Energias Renováveis

Tem como origem a pluviosidade, que alimenta os cursos de água e os níveis freáticos, que não é mais do que o resultado da evaporação da água existente na superfície terrestre e que posteriormente se condensa na atmosfera, por efeito das diferenças de temperatura geradas pela incidência dos raios solares, isto é, cumprido o ciclo hidrológico.

Assim podemos dizer que a energia hidráulica é a energia produzida com o recurso à energia cinética da água.

Para a produção da energia hidráulica, na grande generalidade dos casos, recorre-se às centrais hidroeléctricas – BARRAGENS – as quais comportam as turbinas que acopladas a geradores eléctricos e alternadores, produzem electricidade.

Os recursos hídricos estão muito dependentes das sazonalidade climatérica (pluviosidade), pelo que, sempre que possível é feita a retenção em bacias hidrográficas formadas pelas barragens, permitindo desta forma uma produção de energia planeada e racional, até ao nível mínimo de armazenamento.

Existem outras formas de aproveitamento de energia hidráulica, como são as Pequenas Centrais Hídricas ou mesmo as Micro-Hídricas.

É a energia obtida pela acção do vento, produzida pelas correntes de massa de ar quente e frio, provocadas pelas diferenças de temperatura existentes entre as superfícies de água (mares e oceanos) e de terra.

Neste momento é o tipo de energia renovável, em paralelo com a hídrica, com maior aproveitamento, o qual é feito através de equipamentos designados por TURBINAS EÓLICAS ou AEROGERADORES, também conhecidos na gíria popular por “moinhos de vento”.

Para esta realidade, muito se fica a dever às evoluções técnicas que estes equipamentos têm tido nos últimos 15 anos, o que é ilustrado com o aumento das potências nominais, dado que em 1995 os aerogeradores de maior capacidade produziam 500 kW e em 2005 já tínhamos com alguma frequência, a instalação de aerogeradores a produzirem 3.000 kW e em 2007-2008 os primeiros modelos a produzirem 5.000 e 6.000 kW.

Na actualidade, podemos dividir a sua classificação, em função do local onde esta é captada, isto é, em Terra (ON SHORE) ou no Mar (OFF SHORE).

A um conjunto de aerogeradores ligados em rede chama-se parque eólico. Por sua vez esta rede poderá estar ligada a uma subestação que colocará a energia produzida à tensão da linha eléctrica da rede de distribuição, permitindo assim a sua injecção de uma forma segura e estabilizada.

Trata-se da forma mais directa de aproveitamento da energia solar como fonte renovável, a qual pode ser aproveitada segundo uma componente TÉRMICA, por aquecimento directo do fluído, geralmente água, dada a sua exposição directa aos raios solares e através de colectores ou painéis solares.

A energia solar também se pode captar para produzir energia ELÉCTRICA, por força da incidência dos raios solares em painéis de células fotovoltaícas.

Solar Térmico

O funcionamento de um sistema solar térmico baseia-se no desvio da água, que provém do sistema de abastecimento, para um depósito acumulador que por sua vez abastece de água o colector. Este capta a radiação solar e transfere essa energia em forma de calor à água que aí circula, a qual é posteriormente armazenada no acumulador.

Em função da aplicação utilizam-se diferentes tipos de colectores solares térmicos, tais como, Colectores Solares Planos, Colectores Solares com Tubos de Vácuo, e Colectores Solares de Propíleno sem Cobertura.

Solar Fotovoltaíco

Tal como foi já referido, este sistema converte directamente a radiação solar em electricidade.

Actualmente existem diferentes tecnologias e materiais para conversão fotovoltaíca, contudo esta tecnologia contínua associada ao silício, na sua forma mono ou polícristalino (85% do mercado), cabendo às tecnologias de películas finas, o remanescente das aplicações (15% do mercado).

A gama de aplicações vão desde os, Sistemas Autónomos com aplicação em edifícios isolados ou em mini - redes eléctricas e os Sistemas Ligados à Rede com aplicação em micro, mini ou grandes centrais produtoras.

É produzido a partir de matéria VEGETAL (Plantas oleaginosas), tais como Girassol, Colza e Cana Açucar e matéria ANIMAL (Gorduras).

O processo de transformação é feito através de uma TRANSESTEREFICAÇÃO, que não é mais do que uma reacção química resultante da junção de uma gordura animal ou óleo vegetal com um álcool e catalisadores para acelerar a reacção. Assim resulta o biodiesel e ainda um subproduto, a glicerina que é removida por decantação.

A glicerina, não obstando ser um subproduto possui um alto valor agregado, sendo usada por indústrias farmacêuticas, de cosméticos e de explosivos.

Na classe dos biocombustíveis líquidos poderemos ainda ter:

• O Etanol, obtido através de um processo de fermentação (anaeróbia);
• O Metanol, obtido através de um processo de gaseificação (aeróbia);

Uma das formas mais elaboradas que a natureza tem e que nos permite aproveitar a energia solar, como energia renovável. Neste caso ocorre através da fotossíntese das plantas que ao gerar o seu crescimento permite o seu aproveitamento sob a forma de biomassa florestal no seu estado primitivo - BIOMASSA PRIMÁRIA – troncos, folhas, raízes de árvores, arbustos e plantas -, ou no seu estado transformado ou de resíduos - BIOMASSA SECUNDÁRIA – estilha, pelletes e briquetes.

Neste âmbito analisaremos a BIOMASSA PRIMÁRIA, segundo a sua origem, considerando que o seu aproveitamento energético se faz através da sua combustão directa ou do seu derivado (biogás), resultando directamente em energia térmica ou através desta e consequentemente pela produção de vapor, também em energia eléctrica.

Florestal

Para produzir energia térmica, por combustão, onde o seu aproveitamento é feito segundo duas fontes:

• primitiva, onde a recolha é feita directamente na origem, isto é, no povoamento natural, no mato e nas áreas ardidas.
• industrial, onde a recolha é feita na industria transformadora do sector, isto é, na serração, na carpintaria e no mobiliário.

Como corolário deste tipo de produção de energia e devido à necessidade de combustão para produção da mesma, será de relevo focar que o equilíbrio ambiental que se estabelece, isto é, o dióxido de carbono absorvido no período de crescimento da matéria vegetal e o posteriormente libertado na atmosfera na fase de combustão, encerra um ciclo neutro de emissões de carbono.

Agrícola

Para produzir:

• Energia térmica, através de processos TERMOQUÍMICOS
• Biogás por DIGESTÃO ANAÉROBIA
• Biodiesel por processo químico TRANSESTERIFICAÇÃO

Como principais fontes energéticas temos o Bagaço de Azeitona, o Engaço de Vinificação e a Casca de Amêndoa, bem como as Plantas Oleaginosas.

O seu aproveitamento é efectuado do gás metano libertado durante o processo de digestão anaeróbia (fermentação) do resíduo orgânico, isto é, a decomposição microbiológica das substâncias orgânicas do resíduo Florestal, Animal ou Derivados (papel, plástico e têxteis), com libertação de energia; Este aproveitamento também se faz a uma escala mais elevada, quando se trata deste processo ao nível dos aterros multimunicipais de Resíduos Sólidos Urbanos.

O gás daqui resultante é geralmente aproveitado através da sua combustão, onde a componente térmica, através de um permutador, gera vapor, que por sua vez é utilizado directamente para um ciclo produtivo ou para accionar uma turbina/gerador para produzir electricidade.

O gás metano ainda pode ser obtido através da digestão anaeróbia das lamas provenientes das estações de tratamento de águas residuais ETAR’s ou de explorações pecuárias.

No limite é efectuada a queima deste gás sem qualquer aproveitamento, dado que o dióxido de carbono libertado por esta combustão, em termos de efeito de estufa é menos penalizante, dado que a libertação de 1 kg de gás metano corresponde a 21 kg de dióxido de carbono.

Neste tipo de fonte energética a influência do sol não se verifica como fonte directa de radiação, mas pela sua capacidade de regular a trajectória orbital da Terra e da Lua, através das forças gravitacionais, bem como na formação dos ventos, onde ambas as situações contribuem para a movimentação dos mares e oceanos e consequentemente das marés tal como da ondulação.

• Ondas, são formadas devido à fricção existente entre o ar e a água bem como pelas mudanças de pressão no vento. Contêm uma grande quantidade de energia não apenas à superfície mas em toda a massa de água que a forma, isto é, desde a sua crista até ao leito oceânico.
  A potência numa onda é proporcional ao quadrado da sua amplitude, atingindo um valor médio de 50 kW / m onda. Segundo os estudos de recurso efectuados, as zonas com maior potencial situam-se entre as latitudes 30º e 60º em ambos os hemisférios.
  Nesta base têm sido desenvolvidos vários sistemas, que visam o aproveitamento desta energia em toda a sua extensão e habitualmente classificados quanto ao seu local de funcionamento, sendo o Pelamis o primeiro modelo comercial em funcionamento.
• Marés (Maremotriz) e Correntes Oceânicas, designa a energia das marés, que embora seja aproveitada já há muitos anos, só no século XX passou a ser aproveitada como geradora de energia eléctrica, isto é, a primeira unidade de produção industrial foi inaugurada em 1966 na França.
  Neste enquadramento existem alguns tipos de tecnologia, tais como o MODELO SEAFLOW, o MODELO DE REPRESA e a CENTRAL MARMOTRIZ FLUTUANTE.
• Gradiente Térmico e de Salinidade, como o próprio nome indica consiste num conceito em que é aproveitado o gradiente gerado pelas diferenças de temperatura ou do teor de sal.

Esta é a energia renovável onde o Sol, eventualmente só teve influência na fase de constituição da Terra, dado que a origem desta fonte energética, está no interior da Terra (+- 5.000º C). Esta energia ao libertar-se chega à superfície terrestre através de vapor ou por água quente.

Este sistema consiste no aproveitamento da temperatura existente abaixo do nível do solo de uma forma concentrada ou dissipada, a qual pode ser utilizada a uma escala industrial ou doméstica, respectivamente.

• GEOTERMIA, é aproveitada de uma forma mais concentrada e a uma escala mais industrial, segundo dois tipos, isto é de baixa temperatura (inferior a 150º C) e de alta temperatura (superior a 150º C), sendo a:
  
  • Baixa Temperatura – localizada em zonas de acidentes tectónicos. O seu aproveitamento está relacionado com estancias termais, agricultura, piscicultura e alguns processos industriais.
  • Alta Temperatura – localizada em zonas vulcânicas é aproveitada através da abertura de poços que permitem a libertação do vapor sob pressão, existente no subsolo. Este vapor libertado de uma forma intensa é aproveitado na sua componente térmica para gerar electricidade, através de uma central geotérmica, que é composta por um gerador, um alternador, um conjunto motor e uma estação transformadora.
• AEROTERMIA, é aproveitada de uma forma mais dissipada e a uma escala doméstica, através da instalação de uma rede de condutas subterrâneas, verticais ou horizontais, cujo ar circulante se encontra à temperatura do ambiente do subsolo.

Considerando que a temperatura no subsolo, tem amplitudes térmicas baixas e num nível médio das temperaturas à superfície nos períodos extremos – Verão e Inverno -, o ar das condutas através de uma permuta térmica, ao ser injectado por uma bomba de ar, para o interior da edificação, permite uma refrigeração no Verão e um aquecimento no Inverno, funcionando como uma sofagem natural.