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Apresentação 1– ENERGIA
ELÉTRICA: FONTES E TIPOS
Fontes (renováveis e não renováveis) e
tipos de energia
Circuito elétrico
2
Energia
Energia pode ser entendida como a capacidade de realizar um trabalho: uma forma de
energia pode ser transformada em outra.
No bate-estaca, usado na construção
civil, um peso é levantado por um motor
elétrico e solto sobre uma estaca que
precisa ser enterrada no solo.
Os números indicam as transformações
de energia.
3
Formas de energia
4
Fontes de energia
As fontes de energia estão relacionadas a vários recursos e, dependendo de sua
origem, podem ser classificadas como fontes não renováveis ou fontes renováveis.
Fontes renováveis
Fontes não renováveis
• Carvão mineral
• Petróleo
• Gás natural
• Hídrica
• Solar
• Eólica
• Geotérmica
• Biomassa
• Oceânica
Sua taxa de consumo é superior a
seu processo natural de reposição
no ambiente. Podem se esgotar.
Consideradas inesgotáveis, pois, ao
serem usadas, se renovam
constantemente na natureza.
5
Carvão mineral
O carvão mineral é uma rocha sedimentar de origem fóssil formada por transformações de
restos vegetais soterrados há milhões de anos, sob condições específicas de temperatura e
pressão.
6
Petróleo e
gás natural
O petróleo e o gás natural também
são produtos de origem fóssil; sua
formação leva milhões de anos. Por
isso, essas fontes de energia são
consideradas não renováveis.
7
Energia hidráulica
A energia hidráulica é aquela associada ao movimento da água. Ela é empregada no funcionamento
de rodas-d’água, monjolos e usinas hidrelétricas, que podem ser de diferentes tamanhos.
8
Energia oceânica
Os oceanos também são uma fonte de
energia renovável. A energia associada
ao movimento das ondas, por exemplo, é
denominada ondomotriz e já é utilizada
na geração de energia em diferentes
países, inclusive no Brasil. Existe
também a energia associada ao
movimento das marés, a energia
maremotriz.
Representação simplificada de um modelo de usina que emprega energia maremotriz. 9
Energia solar, eólica e biomassa
Energia solar
• Usinas fototérmicas utilizam o
calor do Sol para aquecer água
e produzir vapor, que
movimenta as turbinas.
• Outras usinas empregam
painéis fotovoltaicos para
conversão direta de energia
solar em energia elétrica.
Energia eólica
• Associada aos ventos.
• Geradores eólicos captam a
energia dos ventos e
transformam em energia
elétrica.
Energia da biomassa
• Qualquer matéria orgânica
disponível de forma renovável:
lenha, carvão vegetal, bagaço
de cana e biocombustíveis.
• É comum a presença de usinas
termelétricas que empregam
bagaço de cana como
combustível.
10
Circuito elétrico
Um circuito elétrico é um conjunto de componentes conectados a uma fonte de
tensão e por onde pode passar uma corrente elétrica.
O gerador elétrico é a fonte
de energia elétrica para um
circuito (pilhas e baterias).
Corrente elétrica é o fluxo
ordenado das cargas elétricas
(representado pelas setas azuis).
O fio elétrico
estabelece o caminho
da corrente elétrica.
O interruptor liga e
desliga a passagem
da corrente elétrica.
11
Apresentação 2 – ENERGIA
ELÉTRICA: CONSUMO
Consumo e cuidados com energia elétrica
(classificação dos equipamentos elétricos
e cálculo do consumo)
12
Consumo de energia elétrica
• O ar-condicionado, o chuveiro elétrico, a geladeira e a
televisão são os aparelhos que mais consomem
energia elétrica ao longo do ano – inclusive no verão.
• Uma dica essencial para reduzir o consumo energético
e economizar na conta de luz é sempre comprar
eletrodomésticos e eletrônicos com selo Procel A.
• Isso porque esses são os equipamentos com o mais
alto nível de eficiência energética do mercado.
13
Consumo consciente
A energia elétrica tem custos ambientais e socioculturais,
por isso é importante usá-la conscientemente.
Veja a seguir alguns hábitos para o consumo consciente de
energia.
14
Potência elétrica e energia elétrica
Equipamentos elétricos funcionam consumindo energia elétrica e transformando-a em alguma
outra forma de energia. A energia elétrica que um equipamento consome (E) em certo tempo (t)
define sua potência elétrica, ou apenas potência (P).
Cada equipamento elétrico possui
uma potência específica e, para
estimar a energia elétrica consumida
por ele, deve-se verificar o tempo que
ele permaneceu em funcionamento.
15
Unidades de medida
60 W
No Sistema Internacional
de Unidades (SI), o valor
da potência é expresso em
watt (W).
Potência
O tempo decorrido é
expresso em horas (h).
Tempo
A energia elétrica
consumida é dada por
watt-hora (Wh).
Energia
Pelo grande consumo, costuma-
se utilizar a unidade de medida
quilowatt-hora (kWh).
16
Consumo de energia elétrica mensal
A energia elétrica consumida por uma residência resulta da soma da energia consumida por todos os
equipamentos elétricos que estiveram em funcionamento durante o período, considerando a potência do
equipamento e o tempo que ele permaneceu ligado.
17
Consumo de energia elétrica mensal
Pela relação E = P  t, calcula-se a energia elétrica consumida pelo equipamento em 1 dia.
Então, somam-se todos os consumos de energia elétrica em um dia.
ou 13,438 kWh
Em um mês (30 dias):
18
Conta de energia
elétrica
1. Informações referentes ao consumidor e os
principais dados da fatura.
2. Informações técnicas, como consumo total
(Total faturado) referente ao
tempo de medição daquele mês (Medido
número de dias), entre outras.
3. Avisos de débitos pendentes do consumidor.
4. Valor do consumo de energia nos últimos 13
meses.
1
2
3
4
19
Conta de energia
elétrica
5
6
7
5. Detalhamento do valor faturado:
– consumo de energia, medido em kWh, de cada bandeira
tarifária (verde, amarela e vermelha).
– Composição dos valores cobrados.
6. Indicadores de qualidade com limites determinados pela
Agência Nacional de Energia Elétrica
(ANEEL)
7. Valor total da fatura.
20
Apresentação 3 – ENERGIA
ELÉTRICA: USINAS GERADORAS
Usinas de geração de energia elétrica
21
Usina hidrelétrica
Usinas hidrelétricas transformam energia mecânica, relacionada ao movimento da água, em energia elétrica.
• É preciso construir uma barragem, que
formará um reservatório de água. A
água passa por grandes tubulações até
as hélices das turbinas, gerando sua
movimentação.
• Os geradores elétricos são acionados,
transformando a energia mecânica em
energia elétrica.
• A energia elétrica produzida é
distribuída pela rede de transmissão até
seus usuários.
• A água utilizada para movimentar a
turbina é devolvida ao rio.
22
Usina hidrelétrica
Vantagens Desvantagens
• Fonte renovável de energia
• Baixo custo de operação
• Reaproveitamento da água do reservatório
• Alto custo de implantação
• Necessidade de alagar grandes áreas
• Vegetais ficam submersos, e animais deixam seu
hábitat
• Comunidades da região são deslocadas para outro local
• Áreas agropecuárias podem deixar de existir
• Interferência no ciclo de vida dos peixes
• Prejudicada pelo período de estiagem
23
Usina termelétrica
Nas usinas termelétricas, temos a
transformação de energia térmica em
energia elétrica. O calor produzido pela
queima do combustível causa a vaporização
da água em alta velocidade até as turbinas,
fazendo-as girar. A energia mecânica do
movimento das turbinas é transformada
em energia elétrica no gerador elétrico.
24
Usina termelétrica
Vantagens Desvantagens
• Instalação próximo aos locais onde a
energia elétrica será utilizada
• Economia na transmissão
• Opção para países com escassez de outros
tipos de fontes de energia, como água,
vento ou incidência solar
• Uso de fonte não renovável (carvão e outros
combustíveis fósseis)
• Altas emissões de gases poluentes
• Intensificam o processo de efeito estufa
• Causam problemas respiratórios na população
• Descarte de água com altas temperaturas, que
prejudica o ambiente e os seres vivos
• Alto custo de operação (em comparação com
hidrelétrica)
25
Usina termonuclear
Também chamadas de usinas nucleares, são termelétricas
que usam como combustível materiais radioativos.
Quando sofrem uma
transformação, os núcleos dos
átomos de urânio liberam uma
grande quantidade de energia
térmica, que aquece a água do
reservatório. O vapor de água
passa pela turbina e é
transformada em energia
mecânica. No gerador, essa
energia é transformada em
energia elétrica.
No reator nuclear,
encontra-se o
material radioativo,
como o urânio.
26
Usina geotérmica
Funcionam com a energia térmica proveniente do interior da Terra. Grande parte das usinas geotérmicas é
construída em regiões de encontro entre placas tectônicas devido à presença do magma.
A água se infiltra no solo, desloca-se
entre as rochas e é aquecida,
gerando vapor a alta pressão, que
fica preso em reservatórios de
água subterrânea. Perfurações
feitas pelas usinas coletam esse
vapor e o direcionam para
movimentar turbinas, que acionam
os geradores elétricos para a
produção de energia elétrica.
27
Usina eólica
Na usina eólica, as hélices são movimentadas pelos
ventos, que acionam geradores elétricos
(aerogeradores). A energia mecânica se transforma
em energia elétrica.
Quando vários aerogeradores
são instalados em um local, é
comum denominá-lo parque
eólico. A energia elétrica
produzida pelo conjunto de
aerogeradores é enviada para
a rede de transmissão.
28
Usina oceânica
Usinas oceânicas, ou usinas de maremotriz, são aquelas que funcionam utilizando os
movimentos naturais das águas de oceanos e mares.
• Flutuadores se movimentam
com as ondas, movimentam
braços mecânicos e acionam
uma bomba hidráulica que
injeta água doce em um
sistema fechado de alta
pressão.
• O jato faz girar hélices de uma
turbina, que aciona o gerador
para produzir energia elétrica.
29
Usina solar
As usinas solares funcionam transformando radiação solar em energia elétrica. Existem dois tipos de usina
solar: de espelhos e de painéis fotovoltaicos.
• Os espelhos são posicionados de
modo que recebam a luz solar e
a reflitam para um único ponto
elevado sobre uma torre, onde se
encontra um receptor solar.
• A energia térmica é acumulada em
um fluido térmico (sal líquido) que
aquece a água e produz vapor, que
movimentará uma turbina e
acionará um gerador elétrico.
30

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  • 2. Apresentação 1– ENERGIA ELÉTRICA: FONTES E TIPOS Fontes (renováveis e não renováveis) e tipos de energia Circuito elétrico 2
  • 3. Energia Energia pode ser entendida como a capacidade de realizar um trabalho: uma forma de energia pode ser transformada em outra. No bate-estaca, usado na construção civil, um peso é levantado por um motor elétrico e solto sobre uma estaca que precisa ser enterrada no solo. Os números indicam as transformações de energia. 3
  • 5. Fontes de energia As fontes de energia estão relacionadas a vários recursos e, dependendo de sua origem, podem ser classificadas como fontes não renováveis ou fontes renováveis. Fontes renováveis Fontes não renováveis • Carvão mineral • Petróleo • Gás natural • Hídrica • Solar • Eólica • Geotérmica • Biomassa • Oceânica Sua taxa de consumo é superior a seu processo natural de reposição no ambiente. Podem se esgotar. Consideradas inesgotáveis, pois, ao serem usadas, se renovam constantemente na natureza. 5
  • 6. Carvão mineral O carvão mineral é uma rocha sedimentar de origem fóssil formada por transformações de restos vegetais soterrados há milhões de anos, sob condições específicas de temperatura e pressão. 6
  • 7. Petróleo e gás natural O petróleo e o gás natural também são produtos de origem fóssil; sua formação leva milhões de anos. Por isso, essas fontes de energia são consideradas não renováveis. 7
  • 8. Energia hidráulica A energia hidráulica é aquela associada ao movimento da água. Ela é empregada no funcionamento de rodas-d’água, monjolos e usinas hidrelétricas, que podem ser de diferentes tamanhos. 8
  • 9. Energia oceânica Os oceanos também são uma fonte de energia renovável. A energia associada ao movimento das ondas, por exemplo, é denominada ondomotriz e já é utilizada na geração de energia em diferentes países, inclusive no Brasil. Existe também a energia associada ao movimento das marés, a energia maremotriz. Representação simplificada de um modelo de usina que emprega energia maremotriz. 9
  • 10. Energia solar, eólica e biomassa Energia solar • Usinas fototérmicas utilizam o calor do Sol para aquecer água e produzir vapor, que movimenta as turbinas. • Outras usinas empregam painéis fotovoltaicos para conversão direta de energia solar em energia elétrica. Energia eólica • Associada aos ventos. • Geradores eólicos captam a energia dos ventos e transformam em energia elétrica. Energia da biomassa • Qualquer matéria orgânica disponível de forma renovável: lenha, carvão vegetal, bagaço de cana e biocombustíveis. • É comum a presença de usinas termelétricas que empregam bagaço de cana como combustível. 10
  • 11. Circuito elétrico Um circuito elétrico é um conjunto de componentes conectados a uma fonte de tensão e por onde pode passar uma corrente elétrica. O gerador elétrico é a fonte de energia elétrica para um circuito (pilhas e baterias). Corrente elétrica é o fluxo ordenado das cargas elétricas (representado pelas setas azuis). O fio elétrico estabelece o caminho da corrente elétrica. O interruptor liga e desliga a passagem da corrente elétrica. 11
  • 12. Apresentação 2 – ENERGIA ELÉTRICA: CONSUMO Consumo e cuidados com energia elétrica (classificação dos equipamentos elétricos e cálculo do consumo) 12
  • 13. Consumo de energia elétrica • O ar-condicionado, o chuveiro elétrico, a geladeira e a televisão são os aparelhos que mais consomem energia elétrica ao longo do ano – inclusive no verão. • Uma dica essencial para reduzir o consumo energético e economizar na conta de luz é sempre comprar eletrodomésticos e eletrônicos com selo Procel A. • Isso porque esses são os equipamentos com o mais alto nível de eficiência energética do mercado. 13
  • 14. Consumo consciente A energia elétrica tem custos ambientais e socioculturais, por isso é importante usá-la conscientemente. Veja a seguir alguns hábitos para o consumo consciente de energia. 14
  • 15. Potência elétrica e energia elétrica Equipamentos elétricos funcionam consumindo energia elétrica e transformando-a em alguma outra forma de energia. A energia elétrica que um equipamento consome (E) em certo tempo (t) define sua potência elétrica, ou apenas potência (P). Cada equipamento elétrico possui uma potência específica e, para estimar a energia elétrica consumida por ele, deve-se verificar o tempo que ele permaneceu em funcionamento. 15
  • 16. Unidades de medida 60 W No Sistema Internacional de Unidades (SI), o valor da potência é expresso em watt (W). Potência O tempo decorrido é expresso em horas (h). Tempo A energia elétrica consumida é dada por watt-hora (Wh). Energia Pelo grande consumo, costuma- se utilizar a unidade de medida quilowatt-hora (kWh). 16
  • 17. Consumo de energia elétrica mensal A energia elétrica consumida por uma residência resulta da soma da energia consumida por todos os equipamentos elétricos que estiveram em funcionamento durante o período, considerando a potência do equipamento e o tempo que ele permaneceu ligado. 17
  • 18. Consumo de energia elétrica mensal Pela relação E = P  t, calcula-se a energia elétrica consumida pelo equipamento em 1 dia. Então, somam-se todos os consumos de energia elétrica em um dia. ou 13,438 kWh Em um mês (30 dias): 18
  • 19. Conta de energia elétrica 1. Informações referentes ao consumidor e os principais dados da fatura. 2. Informações técnicas, como consumo total (Total faturado) referente ao tempo de medição daquele mês (Medido número de dias), entre outras. 3. Avisos de débitos pendentes do consumidor. 4. Valor do consumo de energia nos últimos 13 meses. 1 2 3 4 19
  • 20. Conta de energia elétrica 5 6 7 5. Detalhamento do valor faturado: – consumo de energia, medido em kWh, de cada bandeira tarifária (verde, amarela e vermelha). – Composição dos valores cobrados. 6. Indicadores de qualidade com limites determinados pela Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) 7. Valor total da fatura. 20
  • 21. Apresentação 3 – ENERGIA ELÉTRICA: USINAS GERADORAS Usinas de geração de energia elétrica 21
  • 22. Usina hidrelétrica Usinas hidrelétricas transformam energia mecânica, relacionada ao movimento da água, em energia elétrica. • É preciso construir uma barragem, que formará um reservatório de água. A água passa por grandes tubulações até as hélices das turbinas, gerando sua movimentação. • Os geradores elétricos são acionados, transformando a energia mecânica em energia elétrica. • A energia elétrica produzida é distribuída pela rede de transmissão até seus usuários. • A água utilizada para movimentar a turbina é devolvida ao rio. 22
  • 23. Usina hidrelétrica Vantagens Desvantagens • Fonte renovável de energia • Baixo custo de operação • Reaproveitamento da água do reservatório • Alto custo de implantação • Necessidade de alagar grandes áreas • Vegetais ficam submersos, e animais deixam seu hábitat • Comunidades da região são deslocadas para outro local • Áreas agropecuárias podem deixar de existir • Interferência no ciclo de vida dos peixes • Prejudicada pelo período de estiagem 23
  • 24. Usina termelétrica Nas usinas termelétricas, temos a transformação de energia térmica em energia elétrica. O calor produzido pela queima do combustível causa a vaporização da água em alta velocidade até as turbinas, fazendo-as girar. A energia mecânica do movimento das turbinas é transformada em energia elétrica no gerador elétrico. 24
  • 25. Usina termelétrica Vantagens Desvantagens • Instalação próximo aos locais onde a energia elétrica será utilizada • Economia na transmissão • Opção para países com escassez de outros tipos de fontes de energia, como água, vento ou incidência solar • Uso de fonte não renovável (carvão e outros combustíveis fósseis) • Altas emissões de gases poluentes • Intensificam o processo de efeito estufa • Causam problemas respiratórios na população • Descarte de água com altas temperaturas, que prejudica o ambiente e os seres vivos • Alto custo de operação (em comparação com hidrelétrica) 25
  • 26. Usina termonuclear Também chamadas de usinas nucleares, são termelétricas que usam como combustível materiais radioativos. Quando sofrem uma transformação, os núcleos dos átomos de urânio liberam uma grande quantidade de energia térmica, que aquece a água do reservatório. O vapor de água passa pela turbina e é transformada em energia mecânica. No gerador, essa energia é transformada em energia elétrica. No reator nuclear, encontra-se o material radioativo, como o urânio. 26
  • 27. Usina geotérmica Funcionam com a energia térmica proveniente do interior da Terra. Grande parte das usinas geotérmicas é construída em regiões de encontro entre placas tectônicas devido à presença do magma. A água se infiltra no solo, desloca-se entre as rochas e é aquecida, gerando vapor a alta pressão, que fica preso em reservatórios de água subterrânea. Perfurações feitas pelas usinas coletam esse vapor e o direcionam para movimentar turbinas, que acionam os geradores elétricos para a produção de energia elétrica. 27
  • 28. Usina eólica Na usina eólica, as hélices são movimentadas pelos ventos, que acionam geradores elétricos (aerogeradores). A energia mecânica se transforma em energia elétrica. Quando vários aerogeradores são instalados em um local, é comum denominá-lo parque eólico. A energia elétrica produzida pelo conjunto de aerogeradores é enviada para a rede de transmissão. 28
  • 29. Usina oceânica Usinas oceânicas, ou usinas de maremotriz, são aquelas que funcionam utilizando os movimentos naturais das águas de oceanos e mares. • Flutuadores se movimentam com as ondas, movimentam braços mecânicos e acionam uma bomba hidráulica que injeta água doce em um sistema fechado de alta pressão. • O jato faz girar hélices de uma turbina, que aciona o gerador para produzir energia elétrica. 29
  • 30. Usina solar As usinas solares funcionam transformando radiação solar em energia elétrica. Existem dois tipos de usina solar: de espelhos e de painéis fotovoltaicos. • Os espelhos são posicionados de modo que recebam a luz solar e a reflitam para um único ponto elevado sobre uma torre, onde se encontra um receptor solar. • A energia térmica é acumulada em um fluido térmico (sal líquido) que aquece a água e produz vapor, que movimentará uma turbina e acionará um gerador elétrico. 30