O que é energia alternativa?

Deteriorar a ecologia e esgotar os recursos naturais faz as pessoas pensarem em como obter eletricidade e calor de fontes renováveis.

Neste artigo, mostraremos como a energia alternativa funciona e por que muitos países a estão escolhendo..

O que é energia alternativa?

fontes de energia alternativa

A energia é renovável (alternativa) e não renovável (tradicional).

Fontes alternativas de energia são fenômenos naturais comuns, recursos inesgotáveis ​​produzidos naturalmente. Essa energia também é chamada de regenerativa ou “verde”.

Fontes não renováveis ​​são petróleo, gás natural e carvão. Eles estão procurando um substituto porque podem acabar. Seu uso também está associado a emissões de dióxido de carbono, efeito estufa e aquecimento global..
A humanidade obtém sua energia principalmente da queima de combustíveis fósseis e da operação de usinas nucleares. Energia alternativa é métodos que liberam energia de maneira mais sustentável e causam menos danos. É necessário não apenas para fins industriais, mas também em casas simples para aquecimento, água quente, iluminação, eletrônicos.


Recursos energéticos renováveis


  • luz solar
  • Correntes de água
  • Vento
  • Marés
  • Biocombustíveis (combustível de matérias-primas vegetais ou animais)
  • Calor geotérmico (entranhas da Terra)

Tipos alternativos de energia


1. Energia solar

fonte alternativa de energia solar

Um dos tipos mais poderosos de fontes alternativas de energia. Na maioria das vezes é convertido em eletricidade por painéis solares. O planeta inteiro tem energia suficiente para um ano inteiro que o sol envia para a Terra em um dia. No entanto, do volume total, a geração anual de eletricidade em usinas de energia solar não excede 2%..

As principais desvantagens são a dependência do clima e da hora do dia. Não é rentável para os países do norte extrair energia solar. As construções são caras, precisam ser “cuidadas” e as próprias células solares, que contêm substâncias tóxicas (chumbo, gálio, arsênico), devem ser descartadas a tempo. Alto rendimento requer grandes áreas.

A eletricidade solar é predominante onde é mais barata que o habitual: ilhas e terras cultivadas remotas, estações espaciais e marítimas. Em países quentes com altas tarifas de eletricidade, pode atender às necessidades de uma casa comum. Por exemplo, em Israel 80% da água é aquecida por energia solar..

As baterias também são instaladas em veículos não tripulados, aviões, aeronaves, Comboios Hyperloop.

2. Energia eólica

moinhos de vento

As reservas de energia eólica são 100 vezes maiores que as de todos os rios do planeta. Os parques eólicos ajudam a converter o vento em energia elétrica, térmica e mecânica. Equipamento principal – geradores eólicos (para geração de eletricidade) e moinhos de vento (para energia mecânica).

Este tipo de energia renovável é bem desenvolvido – especialmente na Dinamarca, Portugal, Espanha, Irlanda e Alemanha. No início de 2016, a capacidade de todas as turbinas eólicas excedia a capacidade instalada total de energia nuclear.

A desvantagem é que não pode ser controlado (a força do vento não é constante). As turbinas eólicas também podem causar interferência de rádio e afetar o clima, porque retiram parte da energia cinética do vento – no entanto, os cientistas ainda não sabem se isso é bom ou ruim..

3. Hidrelétricas

Usina hidrelétrica

Usinas hidrelétricas (UHEs) com barragens e reservatórios são necessárias para converter o movimento da água em eletricidade. Eles são colocados em rios com um fluxo forte que não seca. As barragens são construídas para atingir uma certa pressão da água – faz as pás da turbina se moverem e aciona os geradores elétricos..

É mais caro e mais difícil construir usinas hidrelétricas do que as usinas convencionais, mas o preço da eletricidade (nas usinas hidrelétricas russas) é duas vezes menor. As turbinas podem operar em diferentes modos de energia e controlar a geração de eletricidade.

4. Energia das ondas

usina de energia das ondas estrela energia

Existem muitas maneiras de gerar eletricidade a partir das ondas, mas apenas três são eficazes. Eles diferem no tipo de instalações na água. São câmeras cujo fundo está submerso em água, carros alegóricos ou instalações com atol artificial.

Essas usinas de ondas transmitem a energia cinética das ondas do mar ou do oceano por cabo para terra, onde são convertidas em eletricidade em estações especiais..

Este tipo é usado pouco – 1% da produção total de eletricidade no mundo. Os sistemas também são caros e requerem acesso conveniente à água, que nem todo país possui.

5. Energia do fluxo e refluxo

usina de maré

Essa energia é retirada do aumento e queda naturais do nível da água. As usinas de energia são instaladas apenas ao longo da costa e a queda de água deve ser de pelo menos 5 metros. Estações de maré, represas e turbinas são construídas para gerar eletricidade.

O fluxo e refluxo são bem compreendidos, portanto, essa fonte é mais previsível em relação a outras. Mas a adoção da tecnologia tem sido lenta e possui uma pequena parcela da produção global. Além disso, os ciclos de maré nem sempre correspondem à taxa de consumo de eletricidade..

6. Energia do gradiente de temperatura (energia hidrotérmica)

estação hidrotérmica

A água do mar tem temperaturas diferentes na superfície e nas profundezas do oceano. Usando essa diferença, eles obtêm eletricidade.

A primeira instalação, que fornece eletricidade devido à temperatura do oceano, foi feita em 1930. Agora existem usinas oceânicas fechadas, abertas e combinadas nos EUA e no Japão.

7. Energia de difusão líquida

estação osmótica

Este é um novo tipo de fonte de energia alternativa. Uma usina osmótica instalada na foz de um rio controla a mistura de sal e água doce e extrai energia da entropia de fluidos.

A equalização da concentração de sal gera uma pressão excessiva, que inicia a rotação da turbina hidráulica. Até agora, existe apenas uma usina na Noruega.

8. Energia geotérmica

estação geotérmica na islândia

As usinas geotérmicas absorvem a energia interna da Terra – água quente e vapor. Eles são colocados em regiões vulcânicas onde a água está perto da superfície ou você pode chegar a ela perfurando um poço (de 3 a 10 km)..

A água extraída aquece os edifícios diretamente ou através de uma unidade de troca de calor. Também é convertido em eletricidade quando o vapor quente transforma uma turbina conectada a um gerador elétrico..

Desvantagens: preço, ameaça à temperatura da Terra, emissões de dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio.

A maioria das usinas geotérmicas nos EUA, Filipinas, Indonésia, México e Islândia.

9. Biocombustíveis

biocombustível a lenha

A bioenergia obtém eletricidade e calor dos combustíveis de primeira, segunda e terceira geração.

  • A primeira geração – biocombustíveis sólidos, líquidos e gasosos (gás do processamento de resíduos). Por exemplo, lenha, biodiesel e metano.
  • Segunda geração – combustíveis derivados de biomassa (resíduos de plantas ou animais, ou culturas especialmente cultivadas).
  • Terceira geração – biocombustível de algas.

Os biocombustíveis de primeira geração são fáceis de obter. Os moradores montam usinas de biogás onde a biomassa fermenta na temperatura certa.

A maneira mais tradicional e o combustível mais antigo é a madeira. Agora, para sua produção, as florestas energéticas são plantadas a partir de árvores de rápido crescimento, álamo ou eucalipto..

Prós e contras da energia alternativa

trabalhador examina painéis solares

A principal perspectiva de fontes alternativas – a existência da humanidade, mesmo em condições de severa escassez de petróleo, gás e carvão.


Benefícios:


  • Disponibilidade – não há necessidade de possuir campos de petróleo ou gás. É verdade que isso não se aplica a todas as espécies. Os países sem litoral não poderão receber energia das ondas, e a energia geotérmica só pode ser convertida em regiões vulcânicas.
  • Ambientalmente amigável – não há emissões prejudiciais ao meio ambiente durante a geração de calor e eletricidade.
  • Economia – a energia recebida tem baixo custo.

Desvantagens e problemas:


  • Custos de construção e manutenção – equipamentos e consumíveis são caros. Por esse motivo, o preço final da eletricidade aumenta, portanto nem sempre é economicamente justificado. Agora, a principal tarefa dos desenvolvedores é reduzir o custo das instalações.
  • Dependência de fatores externos: é impossível controlar a força do vento, o nível das marés, o resultado do processamento de energia solar depende da geografia do país.
  • Baixa eficiência e baixa capacidade de instalações (exceto hidrelétricas). A energia gerada nem sempre corresponde ao nível de consumo.
  • Impacto no clima. Por exemplo, a demanda por biocombustíveis levou a uma redução na área cultivada para alimentos, e barragens para usinas hidrelétricas mudaram a natureza da pesca..

Energia renovável no mundo

painéis solares na china

O principal consumidor de fontes de energia renováveis ​​é a União Europeia. Em alguns países, a energia alternativa gera quase 40% de toda a eletricidade. Várias medidas de suporte já se enraizaram lá: taxas de desconto para conexão e reembolsos para a compra de equipamentos. Os países do Oriente e dos EUA não estão atrasados.


Alemanha


40% da eletricidade na Alemanha vem de fontes renováveis. É a líder no número de turbinas eólicas que geram 20,4% de eletricidade. A parcela remanescente é responsável por hidrelétricas, bioenergia e energia solar. O governo alemão estabeleceu um plano: gerar 80% de energia de fontes alternativas até 2050, mas ainda não deseja fechar usinas nucleares.


Islândia


A Islândia tem muita água quente porque está localizada em uma zona de atividade vulcânica. O país fornece 85% das casas com aquecimento geotérmico e cobre 65% das necessidades de eletricidade da população. As fontes são tão poderosas que querem exportar energia para o Reino Unido.


Suécia


Após a crise do petróleo de 1973, o país começou a procurar outras fontes de energia. Tudo começou com usinas hidrelétricas e nucleares. Por causa das usinas nucleares, os suecos costumam criticar o Greenpeace, mas desde o final dos anos 80 a parcela de energia das usinas nucleares não aumentou.

Desde os anos 90, a Suécia constrói parques eólicos offshore no mar. Um imposto adicional foi introduzido sobre as emissões de carbono das empresas na atmosfera e existem incentivos para os produtores de energia eólica, solar e bioenergia.

A Suécia também está usando ativamente a energia do processamento de resíduos e planeja comprá-la de países vizinhos para abandonar o petróleo. Algumas cidades recebem calor de incineradores.


China


Na China, a usina hidrelétrica mais poderosa do mundo são as Três Gargantas. A partir de 2018, é a maior estrutura em massa. Sua barragem de concreto sólido pesa 65,5 milhões de toneladas. Em 2014, a estação produziu um recorde mundial de 98,8 bilhões de kWh.

Os maiores recursos eólicos também estão aqui (três quartos deles são entregues ao mar). Até 2020, o país planeja gerar 210 GW com sua ajuda.

Existem também 2.700 fontes geotérmicas e constituem 63% dos dispositivos para a conversão de energia solar. China ocupa o terceiro lugar em biocombustíveis à base de etanol.

Energia alternativa na RússiaUsina Hidrelétrica Sayano-Shushenskaya

A localização geográfica diferente das regiões e a especificidade das zonas climáticas na Rússia não permitem o desenvolvimento uniforme dessa indústria. Nenhum investimento e lacunas legais.

Tipos de energia renovável na Rússia


Energia solar


É usado tanto em escala industrial quanto pela população local como reserva ou principal fonte de calor e eletricidade. A capacidade de todas as instalações solares é de 400 MW, das quais as maiores estão nas regiões de Samara, Astrakhan, Orenburg e na Crimeia. O SPP mais poderoso é Vladislavovka (Crimeia). Também estão sendo desenvolvidos projetos para a Sibéria e o Extremo Oriente.


Força do vento


A energia renovável eólica na Rússia é apresentada um pouco pior que a solar, embora também existam instalações industriais aqui. A capacidade total de geradores eólicos em nosso país é de 183,9 MW (0,08% de todo o sistema energético). A maioria das instalações está na Crimeia, e a mais poderosa está na Adygea – “parque eólico Adyghe”.


Hidrelétricas


Esta é a fonte de energia alternativa mais popular na Rússia. Cerca de 200 hidrelétricas hidrelétricas geram até 20% de toda a energia do país. Desde 1968, existe uma usina de maré na Baía de Kislaya, na região de Murmansk – a UTE Kislogubskaya. A maior usina hidrelétrica fica no rio Yenisei – Sayano-Shushenskaya.


Energia geotérmica


Devido à abundância de vulcões, este tipo de energia é generalizada em Kamchatka. Lá, 40% da energia consumida é gerada por fontes geotérmicas. Segundo os cientistas, o potencial de Kamchatka é estimado em 5000 MW e apenas 80 MW de energia são gerados por ano. Também existem estações geotérmicas nos territórios de Kuriles, Stavropol e Krasnodar..


Biocombustíveis


O nosso país é um dos três exportadores de pelotas no mercado europeu. Existem fábricas na Rússia que criam pellets e briquetes a partir de resíduos de madeira, usados ​​para aquecer caldeiras e fogões..

Os resíduos agrícolas são convertidos em combustíveis líquidos e biogás para motores a diesel. Mas o gás do aterro não é usado, é simplesmente jogado na atmosfera, causando danos ao meio ambiente..

Empresas de energia renovável

instalação de painel solar

Maior investimento em energia renovável e apoio do governo ajuda muitas empresas a fazer negócios com sucesso.


First Solar Inc.


Esta empresa americana foi formada em 1990 e ficou famosa pela produção de painéis solares. Agora é a maior empresa que vende módulos solares, fornece equipamentos e é responsável pelo serviço técnico..


Vestas Wind Systems A / S


O mais antigo fabricante de turbinas eólicas da Dinamarca. A empresa foi fundada em 1898 e, até o momento, conseguiu instalar mais de 60 mil turbinas eólicas em 63 países. Vestas vende geradores únicos, estações completas e dispositivos de serviço.


Atlantica Yield PLC


Esta empresa sediada em Londres possui linhas clássicas de energia, parques eólicos e solares na América do Norte, Espanha, Argélia, América do Sul e África do Sul..


ABB Ltd. Asea marrom boveri


Uma empresa sueco-suíça conhecida por motores automotivos, geradores e robótica. Desde 1999, a marca concentra-se na conversão de energia solar e eólica. Em 2013, a empresa tornou-se líder global em equipamentos de energia fotovoltaica.

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