Aula 02.1 - Fontes de geração e distribuição de energia elétrica

Por mais que a gente não se dê conta em nosso dia a dia, hoje vivemos em um mundo onde não é possível sobreviver sem energia elétrica. Ela está presente em nosso trabalho, em nossa casa e até mesmo nos mais simples momentos de lazer. Um show na capital paulista, por exemplo, vai precisar de energia elétrica, pois sem ela o palco não poderia ser iluminado e nem a música sairia das caixas de som.

Figura 01 - Fontes de energia

Sendo assim, ao longo dos anos, o homem foi descobrindo várias e várias formas de gerar energia. Algumas delas podem durar para sempre, mas outras necessitam de recursos que são finitos. Essa divisão é feita em energia renovável (aquelas que são constantemente reabastecidas pela natureza) e energia não-renovável (aquelas que não se renovam em um prazo útil).
Por isso, é importante conhecer quais são as formas possíveis dentro de cada uma delas para que possamos usar com mais sabedoria os nossos recursos. Em um mundo ideal, todas as formas de geração de energia seriam renováveis, mas ao menos por enquanto esse é um sonho distante de se tornar realidade.

Figura 02 - Energia eólica

Energia eólica - Trata-se da energia produzida a partir da força do vento. Embora seja um recurso energético inesgotável, quase nenhuma região do mundo têm uma quantidade de ventos suficiente para que possa gerar energia exclusivamente sob essa forma. O grande problema fica por conta do alto custo dos recursos necessários para a implantação de uma usina eólica. Em contrapartida, os impactos ambientais são baixos.

Figura 03 - Energia solar fotovoltaica

Energia solar - Essa é uma das formas de energia que têm se popularizado no Brasil. A energia gerada a partir do sol pode ser do tipo fotovoltaica ou térmica. A primeira usa células específicas para gerar o efeito fotoelétrico. A segunda utiliza o aquecimento de água para gerar vapor e, consequentemente, energia. Os custos ainda são elevados para a implantação, mas houve muita evolução nessa área na última década e redução de custos. A energia gerada nos módulos solares em corrente contínua é conectado ao inversor que converte em corrente alternada que poderá ser consumida na residência ou injetada na rede elétrica. Para isto o modelo de medidor utilizada nesta instalação é bidirecional, para medir a energia gerada fornecida injetada na rede elétrica (excedente do consumo) e fornecida pela concessionária de energia.

Figura 04 - Energia hidrelétrica

Energia hidrelétrica - Essa é a principal forma de energia utilizada no Brasil. Trata-se do aproveitamento da água dos rios para movimentar poderosas turbinas geradoras de eletricidade. A relação custo-benefício dessa modalidade é uma das melhores, mas nem todos os países têm a geografia necessária para se aproveitar esta modalidade. O impacto ambiental nas áreas de implantação pode ser alto, por isso é preciso uma série de estudos antes da construção de uma usina hidrelétrica.
Biomassa - Biomassa é toda matéria orgânica não fóssil, de origem animal ou vegetal, que pode ser utilizada na produção de calor, seja para uso térmico industrial, seja para geração de eletricidade e/ou que pode ser transformada em outras formas de energias sólidas (carvão vegetal, briquetes), líquidas (etanol, biodiesel) e gasosas (biogás). 

Figura 05 - Usina termoelétrica

A queima de substâncias orgânicas pode ser uma forma de geração de energia. Trata-se de uma forma de energia renovável, porque o dióxido de carbono produzido na queima dos materiais é reaproveitado pela própria natureza durante a fotossíntese. Esse é um processo ainda usado em pequena escala, e seus custos de implantação são altos, mas é apontado com uma das tendências para o futuro.
Fontes não-renováveis de energia
Em oposição às fontes renováveis, as fontes de energia não-renováveis são aquelas que se utilizam de recursos da natureza que são considerados finitos. Em outras palavras, isso quer dizer que vai chegar um ponto em que eles não vão mais existir e vamos ter que buscar outras formas de geração de energia.

Figura 06 - Usina Nuclear

Combustíveis fósseis - Os chamados combustíveis fósseis são aqueles cuja queima é capaz de gerar energia, seja para estações termoelétricas ou para veículos de qualquer porte. Os três tipos mais conhecidos de combustíveis fósseis são o petróleo, o carvão mineral e o gás natural, mas a lista é muito mais extensa.
Além de gerarem muita energia, os combustíveis fósseis também são apontados como um dos principais poluentes do mundo moderno. Sendo assim, hoje se busca utilizar mecanismos de redução dos gases emitidos pela queima do carbono, através de filtros e unidades de recuperação de vapor.
Energia nuclear - Também conhecida como energia atômica, a energia nuclear é obtida por meio da fissão nuclear de materiais radioativos, como o urânio-235. Embora sejam menos poluentes do que as usinas que utilizam combustíveis fósseis, os ambientalistas têm muita preocupação com os eventuais acidentes que podem ser causados em função do uso dessa tecnologia.
Dessa forma, muitos países vêm reconsiderando o seu uso, buscando novas formas de geração de energia que possam ser mais seguras e menos poluentes. Entretanto, esse é um processo de transição bastante lento e caro para todos os envolvidos. Dessa forma, o que se preconiza nos dias de hoje é que cada um de nós economize energia sempre, independentemente da forma como ela é gerada.

Distribuição de energia elétrica no Brasil

A distribuição de energia elétrica no Brasil é feita por meio de um sistema que integra produção, transmissão e consumidor final. 

O sistema constitui-se de uma rede complexa de elementos que tem por finalidade conduzir a energia desde o local de sua produção até o lugar onde será consumida. Esse sistema conecta unidades geradoras, vias de transmissão e distribuição e consumidores finais da energia elétrica.

Essa rede nem sempre foi integrada. No passado, antes do processo de industrialização intenso na região Sudeste do país, as linhas de transmissão e distribuição eram isoladas e visavam a atender as necessidades locais. Porém, a dimensão continental do Brasil, a urbanização, a industrialização e o aumento da demanda por energia elétrica em algumas regiões específicas, como no Sul e Sudeste, motivaram a integração do sistema de energia elétrica no país. Outro fator importante para essa necessidade de integração era que, em muitos casos, a produção de energia, em grande parte de origem hidrelétrica, não estava localizada próximo dos locais de maior consumo, como os grandes centros urbanos e as regiões industriais.

As empresas distribuidoras de energia (públicas ou privadas) são responsáveis pela entrega de energia e, assim como acontece com o sistema de transmissão, a distribuição é constituída por fios condutores, transformadores e equipamentos de medição, controle e proteção das redes elétricas. O sistema de distribuição é muito mais amplo e ramificado que o de transmissão, pois tem por objetivo chegar aos domicílios e empresas de todos os consumidores finais.

A composição das redes de distribuição possui linhas de alta, média e baixa tensão. A potência da energia distribuída e entregue pode ser dividida em:

• redes elétricas primárias - redes de distribuição de média tensão que, além do papel de distribuição, atendem a médias e grandes empresas e indústrias.
• redes elétricas secundárias - redes de distribuição de baixa tensão que atendem consumidores residenciais, pequenos estabelecimentos comerciais e iluminação pública.

O Brasil possui hoje cerca de 80 milhões de Unidades Consumidoras (UC) (ponto de entrega de energia com medição individualizada e correspondente a um único consumidor). A maior parte das Unidades Consumidoras (85%) são residenciais, contudo, a indústria é responsável por 35% do consumo de energia elétrica no país.

As redes de transmissão e distribuição de energia no Brasil seguiram a trajetória histórica do processo de urbanização e industrialização. Os maiores centros urbanos e as regiões industriais do país são os maiores consumidores de energia elétrica. Nesse sentido, a infraestrutura das redes de transmissão e distribuição foi direcionada para esses espaços.

No link a seguir há exercícios de aplicação: 04 - Lista de exercícios de Eletricidade básica.

Veja o vídeo da viagem da eletricidade: https://youtu.be/0Ve4aU07E8o

Fonte: Eletricidade, volume 1 / Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial. SENAI/DN, 2012. 184 p. il. (Série Eletroeletrônica).

© Direitos de autor. 2019: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 06/02/2019