AS FONTES DE ENERGIAS SUSTENTÁVEIS O SEU CUSTO E MODO DE PRODUÇÃO E A MELHOR PARA AS OBRAS PUBLICAS

 As energias renováveis são energias geradas por recursos naturais elas são cruciais para a sustentabilidade por reduzir emissões de gases de efeito estufa, combatendo o aquecimento global e a poluição do ar, e por usar fontes naturais e inesgotáveis que causam menor impacto ambiental ela se reestabelece naturalmente, sempre é renovável exemplos dela é a energia hidrelétrica. Aqui vamos ver os seus custos e como são os investimentos e o mais barato de se investir como a energia solar é mais barata, considerando o custo-benefício a longo prazo, pois o investimento inicial em um sistema fotovoltaico é compensado pela economia gerada na conta de luz ao longo de anos de uso. Além disso, a energia solar é uma fonte gratuita e inesgotável, e seu custo por geração tem diminuído com o avanço da tecnologia, tornando-a uma das fontes mais baratas do mundo em comparação com os combustíveis fósseis:

ENERGIAS SUSTENTÁVEIS E RENOVÁVEIS

A Energia Sustentável principal para uma cidade começar a mostrar que tem um Desenvolvimento Sustentável é a Energia Solar

A energia solar é fonte de energia eficiente e sustentável para o setor público é a energia solar fotovoltaica, que pode ser instalada nos telhados de prédios públicos, gerando economia e promovendo a sustentabilidade. Outras opções incluem a energia eólica e a de biomassa, que também são renováveis. A energia hidrelétrica já é a principal fonte do Brasil, mas sua dependência da chuva e o impacto ambiental são fatores a considerar. A energia solar no setor público oferece economia financeira por meio da redução de custos com eletricidade, especialmente na iluminação pública, além de promover a sustentabilidade e a segurança energética. Projetos de diferentes portes são viáveis, desde microgeração própria em prédios públicos até grandes usinas de geração compartilhada. O incentivo à adoção dessa tecnologia é impulsionado pela diminuição do custo dos painéis, linhas de financiamento acessíveis, e iniciativas de legislação e apoio de entidades como o SEBRAE e o Portal da Câmara dos Deputados.

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Como é gerada a energia hidráulica por meio da água dos rios e seus custos: está energia é gerada em usinas hidrelétricas, onde a força da queda d'água, que possui energia potencial, é convertida em energia cinética e depois mecânica ao girar turbinas. A rotação dessas turbinas aciona geradores que, por sua vez, transformam a energia mecânica em energia elétrica, que é então transmitida pela rede elétrica. Os custos da energia hidráulica variam; após a construção, que é cara, o custo de operação e manutenção é baixo, resultando em uma energia de baixo custo a longo prazo, como demonstram estudos recentes que indicam valores por volta de R$ 296,8/MWh em junho de 2024. No entanto, o custo pode aumentar em tempos de estiagem, forçando o uso de fontes mais caras como as usinas termelétricas, o que impacta a tarifa final ao consumidor e a necessidade de diversificação da matriz energética brasileira´

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Etapas do processo de geração:

Reservatório: Uma barragem é construída no rio para criar um reservatório e acumular água, aumentando seu nível e, consequentemente, sua energia potencial.

Canais e condutos: A água é liberada do reservatório por meio de canais e condutos forçados que a levam até as turbinas.

Turbinas: A força da água em movimento (energia cinética) faz girar as pás das turbinas.

Geradores: As turbinas estão conectadas a geradores que convertem a energia mecânica do giro em energia elétrica.

Transformação e transmissão: A eletricidade gerada é enviada a transformadores, que elevam a tensão para o transporte eficiente pela rede de transmissão até os consumidores.

Retorno da água: Após passar pela turbina, a água retorna ao leito do rio pelo canal de escoamento, com sua energia já utilizada.

 Como é  gerada a energia eólica (dos ventos): A energia eólica é a eletricidade gerada pela força dos ventos, usando aerogeradores que convertem a energia cinética do ar em energia elétrica. É uma fonte de energia renovável, limpa e sustentável, com potencial significativo no Brasil, especialmente no Nordeste. Embora ofereça vantagens como baixo custo e não poluição, sua geração depende da intensidade e frequência dos ventos, o que requer o uso de outras fontes para garantir a estabilidade da rede. O vento é um recurso inesgotável, e a geração de energia eólica não emite poluentes na atmosfera, ela contribui para a transição energética e a redução das emissões de carbono. O custo da energia eólica no Brasil tem um dos menores custos nivelados entre as fontes renováveis, em torno de R$ 90/MWh em locais ideais. O custo para montar uma torre eólica individual está entre R$ 4 e R$ 5 milhões, mas o valor total de um parque eólico depende da potência instalada e inclui mão de obra, componentes, transporte, instalação e manutenção. Esse valor inclui a fabricação dos componentes das torres, o transporte para o local da instalação e toda a mão de obra e infraestrutura necessária para o funcionamento do parque.

Etapas do processo de geração:

Vento: O calor do Sol aquece as massas de ar, criando as diferenças de temperatura e pressão que geram o vento.

Aerogeradores: O vento faz girar as pás dos aerogeradores.

Conversão: As pás giram um eixo que aciona um gerador, transformando a energia mecânica do movimento em energia elétrica.

Mas a energia eólica tem desvantagens como:

Intermitência: A geração de energia eólica é intermitente, pois depende da constância e intensidade dos ventos.

Impactos Locais: A instalação dos parques pode causar impactos visuais e sonoros, além de interferir na fauna local.

Como se gera a energia solar (do Sol): Tem 2 modos de se gerar está energia como gerar pela conversão direta da luz do sol em eletricidade (energia solar fotovoltaica) através das células semicondutoras de painéis solares, que criam um fluxo de elétrons chamado efeito fotovoltaico, ou pelo aproveitamento do calor do sol (energia solar térmica) para gerar vapor e acionar turbinas. A energia solar é uma das fontes renováveis mais baratas e eficientes do mercado. Com o aumento da demanda por energia sustentável, os custos de instalação de painéis solares também estão caindo. A principal vantagem é a redução drástica na conta de luz, o que, com o tempo, compensa o investimento inicial. A instalação de um sistema solar pode valorizar o imóvel, tornando-o mais atraente para futuros compradores.

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Como se gera a energia Solar Fotovoltaica (eletricidade)

Captação da luz solar: A luz do sol incide sobre os painéis solares, que são compostos por células fotovoltaicas feitas de materiais semicondutores, como o silício.

Efeito fotovoltaico: A energia da luz solar provoca a movimentação de elétrons dentro das células semicondutoras, criando um fluxo de eletricidade (corrente contínua).

Conversão para corrente alternada: Essa corrente contínua é enviada para um inversor, que a converte em corrente alternada (CA), a forma de eletricidade utilizada em residências e indústrias.

Distribuição: A energia elétrica convertida pode ser utilizada diretamente, armazenada em baterias ou enviada para a rede elétrica pública.

Como se gera a energia Solar térmica (calor):

Concentração da luz solar: Espelhos (heliostatos) refletem e concentram a luz solar em um receptor.

Aquecimento de fluido: A luz solar concentrada aquece um fluido térmico (como óleo) a altas temperaturas.

Produção de vapor: Esse fluido aquecido é usado para transformar água em vapor de alta pressão.

Acionamento de turbinas: O vapor é direcionado para uma turbina, que aciona um gerador elétrico, produzindo eletricidade.

Armazenamento de calor: Em algumas instalações, o calor pode ser armazenado em materiais como sais fundidos para gerar eletricidade mesmo sem sol.

a energia de biogás (gás de material orgânico): A energia de biogás é gerada pela digestão anaeróbica de materiais orgânicos, como resíduos agrícolas, esterco ou lixo, dentro de biodigestores, que são reatores sem oxigênio onde bactérias decompõem a matéria orgânica. Esse processo produz um gás chamado biogás, composto principalmente por metano (CH₄) e dióxido de carbono (CO₂). O biogás é então capturado e utilizado em geradores ou turbinas, onde o metano é queimado para gerar calor e, consequentemente, eletricidade ou energia mecânica. A principal aplicação, pode ser usada para consumo na própria propriedade ou para ser injetada na rede elétrica, também pode ser purificado para se tornar biometano, um gás com qualidade similar ao gás natural, podendo ser usado como combustível veicular ou injetado na rede de gás natural. Temos a energia térmica liberada pode ser usada em diversas aplicações. Os custos da energia de biogás incluem o investimento inicial em biodigestores e equipamentos de geração de energia, o custo de manutenção dos equipamentos e um custo variável associado à logística da biomassa e infraestrutura para injeção na rede, caso o objetivo seja vender a energia ou o biometano. A viabilidade econômica depende do porte do projeto e do retorno sobre o investimento, que pode ser positivo devido às economias geradas e à venda da energia ou do biogás.

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Etapas para se gerar a energia de biogás:

Coleta e Preparação do Material: Resíduos orgânicos de diversas fontes (animais, vegetais, lixo urbano, lodo de esgoto) são coletados.

Biodigestão Anaeróbica: Esse material é colocado em biodigestores, que são ambientes sem oxigênio, onde micro-organismos (bactérias) o decompõem.

Produção do Biogás: Durante a digestão, as bactérias transformam a matéria orgânica em biogás, uma mistura de gases com alto teor de metano.

Captura do Gás: O biogás produzido é armazenado e capturado nos próprios biodigestores.

Geração de Energia: O gás é levado a motores ou turbinas de cogeração, onde o metano é queimado. A energia química do metano é convertida em energia mecânica, que movimenta um gerador, produzindo eletricidade.

Aproveitamento do Calor: O calor residual da combustão pode ser usado para aquecimento de água, processos industriais ou aquecimento de edifícios, tornando o sistema mais eficiente.

 Gerando e a energia geotérmica (que vem do calor da Terra): A energia geotérmica é produzida ao explorar o calor do interior da Terra através de poços perfurados para acessar água quente e vapor. Esse vapor é usado para girar turbinas conectadas a geradores, produzindo eletricidade. A energia geotérmica é uma fonte renovável, pois se origina do calor constante do planeta. A água quente e o vapor podem ser usados diretamente para aquecer edifícios, estufas e piscinas, sem a necessidade de gerar eletricidade. Os custos da energia geotérmica, embora historicamente altos devido à complexidade da implantação e perfuração de poços, são compensados por baixos custos de operação e manutenção a longo prazo. O custo nivelado de eletricidade (LCOE) pode variar, mas o investimento é recuperado e a fonte oferece eletricidade estável e com menor variação de preço do que os combustíveis fósseis. A viabilidade econômica está aumentando devido ao desenvolvimento de novas tecnologias, como os sistemas geotérmicos melhorados, e ao apoio governamental e privado.

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Etapas para gerar a energia geotérmica fazendo a captação do calor:

Reservatórios geotérmicos: As usinas geotérmicas são construídas em locais com abundância de vapor e água quente, que são aquecidos pelo calor do interior da Terra.

Perfuração de poços: Poços são perfurados a profundidades consideráveis para alcançar esses reservatórios subterrâneos

Gerando a eletricidade depois da captação do calor:

Extração de água e vapor: O vapor ou a água quente são bombeados para a superfície.

Acionamento de turbinas: O vapor é direcionado para girar as pás de uma turbina, que está conectada a um gerador.

Produção de eletricidade: O gerador, ao ser acionado pela turbina, converte a energia mecânica em energia elétrica.

Estas são as energias renováveis mais conhecidas e utilizadas atualmente.

Principais contribuições para a sustentabilidade

 Mitigação das mudanças climáticas

Estas energias não geram gases de efeito estufa que são geradas partir de fontes como o sol, o vento e a água não emitem dióxido de carbono (CO2) ou outros GEE, diferentemente dos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás). Isso contribui diretamente para a redução do aquecimento global.

A diminuição da queima de combustíveis fósseis reduz a poluição atmosférica, melhorando a qualidade do ar que respiramos e minimizando problemas de saúde associados.

 Preservação dos recursos naturais

Proteção de recursos finitos: Ao utilizar fontes inesgotáveis ou naturalmente renováveis, como a energia solar e a eólica, evitamos o consumo de recursos limitados como o petróleo e o carvão, que levam milhões de anos para se formar.

Baixo impacto ambiental: A instalação e a operação de usinas de energia renovável tendem a causar menos danos à fauna e flora locais em comparação com a extração e o transporte de combustíveis fósseis.

 Desenvolvimento econômico e social

Geração de empregos: O setor de energias renováveis tem se tornado um grande gerador de empregos, impulsionando o desenvolvimento econômico por meio da fabricação, instalação e manutenção de sistemas.

Acesso à energia: Tecnologias como painéis solares podem levar eletricidade a comunidades remotas e isoladas, promovendo maior autonomia e qualidade de vida para populações que não teriam acesso a redes de energia tradicionais.

Diversificação da matriz energética: O investimento em fontes alternativas aumenta a segurança energética de um país, reduzindo a dependência de uma única fonte ou de combustíveis importados, que podem sofrer flutuações de preço.

Construção de resiliência

Adaptação e resiliência climática: As energias renováveis podem ajudar as comunidades a se adaptarem aos impactos das mudanças climáticas. Por exemplo, podem fornecer energia a serviços essenciais, como hospitais e sistemas de alerta precoce, durante eventos climáticos extremos.

Descentralização energética: A possibilidade de gerar energia de forma distribuída (como painéis solares em residências e empresas) aumenta a resiliência do sistema energético como um todo, tornando-o menos vulnerável a falhas centralizadas.

As energias renováveis não apenas oferecem uma alternativa mais limpa e inesgotável para a produção de energia, mas também são um pilar fundamental para o desenvolvimento sustentável, equilibrando as necessidades econômicas e sociais com a proteção do meio ambiente para o futuro.