Cogeração de energia elétrica

     A palavra "energia" é definida por diversos autores, como "a capacidade de realizar trabalho", "energia não se cria se transforma" Com o desenvolvimento de novas técnicas e otimização do processo a co-geração de energia elétrica apartir do vapor tornou -se uma ferramenta fundamental para maior competitividade das intituições. 

     Segundo definição da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) a cogeração de energia é o processo de produção combinada de calor útil e energia mecânica, geralmente convertida total ou parcialmente em energia elétrica, a partir da energia química disponibilizada por um ou mais combustíveis. A co-geração trata-se da associação da geração simultânea combinada de dois ou mais tipos de energia, utilizando um único tipo de fonte energética, o calor.

     A cogeração de energia através da biomassa do bagaço de cana-de-açúcar não é nenhuma novidade. A queima do bagaço em caldeiras de vapor é largamente praticada pelas usinas para suprir o consumo próprio de energia elétrica na indústria, e algumas já disponibilizam o excedente para a comercialização direta ou para as concessionárias de energia elétrica.

     A venda de excedentes de energia elétrica produzida pela co-geração no setor sucroalcooleiro tem sido percebida como um negócio lucrativo pelos empresários, com prazos de retorno do investimento relativamente baixos, impactos ambientais insignificantes e algumas vantagens regulatórias em relação às fontes convencionais. Os números apresentados vêm demonstrar que o universo dos equipamentos passíveis de substituição por outros mais modernos e eficientes, com maior nível de pressão e temperatura, mostram um enorme potencial de geração no Estado de São Paulo, fortalecendo ainda mais a importância da cana na matriz energética. 

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De onde vem a energia elétrica?

     O video da TV Escola mostra um exemplo de como é o processo de produção e transmissão de energia elétrica até chegar as nossas residências:

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Diodo

     O diodo é um componente classificado como semicondutor. Ele é feito dos mesmos materiais que formam os transistores e chips. Este material é baseado no silício. Ao silício são adicionadas substâncias chamadas genericamente de dopagem ou impurezas. Temos assim trechos tipo N o e tipo P. A diferença entre os dois tipos está na forma como os elétrons são conduzidos. Sem entrar em detalhes sobre microeletrônica, o importante aqui é saber que quando temos uma junção PN, a corrente elétrica trafega com facilidade do treho P para o trecho N, mas não consegue trafegar no sentido inverso.

     O diodo possui seus dois terminais ligados às partes de uma junção PN. A parte ligada ao P é chamada de anodo, e a parte ligada ao N é chamada de catodo. A corrente elétrica trafega livremente no sentido do anodo para o catodo, mas não pode trafegar no sentido inverso. Por causa desta característica, os diodos são usados, entre outras aplicações, como retificadores. 

 Eles atuam no processo de transformação de corrente alternada em corrente contínua. 

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Eletricidade :o uso do neutro como terra

       A utilização do fio neutro como terra é condenada pelos eletricistas mais rigorosos. Apesar disso ela cumpre o papel básico do aterramento: mantém a carcaça em um pontencial baixo, de apenas alguns poucos volts. É correto porém que este tipo de ligação tem problemas que a deixam longe do ideal:
       a) A tensão do neutro pode ser elevada, caso exista queda de tensão muito grande ao longo da fiação.  No nosso exemplo medimos 2,8 volts, mas em instalações ruins, esta tensão pode ser maior.
        b) Quando existem interferências na rede elétrica, que são sobrepostas ao fase e ao neutro, essas interferências são automaticamente transmitidas para o terra, portanto termos um terra “contaminado” por interferênicas.
        c) Se um eletricista distraído inverter as posições do fase e do neutro, teremos o fase ligado ao terra.
        d) Este tipo de conexão não é recomendável quando precisamos conectar equipamentos em rede, em salas diferentes, pois a diferença entre as tensões dos neutros resultará em diferença entre os terras.
        e) A eficiência dos filtros de linha será reduzida.
        Você poderá utilizar a ligação do neutro ao terra, desde que esteja a par desses problemas. Se for o caso, meça a tensão do neutro e não o use como terra se sua tensão for superior a 5 volts. Em caso de travamentos, podem estar sendo causados por interferências na rede e transmitidas ao terra. Preste atenção ao trabalho de eltricistas, verifique se os fios não são invertidos. Use somente quando todos os equipamentos estiverem ligados na mesma fiação.
        Se você tiver condições, dê preferência ao uso dos outros dois métodos de aterramento descritos aqui: usar um vergalhão / cano de metal ou puxar um fio de terra desde o quadro de disjuntores até os equipamentos.

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Geração de energia elétrica

     A existência da tensão é condição fundamental para o funcionamento de todos os aparelhos elétricos. As fontes geradoras são os meios pelos quais se pode fornecer a tensão necessária ao funcionamento desses consumidores. Essa fontes geram energia de vários modos:

Geração de energia elétrica por ação térmica

     Pode-se obter energia elétrica por meio do aquecimento direto da junção de dois metáis diferentes. Por exemplo se um fio de cobre e outro se encostam (liga de cobre e níquel) forem unidos por uma das extremidades e se esses fios forem aquecidos nessa junção, aparecerá uma tenção elétrica nas outras extremidades. Isso acontece porque o aumento da temperatura acelera a movimentação dos elétrons livres e faz com que eles passem de um material para outro, causando uma diferença de potencial.

     A medida de que aumentamos a temperatura na junção, aumenta também o valor da tensão elétrica na outra extremidade.

     Esse tipo de geração de energia elétrica por ação térmica é utilizado num dispositivo chamado par termoelétrico, usado como elemento sensor nos pirômetros que são aparelhos usados para medir temperatura dos fornos industriais.

Geração de energia por ação da luz:

     Para gerar energia por ação da luz, utiliza-se o efeito fotoelétrico. Esse efeito ocorre quando irradiações luminosas atingem um fotoelemento. Isso faz com que os elétrons livres da camada semicondutora se desloquem até seu anel metálico.

     Dessa forma o anel se torna negativo e a placa base, positiva. Enquanto dura a incidência da luz, uma tensão aparece entre as placas. O uso mais comum desse tipo de célula fotoelétrica é o armazenamento de energia elétrica em acumuladores e bateria solares.

Geração de energia elétrica por ação mecânica: 

     Alguns cristais, como quartzo, a tumalina e os sais de Rochelle, quando submetidos a ações mecânicas como compressão e torção, desenvolvem uma diferença de potencial.

     Se um cristal de um desses materiais for colocado entre duas placas metálicas e sobre elas for aplicada uma variação de pressão, obteremos uma ddp produzida por essa vaiação. O valor da diferença de potencial dependerá da pressão exercida sobre o conjunto.

     Os cristais como fonte de energia elétrica são largamente usados em equipamentos de pequena potência como toca discos, isqueiros chamados de eletrônicos e os acendedores do tipo Magiclick.

Geração de energia por ação química

     Outro modo de se obter eletrecidade é por meio de ação química. Isso acontece da seguinte forma: dois metais diferentes como cobre e sinco são colocados dentro de uma solução química composta de sal ou ácido sulfúrico, constituindo-se de uma célula primária.

     A reação química etre a solção e os metais vai retirando os elétrons do zinco. Estes passam pela solução e vão se depositando no cobre. Dessa forma, obtem-se uma diferença de potencial, ou tensão, entre os bornes ligados de zinco (negativo) e no cobre (positivo).

     A pilha pode ser citada como exemplo dessa geração de energia.

Geração de energia por ação magnética

 

     O método mais comum em geração de energia elétrica em larga escala é por ação magnética.

     A eletrecidade gerada por ação magnética é produzida quando um condutor é movimentado dentro do raio de ação d um campo magnético. Isso cria um ddp que aumenta ou diminui com o aumento ou diminuição da velocidade do condutor ou da intensidade do campo magnético.

      A tensão gerada por este método é chamada de tensão alternada, pois suas polaridades são variáveis, ou seja, se alteram.

     Os alternadores e dínamos são exemplos de fonte geradoras que produzem energia elétrica por ação magnética.




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