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domingo, 22 de junho de 2008

ENERGIA DAS MARES

Energia das Marés
Os oceanos podem ser uma fonte de energia para iluminar as nossas casas e empresas. Neste momento, o aproveitamento da energia dos mar é apenas experimental e raro.

Mas como é que se obtém energia a partir dos mares?

Existem três maneiras de produzir energia usando o mar: as ondas, as marés ou deslocamento das águas e as diferenças de temperatura dos oceanos.

A energia das ondas
A energia cinética do movimento ondular pode ser usada para pôr uma turbina a funcionar.

No exemplo da figura, a elevação da onda numa câmara de ar provoca a saída do ar lá contido; o movimento do ar pode fazer girar uma turbina. A energia mecânica da turbina é transformada em energia eléctrica através do gerador.

Quando a onda se desfaz e a água recua o ar desloca-se em sentido contrário passando novamente pela turbina entrando na câmara por comportas especiais normalmente fechadas.

Esta é apenas uma das maneiras de retirar energia da ondas. Actualmente, utiliza-se o movimento de subida/descida do onda para dar potência a um êmbolo que se move para cima e para baixo num cilindro. O êmbolo pode por um gerador a funcionar.

Os sistemas para retirar energia das ondas são muito pequenos e apenas suficientes para iluminar uma casa ou algumas bóias de aviso por vezes colocadas no mar.

A energia das marés
A energia da deslocação das águas do mar é outra fonte de energia. Para a transformar são construídos diques que envolvem uma praia. Quando a maré enche a água entra e fica armazenada no dique; ao baixar a maré, a água sai pelo dique como em qualquer outra barragem.

Para que este sistema funcione bem são necessárias marés e correntes fortes. Tem que haver um aumento do nível da água de pelo menos 5,5 metros da maré baixa para a maré alta. Existem poucos sítios no mundo onde se verifique tamanha mudança nas marés.

A energia térmica dos oceanos
O último tipo de energia oceânica usa as diferenças de temperatura do mar. Se alguma vez mergulhares no oceano notarás que a água se torna mais fria quanto mais profundo for o mergulho. A água do mar é mais quente á superfície porque está exposta aos raios solares; é por isso que os mergulhadores vestem fatos próprios para mergulhar em zonas profundas. Os fatos colam-se ao corpo mantendo-o quente.

Pode-se usar as diferenças de temperatura para produzir energia, no entanto, são necessárias diferenças de 38º Fahrenheit entre a superfície e o fundo do oceano. Esta fonte de energia está a ser usada no Japão e no Hawai, mas apenas como demonstração e experiência.


Energia das Marés
ENERGIA DAS ONDAS E MARÉS


Tradicionalmente, em muitos países a energia elétrica tem sido gerada pela queima de combustíveis fósseis, mas os temores sobre o custo ambiental ao planeta e a sustentabilidade do consumo contínuo de combustível fóssil estimularam pesquisas de métodos mais limpos de geração de eletricidade a partir de fontes alternativas de energia. Essas fontes incluem a radiação solar, energia do vento, ondas e marés.



ENERGIA DAS ONDAS
Os geradores utilizam o quase incessante movimento das ondas para gerar energia. Uma câmara de concreto construída na margem é aberta ma extremidade do mar de maneira que o nível da água dentro da câmara suba e desça a cada onda sucessiva. O ar acima da água é alternadamente comprimido e descomprimido, acionando uma turbina conectada a um gerador. A desvantagem de se utilizar este processo na obtenção de energia é que o fornecimento não é contínuo e apresenta baixo rendimento.





ENERGIA DAS MARÉS
As barragens de marés utilizam a diferença entre os níveis de água na maré alta e baixa para gerar eletricidade. Elas são construídas sobre as bocas de estuários de marés.

Quando a maré sobe, a água pode passar através da barragem, enchendo o estuário atrás da mesma. Com a baixa da maré, as comportas são fechadas e uma cabeceira de água se forma atrás da barragem.

A água pode então fluir de volta para o mar, acionando ao mesmo tempo turbinas conectadas a geradores. O ciclo de máres de 12 horas e meia e o ciclo quinzenal de amplitudes máxima e mínima apresentam problemas para que seja mantido um fornecimento regular de energia.



ENERGIA DAS CORRENTES MARÍTIMAS
Também é possível aproveitar a energia das correntes marítimas. As turbinas marítimas têm poucos componentes; engrenagens de posicionamento orientam as lâminas das turbinas na direção da corrente marítima e um gerador acoplado ao eixo da turbina fornece a energia elétrica.


As ondas e formam a partir da ação dos ventos sobre a superfície do mar. Uma vez formadas, as ondas viajam pelo alto - mar até encontrar as águas comparativamente mais rasas, próximas à terra. Nesse encontro, a base das ondas começa a sofrer certa resistência. Isso faz aumentar sua altura. À medida que o fundo se torna mais raso, a crista da onda, que não está sujeita a essa resistência, tende a prosseguir com maior velocidade. E a onda quebra. Se o fundo do mar é rochoso, como no Havaí, as ondas alcançam grande altura; já na areia, a energia é absorvida, do que resultam ondas menores.

A energia das ondas também conhecida como energia de marola se destaque entre uma das fontes de energia de “alta qualidade”, pois se apresenta sob forma mecânica, podendo ser convertida em eletricidade sem passar pelo ciclo de Carnot.

A exploração da enorme reserva energética das ondas representa um domínio de inovação, onde quase tudo ainda está por fazer. Em teoria, se fosse possível equipar os litorais do planeta com conversores energéticos, as centrais elétricas existentes poderiam ser desativadas. Com relação a este tipo de fonte de energia os inventores foram mais produtivos do que os engenheiros, pois mais de uma centena de processos de captação de energia das ondas foram imaginados.

Princípios de funcionamento: a maioria dos projetos usa o mesmo princípio, onde a onda pressiona um corpo oco, comprimindo o ar ou um líquido, ou seja, a energia cinética do movimento ondular move uma turbina ligada a um gerador. A energia mecânica da turbina é transformada em energia elétrica através do gerador. Quando a onda se desfaz e a água recua o ar desloca-se em sentido contrário passando novamente pela turbina entrando na câmara por comportas especiais normalmente fechadas. Exemplos:

Central Experimental de Kaimei: uma balsa de 80 por 12 metros, equipada com turbinas verticais, funciona desde 1979 em frente da costa japonesa, produzindo 2 MW de potência;

Na Noruega, foi construída em 1985 uma minicentral numa ilha perto da cidade de Bergen, na costa Oeste. Ao contrário do sistema japonês, o equipamento não flutua no mar, mas está encravado numa escarpa. Produz 0,5 MW, o suficiente para abastecer uma vila de cinqüenta casas.

Conversores
Coluna oscilante de Buoy
A instalação consiste em um cilindro de concreto, disposto verticalmente num nicho aberto com explosivos na rocha. A extremidade inferior, submersa, recebe o impacto das ondas, que comprimem o ar coluna acima no cilindro. O ar, sob pressão, movimenta a turbina, antes de escapar pela extremidade superior. O movimento rítmico das ondas assegura que a turbina gere eletricidade sem parar.

Pato de Salter
Criado pelo engenheiro Stephen Salter da Universidade de Edimburgo, Escócia.Consiste numa série de flutuadores, semelhantes ao flap dos aviões, ligados a um eixo paralelo à praia. A parte mais bojuda dos "patos" enfrenta as ondas, cujo movimento rítmico faz bater os flutuadores, girando o eixo que aciona a turbina como um pedal de bicicleta, que só transmite o movimento numa direção. O rendimento desse sistema promete ser excelente, pois parece capaz de aproveitar 80 por cento da energia das ondas. É esperar para ver.

Energia das Correntes Marítimas
As correntes marítimas são provocadas por um aquecimento não homogêneo das camadas superficiais dos oceanos pela radiação solar (PALZ, 1981). Segundo o mesmo autor essas correntes comportam energias cinéticas consideráveis, mas pouco densas, e são assim difíceis de explorar, sendo os melhores lugares para exploração os Estreitos (exemplo. Estreito de Gibraltar). Diante da costa da Florida, a Corrente do Golfo é particularmente densa e poderia servir para acionar geradores de corrente; a velocidade da corrente aproximadamente 30 Km antes da costa atinge cerca de 10Km/h, calcula-se que com 50 turbinas de 150 metros de diâmetro cada uma, seria possível produzir uma potência de 20 000 MW, ou 20 vezes a potência de uma grande centra convencional.

Energia das Marés
Todos os dias observa-se que o nível do mar não é o mesmo. Esse fenômeno - movimento de subida e descida das águas - recebe o nome de maré. As marés são influenciadas pela força gravitacional do Sol e da Lua. é essa diferença de nível que temos aproximadamente a cada 12 horas. A energia que pode ser captada a partir das marés se faz de modo semelhante ao aproveitamento hidroelétrico, que consiste em:

Um reservatório junto ao mar, através da construção de uma barragem, e
Casa de força (turbina + gerador).

O aproveitamento é feito nos dois sentidos: na maré alta a água enche o reservatório, passando através da turbina, e produzindo energia elétrica, na maré baixa a água esvazia o reservatório, passando novamente através da turbina, agora em sentido contrário ao do enchimento, e produzindo energia elétrica.

Onde é utilizado
Este tipo de energia gera eletricidade em alguns países, tais como: França (onde se localiza a pioneira La Rance), Japão e Inglaterra. Na França,1967, os franceses construíram a primeira central mareomotriz (ou maré motriz, ou maré - elétrica; ainda não existe um termo oficial em português), ligada à rede nacional de transmissão. Uma barragem de 750 metros de comprimento, equipada com 24 turbinas, fecha a foz do rio Rance, na Bretanha, noroeste da França. Com a potência de 240 megawatts (MW), ou 240 mil quilowatts (kW), suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes.

No Brasil, temos grande amplitude das marés em São Luís - Baía de São Marcos, no Maranhão - com 6,8 metros e em Tutóia com 5,6 metros, também nos estuários do Rio Bacanga (São Luís -MA- marés de até 7 metros) e a Ilha de Maracá (AP - marés de até 11 metros). Infelizmente, nessas regiões a topografia do litoral não favorece a construção econômica de reservatórios, o que impede seu aproveitamento.

Vantagens e Desvantagens
O ciclo de marés de 12 horas e meia e o ciclo quinzenal de amplitudes máxima e mínima apresentam problemas para que seja mantido um fornecimento regular de energia. A energia das marés pode ser aproveitada onde existem marés, com grande diferença de nível ( = 5,5 m) da maré baixa para maré alta e onde o litoral apresenta condições para construção econômica do reservatório.

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