Energia Elétrica

 
Usina Hidrelétrica de Itaipu (Brasil-Paraguai)

Os avanços tecnológicos dos últimos séculos se mostraram de extrema importância para a sociedade moderna. Equipamentos eletroeletrônicos, como computador, televisão, aparelhos de som, condicionadores de ar, aquecedores e diversos outros equipamentos só existem graças à energia elétrica.

A descoberta das cargas elétricas por Tales de Mileto, na Grécia antiga, foi fundamental para a evolução tecnológica dos tempos modernos.

A energia elétrica é a capacidade de uma corrente elétrica realizar trabalho. Essa forma de energia pode ser obtida através da energia química ou da energia mecânica. Através de turbinas e geradores que transformam essas formas de energia em energia elétrica.
Ela é obtida através da aplicação de uma diferença de potencial entre dois pontos de um condutor, gerando uma corrente elétrica entre seus terminais. Hoje em dia a energia elétrica é a principal fonte de energia do mundo.
A principal função da energia elétrica é a transformação desse tipo de energia em outros tipos, como, por exemplo, a energia mecânica e a energia térmica.
Para calcularmos a energia elétrica usamos a equação:

Eel = P . ∆t

Onde:
Eel é a energia elétrica
P é a potência
∆t é a variação do tempo

No sistema internacional (SI), a energia elétrica é dada em joule (J), porém, a unidade de medida mais utilizada é o quilowatt-hora (kWh).
No Brasil, 98% da energia elétrica produzida vêm das usinas hidrelétricas, e o restante é a combinação das usinas nucleares (Angra I e Angra II) e das fontes de energias renováveis (Termoelétricas e energia Eólica).
As companhias energéticas utilizam o kWh para a medição do consumo de energia elétrica de um determinado estabelecimento. Para calcular a conta de energia elétrica, a companhia energética, multiplica o custo unitário do kWh pela quantidade de energia consumida durante o mês. Por exemplo:
Se o consumo no mês de maio foi de 120 kWh e o custo de 1 kWh é de R$ 0,48, a conta de energia referente a esse mês será de:
C = 120 x 0,48
C = R$ 57,60

Por Kleber Cavalcante
Graduado em Física

Energia Hidrelétrica

 
Esquema de funcionamento de uma hidrelétrica

A energia hidrelétrica é a obtenção de energia elétrica através do aproveitamento do potencial hidráulico de um rio. Para que esse processo seja realizado é necessária a construção de usinas em rios que possuam elevado volume de água e que apresentem desníveis em seu curso.

A força da água em movimento é conhecida como energia potencial, essa água passa por tubulações da usina com muita força e velocidade, realizando a movimentação das turbinas. Nesse processo, ocorre a transformação de energia potencial (energia da água) em energia mecânica (movimento das turbinas). As turbinas em movimento estão conectadas a um gerador, que é responsável pela transformação da energia mecânica em energia elétrica.

Normalmente as usinas hidrelétricas são construídas em locais distantes dos centros consumidores, esse fato eleva os valores do transporte de energia, que é transmitida por fios até as cidades.

A eficiência energética das hidrelétricas é muito alta, em torno de 95%. O investimento inicial e os custos de manutenção são elevados, porém, o custo do combustível (água) é nulo.

Itaipu, a maior hidrelétrica do mundo

Atualmente, as usinas hidrelétricas são responsáveis por aproximadamente 18% da produção de energia elétrica no mundo. Esses dados só não são maiores pelo fato de poucos países apresentarem as condições naturais para a instalação de usinas hidrelétricas. As nações que possuem grande potencial hidráulico são os Estados Unidos, Canadá, Brasil, Rússia e China. No Brasil, mais de 95% da energia elétrica produzida é proveniente de usinas hidrelétricas.

Apesar de ser uma fonte de energia renovável e não emitir poluentes, a energia hidrelétrica não está isenta de impactos ambientais e sociais. A inundação de áreas para a construção de barragens gera problemas de realocação das populações ribeirinhas, comunidades indígenas e pequenos agricultores. Os principais impactos ambientais ocasionados pelo represamento da água para a formação de imensos lagos artificiais são: destruição de extensas áreas de vegetação natural, matas ciliares, o desmoronamento das margens, o assoreamento do leito dos rios, prejuízos à fauna e à flora locais, alterações no regime hidráulico dos rios, possibilidades da transmissão de doenças, como esquistossomose e malária, extinção de algumas espécies de peixes.

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Energia Nuclear
Produção de material radioativo a partir de minerais.

Energia solar
Tipo alternativo de energia impulsionado pela luz do Sol.

Por Wagner de Cerqueira e Francisco
Graduado em Geografia

Energia Solar

 
Painéis de captação de luz solar.

Os constantes problemas ambientais causados pela utilização de energias não renováveis, aliados ao esgotamento dessas fontes, têm despertado o interesse pela utilização de fontes alternativas de energia.

A energia solar é uma boa opção na busca por alternativas menos agressivas ao meio ambiente, pois consiste numa fonte energética renovável e limpa (não emite poluente).

Sua obtenção ocorre de forma direta ou indireta.
A forma direta de obtenção se dá através de células fotovoltaicas, geralmente feitas de silício. A luz solar, ao atingir as células, é diretamente convertida em eletricidade. No entanto, essas células fotovoltaicas apresentam preços elevados. O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons (energia que o Sol carrega) incidem sobre os átomos, proporcionando a emissão de elétrons, que gera corrente elétrica.

Para obter energia elétrica a partir do sol de forma indireta, é necessária a construção de usinas em áreas de grande insolação, pois a energia solar atinge a Terra de forma tão difusa que requer captação em grandes áreas. Nesses locais são espalhadas centenas de coletores solares.

Normalmente, a energia solar é utilizada em locais mais isolados, secos e ensolarados. Em Israel, aproximadamente 70% das residências possuem coletores solares, outros países com destaque na utilização da energia solar são os Estados Unidos, Alemanha, Japão e Indonésia. No Brasil, a utilização de energia solar está aumentando de forma significativa, principalmente o coletor solar destinado para aquecimento de água.

Apesar de todos os aspectos positivos da energia solar (abundante, renovável, limpa, etc.), ela é pouco utilizada, pois os custos financeiros para a obtenção de energia são muito elevados, não sendo viável economicamente. Necessita de pesquisas e maior desenvolvimento tecnológico para aumentar sua eficiência e baratear seus custos de instalação.

Por Wagner de Cerqueira e Francisco
Graduado em Geografia

Energia Eólica

 
Turbinas de produção de energia Eólica

É crescente a preocupação com as fontes renováveis de energia em todo o mundo. A alta dos preços dos combustíveis fósseis, impulsionada pelo esgotamento das reservas de petróleo previstas para as próximas décadas, e os grandes períodos de estiagem, gerados pelo aquecimento global - que afetam diretamente as hidrelétricas - tem levado cientistas a pensarem cada vez mais em fontes de energias renováveis.

Dentre as fontes de energias renováveis, destaca-se a energia mecânica produzida pelos ventos, que vem contribuir significativamente para o atendimento das necessidades da população mundial, no que diz respeito à produção de eletricidade.

Há mais de 3000 anos, a conversão de energia cinética em energia mecânica vem sendo utilizada pela humanidade. Com grande importância na agricultura, os moinhos de vento tinham distintas funções, como o bombeamento de água para irrigação das plantações, por exemplo.

A utilização desse tipo de energia para a produção de eletricidade se deu na década de 1980, na Dinamarca. Desde a década de 1990, o setor de energia eólica vem apresentando um crescimento acelerado em todo o mundo, chegando a uma produção de 120 GW (gigawatt) ao final de 2008, segundo o Global Wind Energy Council (GWEC - http://www.gwec.net/index.php?id=8.).

No Brasil, ainda segundo a GWEC, a produção chegou aos 341 MW ao final de 2008.

As estimativas da Eletrobrás para a produção de energia eólica para o ano de 2009 é de 360 MW, o que ainda é pouco se comparado com quase 103 GW produzidos pelas hidrelétricas do país.

Por Kléber Cavalcante
Graduado em Física