Aplicação das Energias Renováveis

Informação do Programa

Programa de Estudos

  1. INTRODUÇÃO
  2. ENERGIA SOLAR TÉRMICA
  3. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
  4. ENERGIA HIDRÁULICA
  5. ENERGIA EÓLICA
  6. ENERGIA GEOTÉRMICA
  7. ENERGIA DA BIOMASSA
  8. ENERGIA DO MAR
  9. CASOS PRÁTICOS
  1. INTRODUÇÃO

    Faz-se um apanhado cronológico do uso energético, definindo-se as principais formas de energia existentes e os recursos energéticos naturais renováveis e não renováveis. Da mesma forma, são profundamente analisados os principais impactos ambientais associados ao uso de energia, as políticas e os programas energéticos, o âmbito energético atual e as perspectivas de futuro.

    BREVE HISTÓRIA DO USO DE ENERGIA
    O período pré-industrial. A revolução industrial (1850-1950). A crise energética de 1973. A década de 1990: a problemática ambiental. Os ciclos energéticos.
    ENERGIA
    Energia e potência. Formas de energia. Eficiência de um sistema energético."Qualidade" das formas de energia. Conversão e utilização de energia. Unidades de energia e de potência. Conversão de unidades em outras magnitudes usuais.
    RECURSOS ENERGÉTICOS
    Quantidades globais, recursos, potencial e fontes de energia. Fontes não renováveis de energia. Fontes renováveis de energia.
    ÂMBITO ENERGÉTICO ATUAL
    Evolução do consumo de energia e da população. Desigualdades de consumos energéticos. Âmbito energético mundial. Âmbito energético na União Européia. âmbito energético espanhol.
    IMPACTO AMBIENTAL ASSOCIADO AO EMPREGO DE ENERGIA
    Introdução. Efeito estufa. Chuva ácida. Esgotamento da camada de ozônio. maré negra. Efeitos sobre o entorno associados à exploração de energia nuclear. Névoa fotoquímica. Degradação do solo.
    POLÍTICAS E PROGRAMAS ENERGÉTICOS
    Planejamento energético nacional. Instituições e planos energéticos supranacionais. A gestão da energia no contexto regional. A gestão da energia no contexto local. Principais acordos em matéria energética.
    PERSPECTIVAS DE FUTURO
    Capacidade de carga e desenvolvimento sustentável. Perspectivas de consumo de energia. Expectativas de utilizaçaõ das energias renováveis.
    LEGISLAÇÃO
    Recopilação de diversas normativas relacionadas às energias renováveis.
  2. ENERGIA SOLAR TÉRMICA

    Após estudar os principais parâmetros característicos do Sol e algumas noções básicas sobre astronomia e posição solar, estuda-se profundamente os diferentes sistemas de utilização: ativos e passivos. Por outro lado, são expostos de forma didática e simples os equipamentos e requisitos necessários à construção de de uma instalação de AQS, climatização de piscinas ou solo radiante.

    O SOL
    Uma aproximação ao Sol. Radiação e constante solar. Energia radiante, Fótons e corpo negro. O espectro solar de emissão. Interação da radiação solar com a atmosfera. Irradiação sobre uma superfície: absorção, reflexão e transmissão.
    CONCEITOS ELEMENTARES DE ASTRONOMIA E POSIÇÃO SOLAR
    Principais parâmetros da posição Sol-Terra. Tempo solar e ângulo horário. Gráficos solares. Cálculo do ângulo de incidência da radiação direta e da inclinação do captador. Distância mínima entre painéis e cálculo de sombras. A medição da radiação e dos parâmetros climáticos. Quantificação, tabelas e mapas de insolação.
    PROCESSOS TÉRMICOS DIRETOS
    Energia solar passiva. Energia solar ativa. Processos diretos de conversão elétrica.
    EQUIPAMENTOS E SISTEMAS
    Subsistema de captação: o coletor solar de placa plana. Subsistema de armazenamento: os acumuladores. Subsistema de distribuição e consumo.
    OTIMIZAÇÃO E APROVEITAMENTO DA CAPTAÇÃO SOLAR TÉRMICA
    Primeiro princípio: maximizar a captação de energia solar. Segundo princípio: priorizar o consumo de energia solar. Terceiro princípio: garantir a complementariedade entre energia solar e fontes convencionais. Quarto princípio: não misturar energia de procedência solar com energia convencional. Conclusões.
    ÁGUA QUENTE SANITÁRIA
    Estudo das necessidades a cobrir: Folha de carga. Escolha do sistema. Sistemas de produção de A.Q.S. Transmissão de calor mediante intercambiador exterior. Energia de apoio de A.Q.S. Execução e manutenção de uma instalação de A.Q.S. Manutenção preventiva. Localização e consertos de avarias. Estruturas de suporte e fixação. Orientação e inclinação de coletores. Determinação de sombras. Distância mínima entre coletores.
    DIMENSIONAMENTO E REGULAÇÃO DE INSTALAÇÕES SOLARES
    Dimensionamento da superfície coletora. Cálculo dos elementos da instalação. Regulação e controle de instalações solares. Montagem de coletores em série e em paralelo.
    CLIMATIZAÇÃO DE PISCINAS
    Tipos de coletores. Características da instalação. Cálculo da superfície coletora. Uso de manta térmica. Utilização das tabelas para o cálculo de perdas de calor.
    OUTRAS APLICAÇÕES. SISTEMAS DE CALEFAÇÃO
    Elementos básicos para uma instalação de calefação. Cálculo e dimensionamento das instalações.
  3. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

    São estudados os fundamentos da conversão fotovoltaica e os diferentes componentes que integram uma instalação deste tipo. Do mesmo modo, são proporcionados exemplos de rigor referentes ao desenho, à manutenção, à montagem, aos custos e ao funcionamento de uma instalação fotovoltaica em uma residência permanente ou de fim-de-semana.

    INTRODUÇÃO
    Aplicações da energia solar fotovoltaica. Situação na União Européia.
    FUNDAMENTOS DA CONVERSÃO FOTOVOLTAICA
    a corrente elétrica. Estrutura da matéria. A célula solar.
    COMPONENTES DE UMA INSTALAÇÃO FOTOVOLTAICA
    O módulo fotovoltaico. O acumulador. O regulador. Conversores. Outros dispositivos elétricos. Iluminação em corrente contínua. Importância dos eletrodomésticos de baixo consumo.
    APLICAÇÕES DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
    Instalações isoladas da rede. Sistemas conectados à rede. Acompanhamento solar.
    DESENHO E CÁLCULO DE UMA INSTALAÇÃO FOTOVOLTAICA
    Estudo das necessidades a cobrir. Tabela de radiação solar. Cálculo do sistema de acumulação. Cálculo do número de módulos fotovoltaicos. Cálculo da seção de cabeamento. Cálculo do regulador. Cálculo do conversor. Estruturas de suporte e fixação.
    MONTAGEM E FUNCIONAMENTO
    MANUTENÇÃO DA INSTALAÇÃO
    Conjunto de módulos (Painel). Manutenção do sistema acumulador. Controle do sistema de regulação e do cabeamento.
    CASOS PRÁTICOS
    Residência permanente. Instalação de fim-de-semana. Estação meteorológica. Instalação de bombeamento.
    CUSTOS E IMPACTO AMBIENTAL
    Custo do kWh produzido. Impacto ambiental. Perspectivas de futuro.
  4. ENERGIA HIDRÁULICA

    Após uma breve exposição da avaliação histórica do aproveitamento de água, descrevem-se sob um enfoque eminentemente técnico e com exemplos de aplicação, a obra civil implicada, os critérios de desenho da turbina, os custos e a manutenção, etc. Por outro lado, detalha-se profusamente o impacto ambiental associado à construção de uma represa ou reservatório, a situação atual, e as perspectivas de futuro para este tipo de energia.

    INTRODUÇÃO
    Evolução histórica do aproveitamento de água. Caracterização de um lago artificial ou reservatório. Tipos de centrais hidrelétricas. Minicentrais hidráulicas.
    HIDROLOGIA
    Definição e ciclo hidrológico. Estudos para a definição de um salto hidráulico. Estudo hidrológico teórico. A energia da água.
    OBRA CIVIL E CÂMARA DE TURBINAS
    Introdução. Represa. Tomada de água. Canal de derivação. Câmara de pressão ou de carga. Tubulações de pressão ou forçadas. Dispositivos de fechamento, de segurança e acessórios. Câmara de turbinas. Tubo de aspiração. Canal de desagüe. Casa de máquinas.
    CRITÉRIOS DE DESENHO E CÁLCULO DE CUSTOS
    Produção de uma central hidrelétrica. Dimensionamento da turbina. Estudo econômico de um salto.
    INSTALAÇÃO ELÉTRICA
    Introdução. Geradores.Transformadores.
    CONTROLE E MANUTENÇÃO
    Introdução. Regulação e controle. Proteções. Processos automáticos. Tecnologias no processo de automatização. Manutenção.
    IMPACTO AMBIENTAL
    Introdução. Tipos e caracterização de impactos. Fases de um estudo de impacto ambiental. Glossário.
    ATUALIDADE E FUTURO DA ENERGIA HIDRELÉTRICA
    Situação atual e perspectiva de futuro no mundo. Situação atual e perspectiva de futuro na União Européia. Situação atual e perspectiva de futuro.
  5. ENERGIA EÓLICA

    São expostos, de forma teórico-prática, o desenho e o cálculo do potencial eólico de um aerogerador, descrevendo-se os melhores locais, os custos e os tipos de rotores mais adequados à implantação de um parque eólico. Tambem são detallhadas as alterações ambientais produzidas, a situação atual, e as perspectivas de futuro para esta fonte energética renovável.

    INTRODUÇÃO
    Evolução histórica do aproveitamento eólico. A origem do vento. Caracterização de um parque eólico.
    AEROGERADORES
    Introdução. Tipos de aerogeradores. Elementos de um aerogerador.
    INSTALAÇÕES EÓLICAS
    Introdução. Instalações não conectadas à rede elétrica. Instalações conectadas à rede. Manutenção.
    POTENCIAL EÓLICO E CRITÉRIOS DE DESENHO
    Aproximação teórica à potência desenvolvida por un aerogerador de eixo horizontal. Altura do eixo do rotor. Diâmetro do rotor e velocidade nominal de desenho. Velocidade de giro do rotor. Exemplo prático de dimensionamento de um aerogerador.
    ESTUDO TÉCNICO E ECONÔMICO DE UMA INSTALAÇÃO EÓLICA
    Introdução. Cálculo do investimento necessário à implantação de um parque eólico. Determinação das tarifas elétricas. Exemplo prático.
    IMPACTO AMBIENTAL
    Introdução. Alterações do meio físico. Alterações do meio socioeconômico. Estudo de impacto ambiental.
    SITUAÇÃO ATUAL E FUTURO DA ENERGIA EÓLICA
    Situação atual e perspectiva de futuro no mundo. Situação atual e perspectiva de futuro na União Européia. Situação atual e perspectiva de futuro.
  6. ENERGIA GEOTÉRMICA

    São descritas as principais manifestações superficiais geotérmicas e os diferentes tipos de exploração de jazidas, Dando-se especial destaque para as diferentes aplicações em nível doméstico e agrícola. Do mesmo modo, faz-se uma descrição do impacto ambiental associado, e comenta-se sobre a atualidade e o futuro da energia geotérmica.

    INTRODUÇÃO
    Manifestações superficiais geotérmicas: gêiseres e fumarolas. Evolução histórica do aproveitamento geotérmico.
    GEOTERMALISMO
    O interior da Terra. Técnicas de prospecção. Balanço energético.
    TIPOS e EXPLORAÇÃO DE JAZIDAS
    Fundamentos termodinâmicos. Jazidas hidrotérmicas. Jazidas geopressurizadas. Jazidas de rocha seca quente. Componentes de uma instalação geotérmica. Avaliação econômica de uma jazida geotérmica. Custos do investimento. Custos de operação.
    OUTRAS APLICAÇÕES E EXPERIÊNCIAS PRÁTICAS
    Aplicações domésticas. Aplicações industriais e agrícolas. Instalação exemplo: sistema de calefação e produção de A.Q.S por energia geotérmica em um edifício de uso público em Lleida. Rede de calefação alimentada com energia geotérmica. Estudo de viabilidade e de aproveitamento de energia geotérmica em estufas. Produção de energia elétrica e água potável a partir de uma jazida geopressurizada.
    IMPACTO AMBIENTAL
    Fatores suscetíveis de alterarem o meio ambiente.
    ATUALIDADE E FUTURO DA ENERGIA GEOTÉRMICA
    Situação atual e perspectiva de futuro no mundo. Situação atual e perspectiva de futuro na União Européia. Situação atual e perspectiva de futuro.
  7. ENERGIA DA BIOMAsSA

    Efetua-se uma descrição das diversas aplicações da biomassa, seja para fins energéticos ou materiais, proporcionando-se no primeiro caso os processos de transformação da biomassa em energia com várias instalações exemplo. Da mesma forma, faz-se referência aos vetores ambientais afetados em seu aproveitamento energético e às futuras possibilidades de desenvolvimento.

    INTRODUÇÃO E SITUAÇÃO ATUAL
    Conceito de biomassa. Evolução da biomassa como primeira fonte energética da humanidade. Natureza da biomassa. Formação de biomassa. Biomasa para fins energéticos. Possibilidades energéticas da biomassa em nível global. Evolução e perspectivas da biomassa como fonte de energia. Situação atual na União Européia. A biomassa no balanço energético espanhol. Vantagens e inconvenientes da biomassa como fonte de energia.
    TIPOS DE BIOMASSA
    Classificação da biomassa atendendo a sua origem. Classificação da biomassa segundo sua viabilidade energética.
    BIOMASSA RESIDUÁRIA
    Introdução. Classificação da biomassa residuária. O biogás.
    CULTIVOS ENERGÉTICOS
    Evolução da agricultura. Cultivos Energéticos. Aplicações dos cultivos energéticos. Tipos de cultivos energéticos.
    BIOCARBURANTES
    Introdução. Bioalcoóis. Bio-óleos. Diferentes programas de biocarburantes.
    PROCESSOS DE TRANSFORMAÇÃO DA BIOMASSA EM ENERGIA
    Introdução. Tipos de processos. O tratamento dos RSU. Estado de desenvolvimento das tecnologias de conversão de biomassa.
    APLICAÇÕES E EXPERIÊNCIAS
    Introdução. Aplicações da biomassa. Instalações exemplo.
    IMPACTO AMBIENTAL
    Introdução. Emissões à atmosfera. A biomassa e o efeito estufa. Contaminação da água. RSU. Resíduos agrícolas e florestais. Cultivos energéticos. Biocarburantes. Resumo e conclusões.
  8. ENERGIA DO MAR

    São expostos os princípios físicos que regem as marés, a energia das ondas e a energia maremotérmica, destacando-se em cada caso o potencial, a viabilidade econômica, o impacto ambiental e as perspectivas de futuro.

    ENERGIA MAREMOTRIZ
    Princípio físico elementar das marés. Aproveitamento da energia maremotriz. Exploração de uma central maremotriz. Potencial maremotriz no mundo. Impacto ambiental de uma central maremotriz. Integração à rede elétrica. Viabilidade econômica e perspectivas de futuro.
    ENERGIA DAS ONDAS
    Princípio físico da energia das ondas. Aproveitamento da energia das ondas. Exproração da energia das ondas. Potencial da energia dissipada pelas ondas. Impacto ambiental. Integração à rede elétrica. Viabilidade econômica. Perspectivas de futuro.
    ENERGIA MAREMOTÉRMICA
    Princípio físico fundamental da energia maremotérmica. Aproveitamento da energia maremotérmica. Exploração de uma central maremotérmica. Potencial maremotérmico. Impacto ambiental. Custos e perspectivas de futuro.
    CORROSÃO DE METAIS
    Conceitos básicos. Classificação da corrosão. Aspectos termodinâmicos das reações de corrosão. Fatores cinéticos da corrosão eletroquímica. Proteção contra a corrosão. Corrosão marinha.
  9. CASOS PRÁTICOS

    Exemplo de desenho de instalação de água quente sanitária (AQS). Exemplo de climatização de piscina por energia solar. Exemplo de desenho de uma instalação fotovoltaica em residência permanente. Exemplo de desenho de uma instalação fotovoltaica em residência de fim-de-semana. Exemplo de desenho de uma estação meteorológica. Exemplo de desenho de uma instalação de bombeamento. Exemplo de desenho do rotor de uma turbina.Exemplo prático de dimensionamento de um aerogerador. Exemplo de sistema de calefação e produção de AQS por energia geotérmica em um edifício de uso público em Lleida (Espanha).

Nota: O conteúdo do programa acadêmico pode estar submetido a ligeiras modificações, em função das atualizações ou das melhoras efetuadas.