Energia Solar

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ENERGIA SOLAR

Energia Solar

APRESENTAÇÃO

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Designação: Energia Solar

Formador: Bruno Alves

• email: [email protected]• tlm: 938 371 569

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REFERENCIAL DE FORMAÇÃO

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Introdução

• Apresentação;

• Definição de energia renovável;

• Necessidades Energéticas Internacionais.

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INTRODUÇÃO

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COMPROMISSOS DE PORTUGAL

• Cumprir a Directiva Europeia de produção de electricidade

proveniente de fontes renováveis;

• Protocolo de Kyoto (entre 2008 e 2012 não ultrapassar + 27% e

emissões de gases com efeito de estufa relativo a 1990),

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COMPROMISSOS DE PORTUGAL – Medidas a tomar

• Actuar do lado da procura, melhorando a eficiência energética;

• Utilização de recursos renováveis.

INTRODUÇÃO

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PROCURA DE ENERGIA - PORTUGAL

Consumo Final – Portugal

• Electricidade – 18%

• Transportes – 36%

• Calor – 46%

Consumo Final – OCDE

• Electricidade – 17%

• Transportes – 29%

• Calor baixa temperatura –

44%

• Calor Industrial – 10%

INTRODUÇÃO

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MACROGERAÇÃO

Objectivos para a produção de electricidade renovável

Investimento de cerca de

8000 milhões de euros até

2012, com a criação de 9700

novos postos de trabalho.

INTRODUÇÃO

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Oferta de energia

Portugal importa cerca de 85% da energia consumida.

• Carvão - 12,7%;

• Electricidade – 2,9%;

• Gás Natural – 13,2%;

• Petróleo – 71,2%

INTRODUÇÃO

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Emissões de Gases com Efeito de estufa

INTRODUÇÃO

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ENERGIAS RENOVÁVEIS

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Definição: Formas de energia obtidas de fontes naturais e com

capacidade de regeneração, ou seja, teoricamente inesgotáveis.

Estas fontes contêm grande quantidade de energia e a sua

regeneração é feita por meios naturais.

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Vantagens

• Podem ser consideradas inesgotáveis à escala humana;

• Permitem reduzir significativamente as emissões de CO2;

• Reduzem a dependência energética da nossa sociedade face aos combustíveis fósseis;

• Conduzem à investigação em novas tecnologias que permitam melhor eficiência energética.

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Desvantagens

• Algumas têm custos elevados na sua implementação, devido ao fraco investimento neste tipo de energia;

• Podem causar impactos visuais negativos no meio ambiente;

• Impacto ambiental.

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Fontes de energia

As fontes de energia podem classificar-se em:

Fontes de energia primárias – quando ocorrem livremente na Natureza.

Ex.: Sol, água, vento, gás natural, petróleo bruto

Fontes de energia secundárias – quando são obtidas a partir de outras.

Ex.: electricidade, gasolina, petróleo.

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Fontes de energia Renovável

• Sol – Energia Solar;

• Vento – Energia Eólica;

• Rios e Correntes de água doce – Energia Hídrica;

• Ondas – energia das Ondas;

• Matéria orgânica – biomassa e biocombustível;

• Calor da Terra – energia geotérmica.

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ENERGIA GEOTÉRMICA

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ENERGIA de Biomassa e Biocombustível

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ENERGIA DAS ONDAS

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Energia Solar

ENERGIA HIDRÍCA

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Energia Solar

ENERGIA EÓLICA

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É provavelmente o tipo de energia mais amigo do ambiente.

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NECESSIDADES ENERGÉTICAS

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Evolução VS. Necessidades Energéticas

As necessidades energéticas a nível internacional têm crescido de

forma exponencial ao longo das últimas décadas.

Factores: Crescimento económico e evolução social de alguns dos

países.

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Consumo de Energia ao longo dos Tempos

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Fontes de Energia Utilizadas pelo Homem

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Crescimento da População Humana Mundial

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Abastecimento Energético

Combustíveis Fosseis: 75% das necessidades mundiais;

Os combustíveis fosseis estão a ser esgotados 100.000 vezes mais

rápido do que estão a ser formados

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Abastecimento Energético – Combustíveis Fosseis

Petróleo – extinção das reservas conhecidas em 35 anos.

Gás Natural – extinção das reservas conhecidas em 52 anos.

Carvão – extinção das reservas conhecidas em 200 anos.

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Presente VS. Futuro

Presente – esgotamento dos recursos energéticos que derivam dos

combustíveis fosseis.

Futuro – energias renováveis

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Conclusões

Países ricos ou com climas mais agressivos – maior consumo de

energia por habitante.

Preocupação – Aumento dos níveis de concentração de CO2 na

atmosfera devido ao efeito de estufa e ao aquecimento global.

Imperativo – Pesquisa de novas fontes de energia e

aproveitamento das existentes.

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Futuro

• Procura de soluções energéticas, quer a nível de fornecimento,

quer a nível de eficiência e sustentabilidade;

• Parte da solução é a utilização das energias renováveis;

• Para a exploração da energia solar têm sido desenvolvidas

tecnologias quer para a energia térmica, quer para a

fotovoltaica .

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Definição

Captação de energia luminosa e térmica proveniente do Sol, e posterior transformação dessa energia captada em formas de energia utilizadas pelo homem (aquecimento de água; energia eléctrica e mecânica).

No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1410 W/m2 de energia. Cerca de 19% é absorvida pela atmosfera e 35% é reflectida pelas nuvens.

Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz visível ou luz ultravioleta.

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Vantagens

• A energia solar é uma fonte totalmente limpa e renovável;

• As centrais necessitam de manutenção mínima;

• A evolução da tecnologia de fabrico permitem painéis cada vez mais potentes e com menores custos;

• A sua aplicação é de grande viabilidade económica em lugares de difícil acesso, permitindo, através de sua instalação em pequena escala, o desinvestimento nas linha de transmissão.

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Desvantagens

• Variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação climatérica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, obrigando a maiores meios de armazenamento;

• Locais em latitudes médias e altas sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar;

• As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes, comparadas com outras formas de energia;

• Custos, ainda elevados.

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Radiação Solar

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Sol

• Só uma parte da energia gerada é que chega à superfície da

terra, mas ainda assim com uma expressão que justifica o seu

aproveitamento;

• Este aproveitamento é feito com recurso às células fotovoltaicas,

aos sistemas solares térmicos e a outras tecnologias que se

encontram em constante desenvolvimento.

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Radiação Solar

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Tipos de Radiação Solar

• Directa – é a radiação que atinge directamente a superfície

terrestre;

• Difusa – é a componente da radiação que é desviada em

diferentes direcções pelos constituintes da atmosfera;

• Reflectida – esta componente da radiação é reflectida pela

superfície terrestre (albedo), e pelos objectos que a circundam.

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Radiação Solar

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Tipos de Radiação Solar

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Radiação Solar

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Factores Influentes na Radiação

A variação da radiação incidente na superfície da Terra varia

bastante devido a:

• Efeitos na atmosfera de absorção e reflexão;

• Variação da humidade, nuvens, poluição, etc.;

• Latitude do local;

• Estação do ano.

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Radiação Solar

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Aproveitamento da Energia

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CONVERSÃO TÉRMICA DA

ENERGIA SOLAR

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Balanço de Energia

Absorção da energia é feita por uma superfície absorsora.

Transferência da energia (calor) para os elementos que recebem a

energia útil.

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Balanço de Energia

A temperatura atingida no elemento que recebe a energia útil é

resultado do balanço entre a energia absorvida pelo elemento

absorsor e as respectivas perdas térmicas.

Objectivo: Maior absorção com menor número de perdas.


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Ganho Térmico

A energia útil obtida depende da quantidade da radiação solar

absorvida e principalmente da superfície e da quantidade de

radiação que a atinge.


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Ganho Térmico

• Se for utilizada uma superfície sobre o absorsor, esta deve ter

uma elevada transmitância .

• A quantidade de radiação absorvida pelo absorsor depende da

sua absortância .

Superfície transmissora

Superfície absorsora


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Perdas Térmicas

As perdas térmicas num sistema de captação podem ocorrer pelos

seguintes factores:

• Condução - o calor propaga-se para o exterior através das

superfícies.


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Perdas Térmicas


seguintes factores:

• Convecção - o calor propaga-se para o exterior através do

escoamento de ar sobre as superfícies.


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Perdas Térmicas


seguintes factores:

• Radiação - o calor propaga-se para o exterior através da emissão

de radiação a partir das superfícies.


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Perdas Térmicas – Perdas por convecção

As perdas térmicas por convecção podem ser minimizadas da

seguinte forma:

• Limitação do escoamento de ar sobre a superfície absorsora;

• Colocação da superfície absorsora em vácuo.


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Perdas Térmicas – Perdas por radiação

As perdas térmicas por radiação podem ser minimizadas da

seguinte forma:

• Utilização de uma cobertura transparente (vidro ou plástico);

• Minimização da área da superfície absorsora;


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Perdas Térmicas – Perdas por radiação

O vidro apresenta a interessante característica de ter uma elevada

transmitância ao espectro de radiação solar e assim a radiação ser

diminuta.


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Portugal vs. Europa

RECURSOS ENERGIA SOLAR

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Horas de Sol anuais


Radiação Solar:

• 2200 – 3000h• 14 – 17 MJ/m2/dia

Colectores Térmicos:

• 300.000m2 (área instalada)

Painéis Fotovoltaicos:

• 15MWp (potência instalada)

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Energia Solar Térmica


Aquecimento de águas, aquecimento e arrefecimento, aplicações industriais para calor de processo e outras aplicações.

• 2,8 milhões de m2 – Potencial estimado para Portugal;

• 2010 Portugal – 1 milhão de m2 = 850.000 ton emissões

evitadas de CO2;

• 2008 Portugal – Obrigatória instalação de sistemas de AQS

nos novos edifícios;

• 2020/2030 – tendência Europeia: 1m2 de colector solar por

habitante.

Education

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