtida pelo homem através do calor dentro da terra. O calor dentro da terra ocorre devido a vários fatores, entre eles o gradiente geotérmico e o calor radiogênico. Geotérmica provém do grego geo, "Terra" e Thermo, "calor", literalmente "calor da Terra".
A energia dos mares é a energia que se obtém a partir do movimento das ondas, a das marés ou da diferença de temperatura entre os níveis da água do mar. Ocorre devido à força gravitacional entre a Lua, a Terra e o Sol, que causam as marés, ou seja, a diferença de altura média dos mares de acordo com a posição relativa entre estes três astros. Esta diferença de altura pode ser explorada em locais estratégicos como os golfos, baías e estuários que utilizam turbinas hidráulicas na circulação natural da água, junto com os mecanismos de canalização e de depósito, para avançar sobre um eixo. Através da sua ligação a um alternador, o sistema pode ser usado para a geração de eletricidade, transformando, assim, a energia das marés, em energia elétrica, uma energia mais útil e aproveitável.
A energia das marés tem a qualidade de ser renovável como fonte de energia primária não está esgotada pela sua exploração e, é limpa, uma vez que, na transformação de energia não produz poluentes derivados na fase operacional. No entanto, a relação entre a quantidade de energia que pode ser obtida com os atuais meios econômicos e os custos e o impacto ambiental da instalação de dispositivos para o seu processo impediram uma notável proliferação deste tipo de energia.
Outras formas de extrair energia a partir da energia das ondas oceânicas são, a energia produzida pelo movimento das ondas do oceano e de energia devido ao gradiente térmico, que faz uma diferença de temperatura entre as águas superficiais e profundas do oceano.
A energia do hidrogênio é a energia que se obtém da combinação do hidrogênio com o oxigênio produzindo vapor de água e libertando energia que é convertida em eletricidade. Existem alguns veículos que são movidos a hidrogênio.
Vantagens e Desvantagens
Energias Ecológicas
As fontes de energia renováveis são diferentes dos combustíveis fósseis ou centrais nucleares em razão da sua diversidade e abundância. Acredita-se que o Sol irá fornecer estas fontes de energia (radiação solar, vento, chuva, etc.) Ao longo dos próximos quatro bilhões de anos. A primeira vantagem de certa quantidade de recursos energéticos renováveis é que não produzem emissões de gases de efeito estufa nem outras emissões, ao contrário do que acontece com os combustíveis, sejam fósseis ou renováveis. Algumas fontes não emitem dióxido de carbono adicional, exceto aqueles necessários para a construção e operação, e não apresenta quaisquer riscos adicionais, tais como a ameaça nuclear.
No entanto, alguns sistemas de energias renováveis geram problemas ecológicos particulares. Assim, as primeiras turbinas eólicas estavam perigosas para as aves, como as suas lâminas giravam muito rapidamente, enquanto as hidrelétricas podem criar barreiras à migração de certos peixes, um problema grave em muitos rios do mundo (nos rios na região noroeste da América do Norte que desembocam para o Oceano Pacífico, a população de salmão diminuiu drasticamente).
Um problema inerente à energia renovável é o seu caráter difuso, com exceção da energia geotérmica, que, no entanto, só está disponível quando a crosta é fina, como as fontes quentes e gêiseres.
Uma vez que algumas das fontes de energia renováveis proporcionam uma energia de uma relativamente baixa intensidade, distribuídas em grandes áreas, são necessários novos tipos de "centrais" para transformá-los em fontes utilizáveis. Para 1.000 kWh de eletricidade, consumo anual per capita nos países ocidentais, o proprietário de uma casa localizada em uma zona nublada da Europa tem de instalar oito metros quadrados de painéis fotovoltaicos (supondo um rendimento médio de 12,5% da energia).
No entanto, com quatro metros quadrados de coletores solares térmicos, um lar pode chegar muito da energia necessária para a água quente sanitária, porém, devido ao aproveitamento da simultaneidade, os prédios de apartamentos podem alcançar o mesmo retorno com menor superfície de coletores e, sobretudo, com muito menor investimento por agregado familiar.
A produção de energia elétrica exige uma permanente fonte de energia confiável ou suporte de armazenamento (bomba hidráulica para armazenamento, baterias, futuras pilhas de hidrogênio, etc.). Assim, devido ao elevado custo do armazenamento de energia, um pequeno sistema autônomo é raramente econômico, exceto em situações isoladas, quando a ligação à rede de energia implica custos mais elevados.
Em termos de biomassa, é certo que armazena um ativo de dióxido de carbono, formando a sua massa com ele e liberando o oxigênio de novo, enquanto para queimar novamente, combinam-se o carbono com o oxigênio para formar o dióxido de carbono novamente. Teoricamente o ciclo fechado não teria emissões de dióxido de carbono, apesar das emissões serem o produto de combustão fixo na nova biomassa. Na prática, é empregada a energia poluente no plantio, na colheita e na transformação, pelo que o saldo é negativo.
Além disso, a biomassa não é verdadeiramente inesgotável, mesmo sendo renovável. A sua utilização pode ser feita apenas em casos limitados. Há dúvidas quanto à capacidade da agricultura para fornecer as quantidades de massa vegetal necessário, se esta fonte se popularizar, que está se demonstrando pelo aumento de preços de grãos, devido à sua utilização para a produção de biocombustíveis. Por outro lado, todos os biocombustíveis produzidos produzem maior quantidade de dióxido de carbono por unidade de energia produzida ao equivalente fóssil.
A energia geotérmica é muito restrita, não só geograficamente, mas algumas das suas fontes são consideradas poluentes. Isso ocorre porque a extração de água subterrânea em altas temperaturas geradas pelo arrastar para a superfície de sais minerais indesejáveis e tóxicos.
A diversidade geográfica dos recursos é também significativa. Alguns países e regiões são significativamente melhores do que outros recursos, nomeadamente no sector das energias renováveis. Alguns países têm recursos significativos perto dos principais centros de habitação em que a procura de eletricidade é importante. A utilização desses recursos em grande escala requer, no entanto, investimentos consideráveis no tratamento e redes de distribuição, bem como na casa de produção. Além disso, diferentes países têm diferentes potencialidades energéticas, este fator deve ser tido em conta no desenvolvimento das tecnologias a por em prática.
Administração das Redes Elétricas
Se a produção de eletricidade a partir de fontes renováveis está generalizada, os sistemas de distribuição e transformação não seriam tão grandes distribuidores de eletricidade, mas funcionariam localmente, a fim de equilibrar as necessidades das pequenas comunidades. Os que possuem energia em excesso venderiam aos sectores com déficit, quer dizer, o funcionamento da rede deverá passar de uma "gestão passiva", onde alguns produtores estão ligados e que o sistema é orientado para obter eletricidade "descendente" para o consumidor, para a gestão "ativa", onde alguns produtores são distribuídos na rede que devem monitorar constantemente as entradas e saídas para assegurar o equilíbrio do sistema local. Isso iria exigir grandes mudanças na forma de gerir as redes.
No entanto, a pequena utilização de energias renováveis, o que muitas vezes podem ocorrer no local, reduz a necessidade de ter sistemas de distribuição de eletricidade. Atuais sistemas, raramente e economicamente rentáveis, revelaram que uma família média que tem um sistema solar com armazenamento de energia, e painéis de dimensão suficiente, só tem que recorrer a fontes externas de energia elétrica em algumas horas por semana. Portanto, aqueles que apóiam a energia renovável pensam que a eletricidade dos sistemas de distribuição deveria ser menos importante.
Aerogeradores.
Uma desvantagem óbvia da energia renovável é o seu impacto visual sobre o meio ambiente local. Algumas pessoas odeiam a estética de turbinas eólicas e mencionam a conservação da natureza quando se fala das grandes instalações solares elétricas fora das grandes cidades. No entanto, o mundo inteiro encontra charme à vista dos "antigos moinhos de vento", que em seu tempo, eram amostras bem visíveis da tecnologia disponível.
Outros tentam utilizar estas tecnologias de forma eficaz e esteticamente satisfatória: os painéis solares fixos podem duplicar as barreiras anti-ruído ao longo das rodovias, há trechos disponíveis e poderiam então ser completamente substituídos por painéis solares, células fotovoltaicas, de modo que podem ser empregados para pintar as janelas e produzir energia, e assim por diante.
Nem sempre uma forma de energia renovável possui baixo impacto ambiental. As grandes hidroelétricas acarretam em enorme impacto ambiental e social, como é o caso, por exemplo, da Barragem das Três Gargantas, que foi recentemente finalizada na China e que provocou o deslocamento de milhões de pessoas e a inundação de muitos quilômetros quadrados de terras.
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