Formas e fontes de energia renovavel

A maioria das tecnologias de energia renovável são alimentadas pelo sol. O sistema Terra-atmosfera está em equilíbrio tal que a radiação de calor para o espaço é igual a radiação solar recebida, o nível resultante da energia dentro do sistema Terra-Atmosfera pode ser descrito como o da "Clima" da Terra ".

A hidrosfera (água) absorve uma grande fração da radiação recebida. A radiação é absorvida em maior quantidade em baixas latitudes em torno do equador, mas essa energia é dissipada ao redor do globo sob a forma de ventos e correntes oceânicas. O movimento de onda pode desempenhar um papel no processo de transferência da energia mecânica entre a atmosfera e o oceano através do vento.

A energia solar é também responsável pela distribuição da precipitação que é explorada pelos projetos hidrelétricos e para o crescimento das plantas utilizadas para criar os biocombustíveis. O fluxo das energias renováveis envolvem fenómenos naturais, tais como luz solar, eólica, geotérmica e das marés, como a Agência Internacional de Energia explica: "As energias renováveis são provenientes de processos naturais que são constantemente reabastecidos. Nas suas várias formas, que deriva diretamente do sol ou a partir do calor gerado nas profundesas do interior da terra.

Incluídas na definição de calor e eletricidade geradas a partir de energia solar estão: a energia eólica, dos oceanos, hídrica, biomassa, geotérmica, de biocombustíveis e derivados de hidrogênio. Cada uma destas fontes tem características únicas que influenciam o modo como e onde elas são utilizadas.

A energia eólica pode ser usada para executar turbinas. Moderna turbinas eólicas gama geram cerca de 600 kW a 5 MW de potência nominal, embora as turbinas com potência nominal de 1,5 a 3 MW se tornaram as mais comuns para uso comercial. A potência de uma turbina é uma função do cubo da velocidade do vento , assim como a velocidade do vento aumenta, aumenta drasticamente a potência de saída das turbinas. As áreas onde os ventos são mais fortes e constantes são as preferidas para os parques eólicos. Por exemplo, uma turbina a 1 MW de capacidade com um fator de 35% só irá produzir uma média de 0,35 MW por hora assim em um ano, a produção seria 0,35 x24x365 = 3.066 MWh, em vez de 24x365 = 8.760 MWh. Dados on-line estão disponíveis para algumas localidades e o fator de capacidade pode ser calculado a partir da produção anual.

Globalmente, a longo prazo, o potencial técnico para produção de energia eólica é considerado cinco vezes o total atual da produção global, ou seja, 40 vezes a procura pela electricidade. Isto poderia exigir grandes quantidades de terreno a ser utilizado em turbinas eólicas, particularmente em áreas de maiores recursos de vento. A energia eólica é renovável e não produz gases com efeito de estufa durante a operação, tais como o dióxido de carbono e metano.

A enérgia hidráulica ou energia da água pode ser aprveitada e utilizada sob a forma de energia cinética, temperatura, salinidade. Como a água é cerca de 800 vezes mais densa do que o ar mesmo um lento fluxo de corrente de água pode produzir uma quantidade considerável de energia. A Eenergia hidroelétrica, termo geralmente reservado para os grandes barragens hidroelétricas, são instalações que normalmente produzem até 100 kW de potência. Elas são frequentemente utilizadas em zonas ricas em água. Existem muitas destas hidroelétricas em todo o mundo, incluindo várias que produzem cerca de 50 kW nas Ilhas Salomão.

A energia dos oceanos, energia das marés, utilizam a energia cinética das correntes marinhas oceanicas e convertem em energia térmica, utiliza a diferença de temperatura entre a superfície mais quente do oceano e o frio do interior. Para este efeito emprega se um motor térmico cíclico ainda não foi testado em campo em grande escala. Devido à alta densidade da água, cerca de oito centenas de vezes a densidade do ar, as correntes das marés podem ter uma grande quantidade de energia cinética. Vários protótipos comerciais foram construídos e mais estão em desenvolvimento.

Pode -se usar a enrgia das ondas que normalmente assumem a forma de estruturas flutuantes que se movem de um ponto fixo para outro. O poder das ondas chegou agora a comercialização.

A salinidade, energia obtida a partir da diferença entre a concentração de sal na água do mar e do rio, está em fase de investigação e ensaio.

A energia solar pode ser aplicada de muitas formas, incluindo: gerar eletricidade utilizando células solares fotovoltaicas, gerar eletricidade utilizando a energia solar concentrada, gerar eletricidade pelo aquecimento do ar aprisionado que gira turbinas em uma torre solar, gerar eletricidade para satélites em órbita, gerar hidrogênio utilizando celulas fotoeletroquímicas.

Pode - se tambem gerar calor através da utilização de energia solar nas chaminés. Calor em edifícios, de forma direta, através da energia solar passiva dos desenhos dos edifícios. Calor dos géneros alimentícios, através de fornos solares. Aquecer água ou ar para uso doméstico e aquecimento solar térmico para algumas necessidades utilizando painéis.

Biocombustíveis atraves das plantas, elas utilizam a fotossíntese para crescer e produzir biomassa, a biomassa pode ser usada diretamente como combustível ou para produzir biocombustíveis. Agronomicamente a biomassa produz combustíveis, como o biodiesel, etanol e bagaço, geralmente um subproduto do cultivo de cana de açúcar, que pode ser queimado em caldeiras ou motores de combustão interna.

Tipicamente o biocombustível é queimado para liberar suas energia química armazenada. Investigações sobre os métodos mais eficientes de conversão de biocombustíveis e outros combustíveis em eletricidade é uma área muito ativa de trabalho. O biocombustível normalmente o bioalcool, como o etanol ou o óleo como o biodiesel de óleos vegetais podem ser utilizados em modernos veículos, com pouca ou nenhuma alteração nos motores.

O biodiesel pode ser feito a partir de resíduos vegetais e animais virgens e óleos e gorduras. Esses oleos vegetais podem ser usados em motores diesel modificados. De fato, o motor diesel foi originalmente concebido para funcionar com óleo vegetal em vez de combustível fóssil. Uma grande vantagem do biodiesel é a redução das emissões de CO2, uma vez que todo o carbono emitido foi capturado durante a fase de crescimento da biomassa. A utilização do biodiesel também reduz as emissões de monóxido de carbono e outros poluentes de 20 a 40%.

Em algumas áreas o milho, cana-de-açúcar e alguns outros grãos são produzidas especificamente para produzir etanol, um líquido que pode ser utilizado em motores de combustão interna e células de combustível. O etanol está crescendo progressivamente na atual infra-estrutura energética. O biobutanol está sendo desenvolvido como uma alternativa ao bioetanol. Há crescentes críticas internacionais à produção de biocombustível em associação com culturas alimentares no que diz respeito a questões como segurança alimentar, impacto ambiental, desmatamento e balanço energético.

Outra fonte de biocombustível é o sorgo doce. Ele produz alimentos e combustível a partir da mesma cultura. Alguns estudos têm mostrado que a cultura seja positiva ou seja, a energia líquida que produz é maior do que a consumido na sua produção e utilização.

O residuo da cana-de-açúcar pode ser utilizada como um biocombustivel mais comumente usado diretamente como um combustível, produzindo 10/20 MJ / kg de calor. A biomassa também pode ser usado para alimentar bactérias, o que pode transformá-la em outra forma de energia como o hidrogénio, utilizando um processo fermentativo de produção de hidrogénio.

A maioria dos tipos de biomassa contêm energia. Mesmo o estrume ainda contém dois terços da energia consumida originalmente pela vaca. A energia coletada através de um biorreator é uma solução eficaz em termos de custos para a eliminação de problemas enfrentados pelos fazendeiros e pode produzir biogás suficiente para executar uma fazenda. Com a tecnologia atual, não é ideal a utilização como combustível de transporte. A maioria dos veículos de transporte requerem fontes de energia com alta densidade de potência, como a fornecida pelos motores de combustão interna. Estes motores exigem geralmente queimar combustíveis limpos, que são geralmente na forma líquida e em menor medida gas comprimido. Os líquidos são mais portáteis, porque podem ter uma alta densidade energética e podem ser bombeados, o que torna mais fácil o manuseamento.

Um tipo de biomassa muito utilizado é a madeira, que tem sido utilizada por milênios. Dois bilhões de pessoas atualmente cozinham todos os dias e aquecem as suas casas no inverno pela queima da madeira, que é um dos principais contribuintes para as mudanças climáticas provocadas pelo homem, o aquecimento global. A fuligem preta que está sendo feita a partir da Ásia para as calotas polares está levando ao derreter mais rápido das calotas no verão. No século 19, a queima de madeira contribuiu significativamente para a poluição do ar.

O carvão é uma forma de biomassa que foi compactada durante milênios para produzir uma fonte não-renovável, altamente poluente de combustíveis fósseis. A madeira e seus derivados podem agora ser convertidos através de processos tais como a gaseificação em biocombustíveis, tais como madeira, biogás, metanol ou etanol combustível, embora durante o desenvolvimento possa ser obrigado a tornar estes métodos mais baratos e práticos.