O evento tem como objetivo fomentar o debate técnico com profissionais da área sobre ações a serem tomadas de modo a garantir confiabilidade do sistema de média tensão.

Matriz Elétrica Brasileira

O Brasil tem destaque no cenário mundial por possuir sua matriz baseada em energias renováveis, neste cenário e geração Eólica e Solar tem ganhado destaque nos últimos anos.

O aumento da participação destas fontes na nossa matriz energética, fica claro quando analisamos os dados da oferta de energia elétrica no Balanço Energético Nacional. Podemos verificar, por exemplo, o crescimento na última década da geração Eólica de 0,4% para 8,8%, além da geração Solar que não era nem citada, e hoje corresponde a 1,6% da nossa matriz.

Oferta de Energia Brasil

O artigo de Thays Marques destaca papel da região Nordeste na Geração Eólica. A principal razão por este destaque é sua localização geográfica, possuindo ventos constantes e intensos, como detalhado pelo Eng. Charles Pereira. Da mesma forma a Energia Solar vem atingindo números históricos nos últimos meses, como demonstrado por Gabriely da Silva.

Cenário Energético

A transição energética é influenciada acima de tudo, pelos 3D (Descentralização, Digitalização e Descarbonetação). Esta tendência, motiva as empresas e governantes a baixar as emissões de carbono, o que justifica este crescimento acelerado no mercado, segundo fontes do setor. Com investimentos de mais de R$ 207 bilhões na última década, o setor de energia limpa tem previsão de investimento de mais R$ 50 bilhões até 2030.

Redes de Média Tensão – RMT Eólica e Solar

As Redes de Média Tensão, tem papel fundamental no sistema de geração eólica. pois interligam os aerogeradores com as subestações. As Redes subterrâneas apresentam maior confiabilidade ao sistema, aumentando sua disponibilidade.

O principal objetivo do fórum é a discussão de melhores práticas, trazer tecnologia, além de incentivar estudos, discussão técnica, e troca de experiência. Daniel Bento, Diretor Executivo da Baur do Brasil, acredita que “é assim que se faz ciência, é assim que se consegue evoluir“.

Durante o evento, que acontece no dia 12 de Maio de 2022, em Natal-RN, especialistas brasileiros e internacionais do setor discutirão sobre o tema. A capital foi escolhida para sediar o evento, certamente por sua importancia na geração eólica nacional, concentrando cerca de 33% das usinas nacionais.

The post Redes de Média Tensão ganham evento de destaque! appeared first on Blog da Engenharia.

Os recursos e as inovações no setor da energia renovável vem ultrapassando barreiras com o objetivo de mitigar crises energéticas futuras e atual.

Bora falar de inovação?

Você já imaginou visitar uma fábrica flutuante movida a energia solar?

Pois bem, confere aqui essa, bem como outras invenções do universo da energia renovável que já se tornaram realidade!

1° fábrica flutuante movida a energia solar

O projeto da fábrica flutuante movida a energia solar faz uso da tecnologia off grid, visto que tem o armazenamento de energia com baterias B-Box. Esse projeto recebeu um investimento de quase R$ 20 milhões. Os estudos práticos visando os testes estavam previstos até o fim de setembro.

Portanto, com essa inovação, a fábrica que visa processar 20 toneladas de frutos é pioneira no Brasil. O projeto vem sendo desenvolvido pelas empresas de Transportes Bertolini e Valmont Solar.

Confira os impactos positivos na geração de emprego e renda da região!

Sabe alguma inovação da energia renovável envolvendo o setor eólico? confira a seguir!

O RN será o primeiro estado a produzir energia eólica offshore

A energia eólica é a segunda fonte predominante na matriz elétrica brasileira (ANEEL/ABSOLAR, 2021). Em território brasileiro, a energia solar eólica se desenvolve por meio da modalidade Onshore. Portanto, se desenvolve o projeto na terra, tendo com isso, abundantes parques eólicos contruídos e em contrução de forma exponencial.

Desde já, a modalidade Offshore é usada em diversos países, como o Reino Unido, que lidera a capacidade instalada da Europa, segundo a WindEurope. Porém, tal modalidade ainda será explorada no Brasil.

Diante da assinatura do memorando da governadora do RN e a Internacional Energias Renováveis (IER), O Complexo Eólico Offshore Ventos Potiguar poderá abranger cinco usinas com capacidade superior de 2,5 gigawatts e mais de 200 geradores.

Você outras inovações na energia renovável?

A corrida para o combustível do futuro

O hidrogenio verde vem sendo estudado e testado pela empresa Airbus. Essa empresa visa desenvolver aeronaves comerciais com o uso desse combustível. O abastecimento de aeronaves com energia solar ou eólica não se torna muito proveitoso, no momento, por carecer de baterias com grande capacidade de armazenamento e, ao mesmo tempo, serem provenientes de baixa densidade, leves.

Assim, a Airbus tem o objetivo de até o ano de 2035 desenvolver uma aeronave comercial que faz uso da tecnologia do hidrogenio verde. Dentro das metas propostas, até o mes passado, a mesma expôs três modelos de aeronaves, com design distintos. Afinal, o próximo passo será analisar e priorizar o melhor para que em 2035 execute vôos comerciais.

Dessa forma, o hidrogenio verde vem sendo testado, estudado e até ganhando a atenção das autoridades para regulamentar o seu uso no Brasil, através do Programa Nacional do Hidrogênio (PNH2).

Se interessou pelas inovações no universo da energia renovável?

Aguarde, em breve sairá a parte 2!

Até lá, visite o meu instagram! @eletrizandoo

Além de outros artigos aqui no BdE!

The post Futuro ou realidade? conheça as inovações no universo da energia renovável- Parte 1 appeared first on Blog da Engenharia.

Além disso, trata-se de uma fonte renovável de energia, contribuindo, portanto, para geração de energia limpa. Continue a leitura e confira  outros aspectos em relação ao grande potencial que o biogás possui para ser uma excelente alternativa sustentável para geração de energia elétrica.

Entendendo o que é o biogás

Sobretudo, o biogás é uma  mistura de gases, tendo como seus principais componentes o metano (CH4) e o dióxido de carbono (CO2). Sim, os dois principais gases de sua composição são altamente prejudiciais ao meio ambiente.

No entanto, o CH4 é mais prejudicial quando comparado aos efeitos do CO2 na atmosfera, visto que ele retém 28 vezes mais calor que o dióxido de carbono, aumentando assim o efeito estufa no planeta Terra.

Contudo, a composição do biogás pode sofrer variações devido a fatores como a temperatura e o material a ser digerido para sua geração. Tendo em vista que o material é um dos fatores que influencia a composição deste, é relevante citar a partir do que é possível obter este gás. 

A decomposição anaeróbia (ausência de oxigênio gasoso) da matéria orgânica irá gerar dentre seus outros produtos o biogás. Algumas das matérias orgânicas passíveis de gerar este gás, são:

• Fezes e estrume de animais;
• Resíduos sólidos urbanos (RSU) presentes em aterros sanitários;
• Esgoto.

Como gerar energia elétrica a partir do biogás? 

Basicamente a geração de energia elétrica a partir do biogás, é feita por meio de uma conversão da energia química do gás obtido no processo de decomposição anaeróbia, em energia mecânica por um processo de combustão. 

Confira a seguir como pode ser o desdobramento das etapas para geração de energia elétrica a partir do biogás, tendo como exemplo matéria orgânica proveniente de fezes e estrume de animais.

Além de obter energia elétrica e gás natural veicular ao final do processo, é possível obter também biofertilizante. Trata-se um subproduto obtido a partir da fermentação anaeróbica da matéria orgânica na produção de biogás. A utilização deste material proporciona às pastagens e lavouras ganhos de muitos nutrientes, e pode até ser capaz de substituir a utilização de agrotóxicos. 

O Brasil neste cenário 

O Brasil possui um grande potencial para explorar cada vez mais o biogás. Dentre os aspectos que sustentam esse ponto de vista, está o fato de termos matéria orgânica proveniente de fezes e estrume de animais, resíduos sólidos urbanos e esgoto em grande escala. 

Além disso, todas as matérias orgânicas citadas precisam de tratamento adequado visto que todas devem ter uma destinação final adequada devido ao potencial que todas possuem para serem prejudiciais ao meio ambiente.

Então por que não usar a obtenção de biogás alinhada aos tratamentos destas matérias orgânicas? Segundo o Panorama do Biogás no Brasil 2020, publicado pela CIBIOGÁS

O potencial nacional de produção de biogás bruto calculado pela ABiogás, é de 82,58 bilhões de metros cúbicos ao ano, considerando os setores sucroenergético, saneamento, proteína animal e produção agrícola.

Ao comparar este potencial com o atual cenário de produção de biogás brasileiro de 1,83 bilhão de metros cúbicos ao ano, constata-se que apenas 2% do total é aproveitado e que há oportunidade de expandir em 98% a produção de biogás no Brasil.

Dessa forma, é inegável o grande potencial que o Brasil possui. E dentre tantas motivações que poderiam ser mencionadas há as crises hídricas, que estão sendo cada vez mais corriqueiras. O biogás  tem potencial para protagonizar com êxito o processo de  diversificação da matriz elétrica do Brasil.

Referências: 

[1] CIBIOGÁS. Nota Técnica: N° 001/2021 – Panorama do Biogás no Brasil 2020. Foz do Iguaçu, Março de 2021

The post Biogás como alternativa sustentável para geração de energia elétrica appeared first on Blog da Engenharia.

No dia 8 de julho, o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) registrou um novo recorde referente a geração eólica instantânea. O seu recurso primordial, o vento, obteve um pico de 11.548 MW, por volta das 23h56.  Assim, esse valor se torna suficiente para grande parte do abastecimento da região, sendo esse valor expresso em 99,2%.

Você sabia que a energia eólica abastece a maioria da demanda de energia do Nordeste?

A partir da superação da perspectiva da geração de energia eólica, outros recordes recentes também foram registrados. Por parte dessa energia, foram produzidos 11.354 MW no dia 2 de julho, expressando 97% da demanda da região Nordeste. Ainda, no dia 26 de maio, houve um pico de geração de 10.612 MW, passando das 23h.

Até 15 de Junho de 2021, o Brasil atingiu a marca de 19,1 GW de capacidade instalada a respeito da energia eólica. Dia esse considerado o dia mundial do vento. (ABEEólica)

Infraestrutura

É um fato que o Brasil vem avançando na geração de energia eólica. Para que isso ocorra, hoje o país conta com uma infraestrutura composta de mais de 8.500 geradores, mais de 720 parques eólicos e está presente em 12 estados brasileiros. Ou seja, a energia eólica é a segunda maior fonte da matriz elétrica brasileira.

Logo, você pode se perguntar: o que significa isso na realidade? Os dados presentes nos parágrafos anteriores, expressam o abastecimento de 28,8 Milhões de residências mensalmente. Portanto, 86,4 Milhões de pessoas são beneficiadas por essa fonte de energia limpa e sustentável.

Quais são os estados que lideram a energia eólica?

Segundo a ABEEólica, o Rio Grande do Norte lidera o ranking de potência, parques e aerogeradores eólicos, visto que o mesmo possui 5.574,8 MW, 191 parques e 2.444 aerogeradores. Em seguida, se posicionam os estados da Bahia, Ceará, Piauí e Rio Grande do Sul.

Sendo assim, o Rio Grande do Sul é o quinto estado com maior potência, parques e aerogeradores do Brasil, além de ser o primeiro da região Sul. 

Investindo para o futuro

Os investimentos feitos na geração de energia eólica vem a partir de duas frentes: ampliação da diversificação na matriz e benefícios. A partir disso, podem ser citados alguns benefícios, como: sem emissão de CO2, contribuição para o aumento de renda da população local e aumento do PIB (Produto Interno Bruto), além do IDHM (Índice de Desenvolvimento Humano do Município).

Os investimentos no setor eólico, até o ano de 2020, podem ser expressos em US$ 4 bilhões. Esse valor descreve 45% dos investimentos feitos no âmbito das energias renováveis brasileiras, como a biomassa, solar, PCHs e outras.

Quer saber mais sobre as demais energias renováveis? Confira tudo no @eletrizandoo

Também não deixe de conferir aqui!

The post Nordeste: superando expectativas na geração de energia eólica appeared first on Blog da Engenharia.

O Sistema Elétrico Nacional é baseado em um modelo centralizado de geração, no qual grandes unidades geradoras, geralmente hidrelétricas, situadas em locais afastados dos centros urbanos, são as responsáveis pelo fornecimento de energia.

A GD, por outro lado, busca solucionar alguns problemas relacionados ao modelo centralizado e dar ao consumidor a possibilidade de gerar sua própria energia.

Mas o que é a Geração Distribuída ?

A Geração Distribuída de Energia é o modelo de geração elétrica no qual as unidades de geração ficam próximas às unidades consumidoras.

Dessa forma, ao invés de ter um sistema elétrico composto por algumas unidades geradoras com maior potência instalada, temos um número bem maior de geradores com menor potência distribuídos próximos aos locais de consumo.

A entidade nacional responsável por atender às demandas políticas, técnicas e regulatórias relacionadas à GD é a ABGD (Associação Brasileira de Geração Distribuída.

A ABGD representa os mais diversos setores do sistema elétrico, com participação de provedores de soluções, distribuidores, fabricantes, acadêmicos, etc. Todos atuando de forma direta ou indireta na GD oriunda de fontes renováveis de energia.

Vantagens e desvantagens da GD

Com relação às vantagens e desvantagens da Geração Distribuída, aqui vão alguns exemplos:

Vantagens

1. Diminuição do custo com energia elétrica para o consumidor final, em especial os consumidores residenciais. Sendo o próprio gerador da energia, o consumidor se torna mais independente da distribuidora, pagando muitas vezes apenas o custo mínimo obrigatório da conta de energia, denominado no Brasil de “Custo de Disponibilidade”;
2. Incentivos fiscais dados por alguns governos;
3. Sistema de Compensação de Energia (ou net metering). Nesse sistema, o consumidor apresenta um medidor de energia bidirecional. Assim, quando a energia oriunda do sistema de geração distribuída não é consumida de forma imediata e não há um sistema de armazenamento, a energia é transferida para à rede e o medidor opera na direção contrária. Dessa forma, o valor cobrado na fatura de energia será relativo à diferença entre a energia consumida e a energia injetada na rede;
4. Redução das perdas nas linhas de transmissão e de distribuição;
5. Alcande de energia em áreas remotas.

Desvantagens

1. Aumento no custo de distribuição para as distribuidoras. Muitas distribuidoras não conseguem adequar seu sistema de distribuição aos requisitos impostos pelas normas;
2. Custos com redes inteligentes. No mundo todo, o desenvolvimento da GD é acompanhado pelo desenvolvimento das redes inteligentes (smart grids), que são essenciais para o controle em tempo real de sistemas tão dinâmicos;
3. Desafios técnicos devido ao aumento na complexidade da rede (fluxo de potência reverso, sincronismo, harmônicos, ilhamento, etc);
4. Dificuldade no planejamento estratégico de expansão dado que o crescimento da GD não é facilmente mensurado.

Cenário atual e o futuro da GD no Brasil

Antes de falar de alguns números da GD no Brasil, é importante mencionar a espinha dorsal desse modelo de geração no país com respeito à regulamentação, a Resolução Normativa 482/2012.

Essa Resolução estabelece as condições gerais para o acesso de sistemas de geração distribuída aos sistemas de distribuição de energia, além de abordar a Compensação de Energia, mencionada anteriormente.

Vale mencionar que a RN 482 passou por uma audiência pública no ano de 2019 a fim de receber contribuições para uma proposta de mudança.

Segundo dados da ABGD, o país fechou o mês de setembro deste ano com uma potência instalada de GD de 3.877 MW e 305.522 conexões. Dentre essas conexões, a maioria delas está na classe residencial de consumo.

Um aspecto interessante é que a energia solar fotovoltaica tem uma participação de 96% da GD no Brasil, seguida pelas fontes térmica e hidráulica com 2% de participação cada.

Espera-se que no futuro essa predominância da energia solar seja mantida, sempre com o apoio de regulamentações atualizadas e que garantam a sustentabilidade dos sistemas de Geração Distribuída.

Além disso, o desenvolvimento e implementação de Smart Grids continuará sendo de suma importância para a GD.

The post Geração Distribuída: presente e futuro appeared first on Blog da Engenharia.

Um fato curioso é o de que algumas fontes energéticas derivam da energia do sol de alguma forma. Os ventos, por exemplo, são formados a partir do aquecimento desigual da superfície terrestre. Da mesma maneira, a biomassa é altamente dependente da energia solar.

Nesse sentido, essa terceira parte da série de artigos sobre fontes renováveis busca apresentar os fundamentos da energia solar e alguns assuntos recentes envolvendo tal fonte.

Energia solar fotovoltaica

A energia solar pode ser dividida, de forma geral, em duas tecnologias: a fotovoltaica e a térmica.

A energia solar fotovoltaica é responsável pela conversão direta da radiação solar em eletricidade. Logo, o produto final desse tipo de tecnologia é sempre a produção de corrente elétrica.

Ainda sobre a tecnologia fotovoltaica, existem duas principais aplicações: sistemas interligados à rede (on-grid) e sistemas isolados (off-grid). Os sistemas interligados à rede são aqueles mais presentes nas residências, os quais podem injetar na rede a energia excedente.

Já os sistemas isolados não apresentam qualquer conexão com a rede de energia elétrica e a energia excedente produzida pelos painéis é armazenada em baterias.

De forma geral, os componentes de um sistema solar isolado são os seguintes: arranjo fotovoltaico (conjunto de painéis), banco de baterias, controlador de carga (responsável pelo gerenciamento da carga nas baterias) e um inversor (parar converter a corrente contínua gerada pelo arranjo em corrente alternada).

Vale mencionar que os sistemas isolados foram os primeiros a serem desenvolvidos e tinham o objetivo de levar eletricidade a locais onde as redes de distribuição não chegavam.

Esses sistemas foram primeiramente utilizados para alimentar eletricamente os satélites artificiais e sistemas de telecomunicação. Hoje, além dessas aplicações, é comum usá-los para o bombeamento de água em regiões isoladas.

Energia solar térmica

Em se tratando da energia solar térmica, seu objetivo é aquecer água ou algum outro fluido. Porém, essa tecnologia também permite gerar eletricidade de forma indireta (energia solar heliotérmica). Mais detalhes serão dados posteriormente.

A energia solar térmica é bastante conhecida por seu uso no aquecimento de água para banho. Alguns dos componentes desses sistemas para uso doméstico são os painéis solares, as tubulações e o reservatório térmico (boiler).

Para aplicações em grande escala com o objetivo de gerar eletricidade, é comum utilizar concentração. Para isso, são usados refletores parabólicos, por exemplo, os quais concentram a radiação solar em um ponto focal no qual fica localizado um fluido.

Essa concentração permite que o fluido atinja temperaturas bastante elevadas, transformando-se em vapor, o qual é utilizado para girar turbinas e então produzir eletricidade.

A intensidade da concentração é medida em número de sóis, alcançando até 100 sóis em sistemas de baixa concentração e mais de 1000 sóis em sistemas de alta concentração.

Vale dizer que a concentração é utilizada tanto por sistemas fotovoltaicos como sistemas térmicos e 1 sol equivale à irradiância de 1000 W/m².

Como funciona um painel fotovoltaico ?

O funcionamento de um painel desse tipo, como diz o próprio nome, é baseado no efeito fotovoltaico.

Esses painéis são formados por células fotovoltaicas fabricadas a partir de materiais semicondutores, como o silício. As células de um painel são conectadas por uma faixa condutora, de modo que todas estejam ligadas, formando um circuito.

De forma simplificada, a radiação solar (fótons), ao atingir essas células, faz com que haja um deslocamento dos elétrons, gerando corrente elétrica.

A corrente elétrica gerada é contínua. Logo, se os equipamentos a serem alimentados pelo painel necessitam de corrente alternada, é preciso que se tenha um inversor para realizar a transformação.

Avanços e desafios da energia solar

Como visto anteriormente, as células fotovoltaicas são formadas por materiais semicondutores, e a busca por novos materiais ou novas combinações de materiais é algo que vem avançando consideravelmente nos últimos anos.

Além do silício, material mais utilizado, existem células de Telureto de Cádmio (CdTe), Arseneto de Gálio (GaAs), Disseleneto de Cobre Índio e Gálio (CIGS), células orgânicas, entre outras.

Dentre essas células, temos as chamadas células de multijunção, as quais são formadas por camadas de diferentes materiais, em que cada uma das camadas é especializada em absorver uma parte do espectro solar, possibilitando eficiências superiores àquelas das células convencionais.

Ainda com relação à busca por maior eficiência, a associação de células de multijunção com concentração vem batendo recordes. Pesquisadores do Laboratório NREL dos Estados Unidos conseguiram uma eficiência de quase 50%.

Um assunto que vem sendo bastante discutido atualmente é o de Geração Distribuída (GD).

A GD consiste na geração de energia próximo às unidades consumidoras, e, no Brasil, segundo a Associação Brasileira de Geração Distribuída (ABGD), a participação da energia solar fotovoltaica na potência instalada de GD no país até julho deste ano foi de 95%.

Logo, nota-se a importância dessa fonte na transição energética para um modelo mais descentralizado e com fontes limpas e renováveis.

The post Fontes renováveis (Parte 3): Energia Solar appeared first on Blog da Engenharia.

Sendo a fonte de energia com a quarta maior participação na matriz elétrica brasileira no ano de 2019, representando  8,4% do total, o uso da biomassa no Brasil ainda tem bastante espaço para crescer.

Essa segunda parte da série de artigos sobre fontes renováveis busca apresentar informações gerais sobre a energia da biomassa e enfatizar sua importância na transição energética.

O que é Biomassa ?

Biomassa é toda matéria orgânica recente de origem animal ou vegetal usada com a finalidade de gerar energia.

O termo “recente” na definição de biomassa é importante, pois exclui os tradicionais combustíveis fósseis. Embora o carvão mineral, por exemplo, tenha origem vegetal, ele é resultado de transformações  que requerem milhões de anos para acontecerem. Logo, ele não é renovável.

De acordo com a sua origem, a biomassa pode ser classificada em: florestal (lenha), agrícola (soja, cana-de-açúcar) e rejeitos urbanos e industriais (biodegradáveis, no estado sólido ou líquido).

Os tipos de biomassa mais utilizados são a lenha, bagaço de cana-de-açúcar, papel, papelão, galhos e folhas de árvores, etc.

A energia da biomassa é bastante utilizada por usinas termelétricas, e o uso de sistemas de cogeração, que conciliam a geração de energia elétrica através da biomassa à produção de calor vem se tornando cada vez mais comum.

Biomassa e cogeração

Como dito anteriormente, a cogeração é responsável por utilizar o calor que era antes perdido para o ambiente durante geração de energia elétrica, fazendo com que a eficiência energética do sistema como um todo seja aumentada.

Através da cogeração, o aproveitamento da energia contida no combustível pode ultrapassar 80 %.

Um exemplo interessante de cogeração está presente em parte das usinas de cana-de-açúcar. Em um primeiro processo, o caldo da cana é usado para produção de etanol, e o bagaço que sobra é então utilizado como combustível em uma caldeira.

O calor oriundo da queima do bagaço serve para gerar vapor d’água, que por sua vez gira uma turbina na qual há um gerador elétrico acoplado, convertendo energia mecânica em elétrica.

Vale mencionar que algumas usinas de açúcar e álcool se tornaram autossuficientes em energia elétrica através dessa prática. Além disso, ainda existe a possibilidade de produzir etanol a partir do bagaço, o chamado etanol de segunda geração.

Processos de conversão da biomassa

Existem alguns processos para converter a biomassa em energia. Os principais são:

Combustão direta: na qual a queima da biomassa é realizada a altas temperaturas na presença abundante de oxigênio, podendo ocorrer em fogões (cocção de alimentos), fornos (metalurgia) e caldeiras, para produção de vapor.

Digestão anaeróbia: na qual consiste em decompor o material orgânico pela ação de bactérias. Ela ocorre na ausência de oxigênio e seu produto final é o biogás, composto basicamente de metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2).

Pirólise: técnica na qual converte um combustível sólido (normalmente lenha) em outro de maior conteúdo energético (carvão). Consiste no aquecimento do material entre 300 ºC e 500 ºC, na “quase ausência” de oxigênio, até a extração do material volátil. Seu principal produto final é o carvão vegetal.

Fermentação: técnica na qual os açúcares de plantas como milho, baterraba e  cana-de-açúcar são convertidos em álcool pela ação de microorganismos (geralmente leveduras). O produto final é o etanol na forma de álcool hidratado e, em menor escala, o álcool anidro (com menos de 1% de água). O primeiro é usado como combustível puro e o segundo é misturado à gasolina.

Biomassa no Brasil

Segundo o Balanço Energético Nacional 2020 (ano base 2019), o avanço da oferta de biomassa de cana e biodiesel em 2019 contribuíram para que a matriz energética brasileira mantivesse um patamar renovável muito superior ao observado no mundo.

Como dito anteriormente, a biomassa foi a quarta fonte de energia em participação na matriz, sendo a terceira entre as renováveis. Ficando atrás da hidráulica (64,9%) e da eólica (8,6%).

Com relação aos biocombustíveis, o Brasil foi um dos países pioneiros na produção de etanol. E instituições como a Embrapa desenvolvem pesquisas de referência internacional com respeito à produção de biocombustíveis sólidos.

Também chamados de briquetes, esses materiais sólidos podem ser usados como substitutos da lenha em fornos de restaurantes e caldeiras industriais. Os briquetes são obtidos a partir da compactação de materiais como serragem, bagaço de cana e casca de arroz.

Com respeito ao potencial brasileiro no uso da biomassa, o país é privilegiado pela sua extensão territorial, a qual permite uma exploração eficiente e sustentável da biomassa.

Além disso, dadas as proporções da indústria agrícola brasileira, é possível considerá-la uma grande geradora de resíduos, que, por sua vez, são importantes formas de biomassa para produção energética.

Não só os resíduos agrícolas, mas também os resíduos sólidos urbanos são produtos importantes para a geração de energia e precisam ser mais explorados.

Dado esse contexto, nota-se que a biomassa é uma fonte renovável bastante relevante para a transição energética brasileira, contribuindo para uma matriz energética mais renovável.

The post Fontes renováveis (Parte 2): Energia da Biomassa appeared first on Blog da Engenharia.

Buscando mostrar aspectos importantes de algumas fontes renováveis, essa primeira parte, de uma série de artigos, aborda a energia eólica e suas características.

A Energia Eólica ao longo do tempo

Há muito tempo o homem utiliza a força dos ventos para realizar certas atividades. Desde a moagem de grãos pelos persas, alguns séculos depois de Cristo, até a geração de eletricidade com os aerogeradores modernos. Sem contar o uso do vento para impulsionar embarcações, que datam de bem antes da Era Cristã.

Um aspecto importante a ser mencionado é a diferença na tecnologia empregada nos chamados moinhos de vento ao longo dos anos.

No início eles apresentavam em sua maioria eixos verticais. E depois, os moinhos de vento com eixo horizontal foram se tornando mais comuns (Obs.: mais informações no tópico “Tipos de aerogeradores”).

Por volta dos anos 1800, foi criado nos Estados Unidos um moinho de vento que ficou bastante conhecido no mundo inteiro, o moinho de Halladay. Ele apresenta várias pás e seu uso é voltado para o bombeamento de água.

Os aerogeradores como conhecemos hoje surgiram no século passado. Alguns países da Europa e os Estados Unidos foram pioneiros no desenvolvimento dessas máquinas.

O primeiro aerogerador de 1 MW entrou em operação em 1941, e hoje, tem-se notícias de aerogeradores para uso offshore (no mar) de mais de 10 MW, com diâmetros do rotor de mais de 150 metros.

Como os aerogeradores funcionam ?

O princípio de funcionamento de um aerogerador consiste na conversão da energia cinética do vento em energia elétrica.

O formato aerodinâmico das pás dos aerogeradores faz com que o vento, ao atingi-las, gere uma força que proporciona o giro do rotor.

O eixo que fica acoplado ao rotor apresenta baixa rotação. Então geralmente tem-se uma caixa multiplicadora, responsável por elevar a rotação a níveis compatíveis com o gerador elétrico.

É interessante dizer que os aerogeradores modernos apresentam controles importantes. O controle de pitch faz com que a pá gire em torno do seu próprio eixo, modificando a velocidade de rotação do rotor.

O controle de yaw é responsável por deixar o rotor sempre perpendicular à direção do vento. Dessa forma, o aerogerador consegue extrair a quantidade máxima de energia.

Tipos de aerogeradores

Como mencionado anteriormente, existem aerogeradores de eixo vertical e horizontal.

A força gerada quando o vento atinge as pás pode ser decomposta em duas componentes. Uma componente de arrasto (drag) e outra de sustentação (lift).

Os aerogeradores de eixo vertical de forma geral utilizam a componente de arrasto para girar o rotor. Por outro lado, os de eixo horizontal utilizam a componente de sustentação.

A utilização da componente de sustentação acaba sendo a opção mais eficiente. Logo, os aerogeradores que apresentam controle de pitch buscam maximizar a componente de sustentação e diminuir a de arrasto através da rotação da pá.

É importante mencionar que os aerogeradores de eixo vertical não necessitam de controle de yaw, uma vez que o giro do rotor independe da direção do fluxo do vento.

Energia Eólica no Brasil

A matriz elétrica brasileira é conhecida pela predominância das fontes renováveis de energia. Dentre essas fontes, a energia eólica tem grande destaque.

O primeiro aerogerador instalado no Brasil entrou em operação em 1992 em Fernando de Noronha, resultado da parceria entre o antigo Centro Brasileiro de Energia Eólica (CBEE) da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE) e a Companhia Energética de Pernambuco (CELPE), com financiamento do instituto de pesquisas dinamarquês Folkecenter.

No ano de 2009 foi realizado o primeiro leilão exclusivo para a fonte eólica e em 2019 as eólicas assumiram o segundo lugar na matriz elétrica, passando de aproximadamente 600 MW para 15,45 GW de capacidade instalada na última década.

Essa potência instalada deixa o Brasil no sétimo lugar no ranking mundial de capacidade instalada de energia eólica.

As regiões brasileiras que mais utilizam a força dos ventos para geração de eletricidade são a região Sul e Nordeste. Nessa última, estão instalados mais de 80 % dos parques eólicos nacionais.

É importante dizer que o Brasil apresenta ventos com características ideais para a geração de energia, resultando em centrais eólicas com alta produtividade.

O fator de capacidade (relação entre a produção efetiva e a capacidade máxima de produção em um mesmo período de tempo) médio das eólicas no mundo é de aproximadamente 25 %, enquanto a média nacional é superior a 40 %.

Nesse cenário, nota-se a importância da energia eólica para o país, gerando energia limpa e atraindo investimentos do mundo inteiro.

Avanços e desafios da Energia Eólica

Um dos avanços tecnológicos mais notáveis no setor eólico é a evolução do tamanho das máquinas.

Aerogeradores maiores conseguem captar ventos de maior intensidade, os quais ocorrem nas camadas mais elevadas da atmosfera, resultando numa maior geração de energia.

Essas máquinas maiores acabam sendo mais utilizadas na aplicação offshore, a qual apresenta em geral um maior recurso eólico se comparada a onshore devido aos ventos mais intensos em alto mar por falta de obstáculos.

Vários desafios são encontrados na aplicação offshore. Desde os desafios tecnológicos de desenvolver máquinas cada vez maiores e fundações seguras, por exemplo, até desafios logísticos no transporte de componentes tão grandes.

Além disso, no Brasil ainda não há uma regulamentação ambiental específica para tal aplicação. Isso faz com que projetos eólicos desse tipo encontrem dificuldades de implantação.

Com relação à área de materiais, na fabricação das pás dos aerogeradores, o material utilizado em geral é a fibra de vidro. Porém, atualmente vem sendo cada vez mais comum encontrar pás de fibra de carbono, sendo mais leves e resistentes.

Uma aplicação que já é comum em alguns países europeus mas que é rara no Brasil é o uso de aerogeradores de pequeno porte em ambiente urbano.

Embora essa aplicação apresente alguns pontos negativos como os ventos mais fracos na cidade por conta da presença de vários obstáculos e o ruído gerado pelas máquinas, ela se torna uma alternativa para os proprietários das residências que desejam gerar sua própria energia e não têm áreas livres para instalação em sua propriedade.

The post Fontes renováveis (Parte 1): Energia Eólica appeared first on Blog da Engenharia.

Sua participação chegou a mais de 80 % nos anos 80 e 90, e hoje representa pouco mais de 60%.

Embora a parcela correspondente às usinas hidrelétricas tradicionais ainda seja expressiva, o protagonismo  vem sendo perdido, e fontes renováveis como eólica e solar vem ganhando cada vez mais espaço.

Nesse contexto de penetração de energias renováveis não controláveis, o uso de Usinas Hidrelétricas Reversíveis (UHRs) vem sendo discutido atualmente no país como forma de contribuir para o equilíbrio entre a demanda e a geração no SIN (Sistema Interligado Nacional).

Mas, afinal, o que são as UHRs ?

As usinas hidrelétricas tradicionais convertem em energia elétrica a diferença de energia potencial de uma determinada massa de água ao transferi-la entre dois pontos situados em diferentes alturas.

As UHRs, por sua vez, possuem um sistema turbo-bomba, no qual permite bombear água do reservatório inferior para o superior, fazendo o processo reverso.

De forma geral, as UHRs podem ser divididas em dois tipos: de circuito aberto (quando a contenção no corpo d’água inferior é natural, podendo ser um lago, ou até mesmo rio) e de circuito fechado (quando o corpo d’água inferior é um reservatório construído).

Contudo, ainda existem distinções quanto a ciclos de operação, disposição dos reservatórios, tipo de água utilizado, entre outras.

Vale mencionar que as UHRs são consumidoras líquidas de energia, ou seja, a energia gasta para bombear água de volta ao reservatório superior é, em geral, maior que a energia gerada ao transportar água do reservatório superior para o inferior.

Logo, o bombeamento é feito em períodos de baixa demanda, quando a eletricidade é mais barata, e a geração é feita durante horas de alta demanda, evitando acionar usinas com maior custo, como as térmicas.

A viabilidade econômica das UHRs tem como fator determinante a diferença de valor da energia gerada e o custo da energia gasta no bombeamento.

Quais são as vantagens das UHRs ?

Com a inserção cada vez maior das renováveis de caráter intermitente no sistema elétrico nacional, como a eólica e a solar, é necessário que se tenha fontes de energia capazes de atender às demandas de ponta de maneira a complementar a potência gerada, em casos de necessidade, trazendo mais confiabilidade ao sistema.

Nesse cenário, as UHRs representam uma opção bastante promissora, podendo armazenar energia em sua forma potencial, e oferecê-la rapidamente ao sistema.

Como dito anteriormente, novos projetos envolvendo usinas hidrelétricas convencionais de grande porte são cada vez mais raros, e as UHRs podem ser uma alternativa a ser considerada, uma vez que nem todos projetos apresentam grandes reservatórios, diminuindo os danos ambientais envolvidos.

Além disso, um opção bastante interessante é a utilização de UHRs em conjunto com outra fonte de energia renovável como a eólica, de forma a usar a energia excedente da usina eólica para bombear água.

Quais são os desafios das UHRs ?

Um dos principais desafios das UHRs no Brasil é a falta de regulamentação que estabeleça mecanismos de contratação e remuneração dos investimentos por meio de tarifas justas, dado que as UHRs são empreendimentos de longo prazo e de capital intensivo.

Além disso, há a necessidade de estudos mais aprofundados com respeito a questões econômicas, sociais e ambientais para definir possíveis modelos de negócio.

Vale ressaltar que diversos agentes do setor elétrico brasileiro, como a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), EPE (Empresa de Pesquisa Energértica) e o ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico), juntamente com instituições como a UFRJ, por meio do GESEL (Grupo de Estudo do Setor Elétrico), estão promovendo discussões sobre as UHRs através de webinares, notas técnicas e trabalhos científicos, demonstrando o interesse do setor com relação a essa fonte de energia.

Esse movimento do setor favorece o desenvolvimento de uma futura regulamentação para as UHRs no país.

Usinas Hidrelétricas Reversíveis no Brasil e no mundo

Segundo o Global Energy Storage Databases (2017), o país que apresentava a maior capacidade instalada de UHRs era a China.

Além da China, Estados Unidos, Japão e países da Europa Ocidental como Portugal, Itália e Espanha apresentavam as maiores capacidades instaladas dessa fonte no mundo.

Segundo essa mesma fonte, na América Latina só havia uma única unidade em operação, no Chile.

No Brasil, as Regiões Sul e Sudeste apresentam hidrologia e topografia propícias para tais empreendimentos, sendo as regiões com mais chances de ter Usinas Hidrelétricas Reversíveis no futuro.

The post Conheça as Usinas Hidrelétricas Reversíveis (UHRs) appeared first on Blog da Engenharia.