Recursos Energéticos e Meio Ambiente (REMA) Engenharia Ambiental 1º semestre/2017

Transcrição

1 Recursos Energéticos e Meio Ambiente (REMA) Engenharia Ambiental 1º semestre/2017

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3 ENERGIA SOLAR: CARACTERÍSTICAS E AQUECIMENTO Capítulo 5 HINRICHS, R.A. e KLEINBACH, M. Energia e Meio Ambiente. 4ª. Ed. São Paulo: Ed. Thompson, 2011.

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5 Em 2003 era 9% no mundo segundo o livro texto Fonte:

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9 Características da Radiação Solar Incidente A energia solar que atinge a Terra (em uma média anual) varia de kj/m 2 /dia no norte da Europa a kj/m 2 /dia nas regiões áridas próximas ao Equador. No Brasil varia de kj/m 2 /dia na Região Sul a kj/m 2 /dia no sertão do Nordeste.

10 Como é gerada a energia no Sol? A fusão nuclear é um processo em que dois núcleos se combinam para formar um único núcleo, mais pesado. Fonte:

11 Esta reação libera uma quantidade de energia mais de um milhão de vezes maior que a que temos em uma típica reação química, como a queima de gás de cozinha. Esta enorme quantidade de energia é liberada nas reações de fusão porque quando dois núcleos leves se fundem, a massa do núcleo produzido é menor que a soma das massas dos núcleos iniciais. Mais uma vez, a equação de Einstein E=mc2, explica que a massa perdida é convertida em energia, carregada pelo produto da fusão. Fonte:

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15 Fatores que influência a insolação Latitude Posição relativa entre os raios solares e a normal da superfície terrestre Estação do ano Altura do Sol em relação ao horizonte Horário do dia Altura do Sol em relação a superfície terrestre Quantidade de nuvens presentes Barreira à passagem da radiação.

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18 1000,0 ML01 time - radiation ,0 800,0 700,0 radiation [W/m²] 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 00:00:00 04:48:00 09:36:00 14:24:00 19:12:00 00:00:00 04:48:00 time

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23 Itajubatiba Patos Itaporanga Pedra Branca

24 Histórico

25 Uso solar para aquecimento Sistema ativo: o fluído é circulado por uma bomba ou um ventilador. Sistema passivo: não utiliza fontes externas de energia

26 Água quente solar residencial Podem ser usados sistemas de apoio elétrico

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30 Termossifonamento: a água aquecida possui menor densidade e é levada naturalmente para o boiler que deve estar acima do sistema de aquecimento

31 O aquecimento solar da água exige a construção do reservatório, que é uma espécie de segunda caixa d água, conta Erik Rego, da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Esse boiler é apoiado em uma pequena estrutura de tijolos, mais ou menos como uma caixa d água comum. Não dá para fazer um sistema de aquecimento em um telhado de amianto, por exemplo. É preciso uma estrutura mais reforçada, explica o professor. O ponto crítico em relação ao sistema é a tubulação. É preciso um encanamento adaptado à água quente. Um encanamento comum, com tubos de PVC, não é um bom isolante térmico. A água perderia seu calor antes de chegar ao chuveiro. Para que o aquecimento solar desse certo, seria preciso uma tubulação de cobre ou mesmo de novos compostos plásticos, muito mais caros que os canos comuns. Recomenda-se instalar as placas solares em casas que já tenham aquecimento a gás, explica Erik. A troca do encanamento encareceria muito a obra, diminuindo a eficiência econômica do sistema.

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33 Sistemas solares passivos de aquecimento de ambientes Pontos importantes para a eficiência do sistema: Isolamento térmico para minimizar a perda de calor acumulada Coleta de energia por meio de janelas voltas para o Norte (no caso do hemisfério Sul) Estruturas de armazenamento térmico

34 Ganho direto

35 Ganho indireto

36 Estufa anexa

37 Unidades 1 barril de petróleo = 42 galões americanos 1 galão americano = 3,78 l 1 barril de petróleo = 159 l 1 btu = 252 calorias 1 caloria = 4,186 J 1 btu é a quantidade de energia necessária para aumentar em 1 grau F a temperatura de 1 lb de água 1 tep (toe) = 11,63x10 3 kwh 1 hp = 746 W

38 Tarefa de casa para 30/03 Ler capítulo 5 do livro Assistir ao vídeo As Estações do Ano do professor Nuno Machado no youtube

39 Tarefa de casa para 16/03 Escolha uma hidroelétrica no Brasil e outra em qualquer país do mundo e obtenha as seguinte informações: - Localização - Potencial nominal - Altura da barragem - Área superficial do lago Definição de um gerente da atividade.