Energias renováveis como o sol (energia solar), vento (energia eólica), mar (energia Maremotriz), água (energia hidráulica) entre outras. Em gerações futuras, será é impossível não pensar nessas fontes de energias. E todos nós já sabemos que o Brasil é um país abastecido por abundantes recursos naturais e de fontes de energias inesgotáveis.
Se quisermos aproveitar essas fontes, é muito importante conhecermos suas vantagens, limites, desafios de implementação, manutenção, itens que compõe o processo e, principalmente, seus impactos sociais e na natureza.
Como a energia solar e eólica funcionam? Quais seriam os principais itens que compõem o processo de captação de vento ou de raios solares até se transformar em energia elétrica?
Vamos a algumas respostas…
O que são energias renováveis?
Como o próprio nome menciona, energia renovável é aquela que vem de recursos naturais e que são naturalmente reabastecidas. Porém, é importante ressaltar que nem todo recurso natural é renovável, como por exemplo, Urânio (Energia Nuclear), Carvão Mineral (Energia através do Carvão) e Petróleo (Refinaria de Petróleo).
Quais são as energias renováveis?
Hidrelétricas
Atualmente no Brasil, a hidrelétrica é o modelo que possui o maior potencial energético. Apesar de ser fonte de energia renovável, a energia hidrelétrica não está isenta de impactos ambientais e sociais (Contribuição para emissão de dióxido de carbono/metano, perdas de espécies de plantas, animais e solo).
Energia Solar
A energia solar utiliza painéis com células fotovoltaicas, que transformam a radiação solar diretamente em corrente elétrica.
Os itens que compõem o sistema de energia solar são basicamente:
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Tipo de Sistema: Sistema Off-Grid Baterias (Independentes da Rede de Distribuição) e Sistemas On-Grid Relógio Bidirecional (Conectados na Rede de Distribuição);
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Painéis Fotovoltaicos: Captam radiação solar e transformam em energia elétrica CC (Corrente Contínua);
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Controle de Carga: Atuam com possíveis sobrecargas e descargas na bateria. O controle reflete totalmente no desempenho de todo sistema de energia solar.
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Inversores de energia: Responsáveis por inverter energia elétrica CC (Corrente Contínua) para CA (Corrente Alternada).
O sistema de energia solar pode ser utilizado tanto em pequena escala, para residências com pouco consumo elétrico mensal, quanto para aplicações em larga escala, como usinas solares para abastecimento de uma cidade, por exemplo.
Energia Eólica
A energia eólica utiliza aerogeradores (turbinas eólicas), pás, rotor, nacele, anemômetro, caixa de transmissão e gerador que captam massas de ar (vento). Neste processo, a energia mecânica é convertida em energia elétrica.
O sistema de energia eólica é composto por:
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Tipo de Sistema: Sistema Off-Grid Baterias (Independentes da Rede de Distribuição) e Sistemas On-Grid (Conectados na Rede de Distribuição);
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Aerogeradores (Turbinas Eólicas): Captam a força do vento e transformam energia cinética (movimento das hélices) em energia elétrica. Atualmente existem aerogeradores, de pequeno, médio e grande porte.
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Controle de Carga: Atuam com possíveis sobrecargas e descargas na bateria. O controle reflete totalmente no desempenho de todo sistema.
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Inversores de energia: Responsáveis por inverter energia elétrica CC (Corrente Contínua) para CA (Corrente Alternada).
O sistema de energia eólica é utilizado nas regiões do Sul e no Nordeste do Brasil, por conta da vasta capacidade de instalação e pela intensidade dos ventos na costa brasileira.
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Desafios e Soluções em Energias Renováveis
Os desafios de implementação, prototipagem e simulação dos componentes que contemplam os sistemas de energias renováveis são enormes e geram altos custos.
As soluções de desenvolvimento de projetos voltados a energias renováveis devem considerar, por exemplo, a previsão de intensidades do vento e irradiância solar a fim de se obter o melhor rendimento de energia. A variedade e tipos de cargas que alteram as demandas de energia elétrica são fatores que também devem ser levados em consideração.
Modelar e testar os sistemas e todos os seus componentes e explorar os dados como descritos em datasheets são manobras válidas antes de partir para a prototipagem. Protótipos em geral são caros e demorados, por isso um projeto de modelagem e simulação bem feito e detalhado é imprescindível para o sucesso de todo o processo.
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Fernanda Filipe é Engenheira Eletricista formada pela Faculdade de Engenharia de São Paulo. Atua como engenheira de aplicação na OPENCADD em projetos voltados à indústria de Energia.
