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Mostrando postagens de Agosto, 2010

GEOTHERMAL ENERGY (5)

A energia geotérmica superficial é aquila obtida das camadas superiores da terra até uma profundidade de 400 metros, algo assim como 4 quarteirões. Nela aproveitamos as temperaturas de 7ºC até 12ºC as quais encontramos nos primeiros 100-150 metros da superficie terrestre. A energia é usada para calefação, comunmente com bomba de calor. Mas também pode-se usar como fonte de arrefecimento em ar-condicionado, neste caso é mais barato que o ar-condicionado convencional para prédios.
Os sistemas de aproveitamento da energia podem ser coletores geotérmicos, sondas geotérmicas, ou ainda pilares de energia.

Os Coletores Geotérmicos

Os coletores geotérmicos se instalam horizontalmente a uma profundidade de entre 80 até 160 centímetros, estão sujeitos às condições atmosféricas das camadas superficiais da terra. Absorvem o calor armazenado nelas através dum líquido portador de calor que circula por eles.

GEOTHERMAL ENERGY (4)

Uma vantagem da energia geotérmica é que ela independe da estação do ano e do estado do tempo, sempre está ali para nosso uso. Ë uma energia não sujeita às variações dos preços internacionais, como sim acontece com outros tipos de energia. Os sistemas geotérmicos não rouban muito espaço pois a maioria dos seus componentes são subterrâneos. Não requer a construção de barragens ou grandes reservatórios de combustível, nem desmatamento de florestas. Conforme a sua temperatura o calor gerado pode-se usar em redes térmicas de forma direta ou com maior temperatura para gerar energia elétrica. Estes sistemas podem ser grandes estações de produção ou estações locais.

No mundo todo –em mais de 75 paises- temos uma capacidade geotérmica instalada de 33.000 MW. Em paises como Alemanha, Italia, Indonesia, México, USA, o calor geotérmico faz parte do conceito energético desde há muitos anos. Conforme à profundidade de perfuração do poço podemos diferenciar entre energia geotérmica superficial …

GEOTHERMAL ENERGY (3)

Mas vocês estarão se perguntando como é possível aproveitar aquele fraco fluxo de calor de 0,063 W por m²?

Pois é, na realidade é muita pouca energia se comparada com a radiação solar média que recebe a terra, um kW por m². Acontece que há lugares do globo nas quais temos um gradiente muito maior daquele de 3 ºC por cada 100 metros, neles podemos ter 100 até 200ºC por kilómetro, é muito bom para se aproveitar!
Nesses lugares temos formações geológicas onde houve uma ascenção de magma, que logo ficou preso entre rochas vulcánicas em lugares próximos à superficie. As zonas de interés para a exploração são chamadas de jazidas geotérmicas. Desde o ponto de vista operativo deven ser jazidas nas quais seja possível o acesso pela superficie e onde a extração da energia geotérmica seja tecnológica e economicamente viavel.

O magma são rochas em estado líquido a muito altas temperaturas, é o que vemos nas eruções vulcánicas.

GEOTHERMAL ENERGY (2)

Da energia geotérmica existente na crosta da terra, a maior parte vem dos processos de descomposição radioativa que acontecem no seu interior e o restante vem dos tempos da formação da terra. O assunto começou aproveitando o vapor que surgia espontaneamente em algumas regiões do planeta, como por exemplo nas zonas vulcânicas. Ë possível fixar o ano de 1904 como data da primeira experiência prática feita por Conti na Italia. Na imagem podemos ver a estação de Larderello com uma potencia instalada de 500 MW (1 MW são um millão de vatios), ela opera até hoje.
Após disso foi desenvolvida uma tecnologia semelhante à do petróleo, e começarom os trabalhos de exploração e perfuração de poços geotérmicos para a extração de vapor e água quente.
O último patamar atingido foi a técnica de extração artificial de água, a qual envolve a injeção de água nas capas de rochas quentes, para logo aproveitar a água assim esquentada.

GEOTHERMAL ENERGY (1)

A “nossa” terra é uma fantástica fonte de calor, pois aproximadamente o 99 % dela tem uma temperatura maior aos 1000 ºC. A energia geotérmica então é proveniente do interior dela, a qual pode-se manifestar nas erupções dos vulcões, nos gêiseres, nas fontes de águas termais. Como é “nossa” é bom lembrarnos que estamos cá de passo, e que devemos deixar às futuras gerações um planeta que não atrapalhe a satisfação das suas necessidades…é claro que se a poluição continua a crescer e não conseguimos frear a mudança climática, isto não vai ser possível. Então este globo de uso compartilhado o podemos dividir para seu estudo em crosta, manto e núcleo.

A capa exterior –a crosta- tem uma profundidade de aproximadamente 30 km, sua temperatura vai crescer uns 3º C a cada 100 metros que vamos descendo, é o chamado de "gradiente térmico". Esta crosta está apoiada no manto cuja temperatura é maior a 1.200ºC. O manto está sobre o núcleo, é o coração da terra com uma temperatura de 5.000 ºC…

ENERGAIN (3)

As placas vêm nas medidas de 1,00 x 1,20 m e têm uma espessura de 5,3 mm. O peso é 4,5 kg a cada m².

A sua capacidade de armazenamento de calor é 170 kJ por cada quilograma de peso, na faixa de temperatura de 14ºC a 30ºC. Como a cada m2 pesa 4,5 quilogramas tenemos então 765 kJ por m2. Em resumo cada m2 da placa é capaz de armazenar a quantia de 211Wh, é quase equivalente a energia de 2 lâmpadas de 100w.

O fabricante garante o conforto no verão, pois é possível estabiliçar os efeitos da temperatura no quarto em até 7ºC. Também diz que pode reduzir o consumo em calefação em até 15%, e o do ar condicionado em até 35%. É facil de instalar, póde-se colocar em paredes ou telhados e não requer manutenção.

A segunda vamos começar a tocar o assunto da energia geotérmica. Bom fin-de-semana.

ENERGAIN (2)

As PCMs são susbstâncias que derretem e solidificam a certas temperaturas armazenando e lançando cantidades de energia: é o calor. No Energain com temperaturas baixo 18ºC a parafina fica no estado sólido, mas quando a temperatura dentro do cómodo atinge os 22ºC, devido aos ganhos solares ou ao incremento das temperaturas exteriores, acontece a mudança de estado e a parafina fica líquida, derrete-se. Para que isso aconteça ela vai roubar calor do ambiente interior, o qual fica armazaenado no painel. Não é um milagre não, é o que acontece quando você tira da geladeira uns cubinhos de gelo, estes absorven calor do ar e se derretem.

E ao invés quando o ambiente interior esfria e a temperatura chega aos 18ºC, a cera de parafina volta ao estado sólido, devolvendo ao cómodo o calor que antes havia absorvido dele.

ENERGAIN (1)

Vocês gostarian de morar numa casa com paredes que armazenam e lançan calor ao ambiente? Isso é possível com o painel Energain da Dupont de Nemours! Ë uma placa composta por 2 folhas de alumínio laminado com um miolo mistura de copolímero e cera parafina.

A cera de parafina é uma susbstância sólida, branca e traslúcida, sem cheiro e de fácil fussão. Ë uma mistura de hidrocarbonetos obtida da destilação do petróleo. É uma das susbstâncias chamadas de CPM phase change material, ou material que muda de estado físico.


TELHADO FOTOVOLTAICO (3)

O sistema de montagem é com perfis quadrados de alumínio autoportantes até 2,50 m, as telhas são fixadas com um sistema patenteado, a vedação consigue-se com juntas engrafadas protegidas dos raios UV. O fabricante garante o sistema por 5 anos; já a perfomance num 90% até os 10 anos, e num 80% até os 25 anos.

Vamos encerrar com uma boa notícia, é que o sistema permitia a venda da corrente gerada às companhias distribuidoras de energia elétrica a uma tarifa de € 0,60 o kWh no ano 2009 na França.

TELHADO FOTOVOLTAICO (2)

Estas telhas fotovoltaicas em sílice monocristalino têm forma de losango de 87x 87cm, a cada uma pesa 10,4 kg. O peso por m² do sistema completo são aproximadamente 16,5 kg. Estão fabricadas com vidro temperado de 6mm, têm resistência à neve, às geadas e ao vento. A sobreposição de 3 cm entre cada uma delas vai garantir uma perfeita vedação contra as chuvas, a declividade mínima é 5º; é possível colocar também telhas transparentes para possibilitar a iluminação natural. O sistema está aprovado pelo CSTB Centre Scientifique et Technique du Batiment, a entidade francesa que testa, avalia e certifica os produtos e os sistemas usados nas edificações, similar à Fundação Falcão Bauer no Brasil.

Este sistema de telhado pode-se usar em prédios novos, ou ainda em edificações existentes nas quais é possível a substituição das telhas ou pizarras existentes. Ë um sistema completo pois inclui as telhas, perfis, conexões especiais, cabos, inverter, caixa elétrica.

TELHADO FOTOVOLTAICO (1)

Você já imaginou morar numa casa com telhado que produz energia elétrica? Pois é, este telhado da imagem tem dupla função pois cobre a casa e também capta os raios solares para produzir eletricidade. Esta energia é consumida na casa e também é vendida à companhia distribuidora de energia elétrica. Trata-se do sistema SG Solar Sunstyle da Saint Gobain, o qual foi lançado na feira Batimat 2009 em Paris.

Nestas telhas a radiação solar é absorvida pelo sílice das células fotoelétricas, então pela assimetria das propriedades elétricas entre as 2 faces (uma dopada com boro e a outra com fósforo) desprenden-se elétrons gerando-se assim um campo elétrico. As células fotovoltaicas vão ligadas entre elas em série e paralelo para aumentar a pôtencia da corrente elétrica, formando assim os módulos fotovoltaicos, neste caso as telhas fotovoltaicas. A energia elétrica produzida é corrente continua a qual tem que passar por un inverter para virar assim corrente alternada que pode agora ser usada n…

HEAT PIPE (5)

Vamos ver agora o Vitosol 300-T o coletor de tubos de vazio com tecnologia Heat Pipe da fábrica Viessmann. A montagem do sistema é descomplicada, os coletores unen-se entre eles com conetores de tubo flexível de aço. É interessante também o sistema de união de cada tubo com a caixa coletora da parte superior, é a união seca: não há contato direto entre o vapor quente e a água fria. Isto vai permitir que no caso de quebra dum tubo o sistema siga funzionando, então é possível trocar o tubo que pifou com a instalação cheia de água. Os tubos têm o sofisticado sistema de encaixe, é só colocar-lo na posição correta e ouvir o “clic” que faz. Aliás esta caixa tem isolamento térmico para evitar as perdas de calor.

O trocador de calor é de duplo tubo patenteado Duotec, o podemos ver na imagem acima.

Tem ainda um control de temperatura que protege ao sistema do sobre-aquecimento quando a temperatura dos coletores é muito alta.

Para garantir a segurança e longa vida útil são empregados materiais r…

HEAT PIPE (4)

A temperatura da água esquentada vai depender da estação do ano e da altura do sol, a coisa boa é que estes heat pipe funzionan com radiação solar direta e difusa (com nuvens). Este tipo de coletores com tubos de vazio é o único capaz de providenciar temperaturas relativamente altas: 80º C o mais, apropriadas para determinados processos industriais e para calefação com radiadores convencionais. Por exemplo há processos nos setores da química, alimentação, tratamento de resíduos, nos quais é necessário água com temperatura entre 60 e 80º C onde pode-se usar o heat pipe até como pré-aquecimento. Lembremos que com os coletores de placa plana podemos alcançar temperaturas de 40 até 70º C, estas serven para a maioria das aplicações domésticas e do setor hoteleiro e hospitalar.

Também os heat pipe têm vantagens sobre os coletores de placa plana: nos dias de sol com vento não perdem calor pois os tubos de vazio são de fato verdadeiras garrafas térmicas.

A previsão da duração do heat pipe são…

HEAT PIPE (3)

Dentro do heat pipe temos um fluido –geralmente água e glicol- com ponto de ebulição baixo. Este líquido pelo calor do sol vai-se esquentar e vaporizar, então este gás quente sobe até o topo, logo alí transfere seu calor à água que o rodeia, é à água do reservatório da parte superior. O gás sobe por termossifão porque é mais leve, como sobe a fumaça dentro da chaminé da sua lareira por exemplo. No reservatório vai entrar água fria e vai sair água já esquentada, pois o topo do heat pipe está dentro do reservatório, acontecendo asim a transferência de calor do ponto quente –o gás- até o meio frio (a água). Mas o gás uma vez que perdeu seu calor vai-se condensar, então este líquido frio vai descer até o extremo inferior do heat pipe; este processo de vaporização e condensação com sua transferência de calor vai-se repetir indefinidamente.

HEAT PIPE (2)

Os coletores com tecnologia heat pipe chamados também “coletores de tubos de vazio”, compreendem um sistema de tubos onde circula um fluido capaz de se evaporar. Quando olhamos estes coletores envez de perceber uma placa coletora vamos ver este conjunto de tubos. Na realidade cada tubo são 2 tubos, o tubo exterior de vidro borosilicato de alta resistência, pois está sujeito a grandes diferenças de temperatura: a temperatura exterior no inverno e a temperatura do tubo. Dentro dele temos um outro tubo: é o condutor de cobre chamado de “heat pipe”. O espaço entre ambos dois está vazio -tal como numa garrafa térmica- para evitar as perdas de calor por condução e por convecção.