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Como funcionam as usinas nucleares?

O Brasil possui um elemento radioativo em abundância: o urânio. Ele é capaz de gerar uma enorme quantidade de energia através das usinas nucleares. Você sabe como isso funciona?

O sol é a maior fonte de energia em nosso planeta, e sua força vem dos átomos. A ciência nos deu a chave para controlar toda essa energia e sua matéria prima é o urânio, matéria em abundância em nosso país. Alguns átomos de urânio são capazes de liberar tanta energia, que  uma pequena pastilha pode gerar eletricidade suficiente para abastecer uma casa por um ano. 

O urânio é um elemento radioativo, ele é o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra. E é em usinas nucleares que ele é manipulado para produzir energia elétrica.

Uma usina nuclear é uma instalação industrial que produz energia elétrica a partir de reações nucleares. As reações nucleares de elementos radioativos, como o urânio, produzem uma grande quantidade de energia térmica. Essas grandes instalações são construídas envolvidas por uma contenção feita de ferro armado, concreto e aço, tudo isso para proteger o reator nuclear de emitir radiações para o meio ambiente.

No vídeo abaixo você poderá entender, de forma resumida, como funciona o processo de reação nuclear — da transformação de átomos em combustível para as usinas até a distribuição de energia.

Basicamente, uma usina nuclear é composta por três fases: a primária, a secundária e a refrigeração. Na primária, o urânio é colocado no vaso de pressão. Com a fissão (quebra do núcleo de um átomo instável em dois núcleos menores), há a produção de energia térmica. Nesta etapa, a água é utilizada para resfriar o núcleo do reator nuclear.

Na etapa secundária, a água que foi aquecida no sistema primário (agora radioativa) é transformada em vapor de água em um sistema chamado gerador de vapor. O vapor produzido no sistema secundário é utilizado para movimentar a turbina de um gerador elétrico, o que irá produzir a energia.

Em seguida, o vapor de água produzido no sistema secundário é transformado em água através de um sistema de condensação, ou seja, através de um condensador que é resfriado por um sistema de refrigeração de água. Esse sistema bombeia água do mar (fria), através de circuitos de resfriamento que ficam dentro do condensador, a água do mar vai resfriar o sistema para fazer com que a água que foi vaporizada volte para o sistema na forma líquida.

Por fim, a energia que é gerada através deste processo de fissão nuclear chega às residências por meio das redes de distribuição de energia elétrica. Veja abaixo a esquemática:

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Esquemática de uma Usina Nuclear

 

Existem usinas nucleares no Brasil?

Sim! Elas estão localizadas na Central Nuclear em Angra dos Reis, no Rio de Janeiro. As usinas chamadas de Angra 1 e Angra 2, são responsáveis pela produção de 3% da energia consumida no país. Uma terceira usina está sendo construída, mas está longe da conclusão.

Por ser um país tropical e ter uma imensidade de rios formando grandes bacias hidrográficas, o Brasil tem diversas fontes de energia, como solar, eólica, hidrelétrica, das marés, do etanol, da biomassa, etc. O uso da energia nuclear vem da necessidade de diversificar a matriz energética brasileira – mesmo que o custo da energia nuclear não seja barato. Leia mais sobre a matriz energética brasileira clicando aqui. =)

Solar

O que é e como funciona a energia solar fotovoltaica?

A energia solar fotovoltaica é a tecnologia utilizada para produzir energia elétrica a partir da luz solar. Ela pode ser produzida até mesmo em dias nublados e chuvosos.

Você já parou para pensar que o Sol é o principal responsável pela origem de diversas fontes de energia? Através dele se dá a evaporação, fase inicial do ciclo das águas, que permite a geração de energia através das hidrelétricas, o Sol também permite a circulação atmosférica por todo o mundo, originando os ventos, outra fonte energética.

Já a energia solar fotovoltaica é a tecnologia utilizada para produzir energia elétrica a partir da luz solar. Ela pode ser produzida até mesmo em dias nublados e chuvosos, porém quanto maior for a radiação solar, maior será  a quantidade de eletricidade produzida. A energia provinda do sol é inesgotável, uma excelente fonte de calor e luz e uma das grandes alternativas energéticas para o futuro.

Procurando por fontes de energia em locais remotos e isolados, praticamente sem rede elétrica, o desenvolvimento e investimento em energia solar começou em empresas do setor das telecomunicações. A tecnologia também foi logo utilizada para as missões no espaço

A energia fotovoltaica pode oferecer solução para diversas necessidades: desde ligar uma simples lâmpada de um poste de iluminação, até oferecer uma alternativa de produção de energia para uma casa ou mesmo uma grande usina solar, produzindo energia para milhares de famílias.

 

Como é produzida a energia solar

O processo de conversão da energia solar somente é possível graças ao efeito fotovoltaico, (composto por células normalmente feitas de silício ou outro material semicondutor). Assim, quando a luz solar incide sobre uma dessas células fotovoltaicas, os elétrons do material semicondutor são postos em movimento e geram eletricidade.

O efeito fotovoltaico, muito resumidamente, foi identificado por Edmond Becquerel em 1839, e significa o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, que se deve à absorção da luz!

 

Entendendo a esquemática da energia solar fotovoltaica:

1) Os fótons da energia solar atingem as células fotovoltaicas, fazendo com que alguns dos elétrons que circundam os átomos se desprendam.

2) Estes elétrons livres vão migrar, através da corrente eléctrica, para a parte da célula de silício que está com ausência de elétrons.

3) Durante o dia todo, os elétrons irão fluir em uma direção constantemente, deixando átomos e preenchendo lacunas em átomos diferentes. Este fluxo de elétrons cria uma corrente elétrica, ou seja, a Energia Solar Fotovoltaica.

A potência gerada através dessa esquemática é enviada para o inversor — equipamento que converte a energia para os padrões da rede concessionária (corrente alternada). Depois disso, a energia é injetada na rede elétrica da residência, pronta para ser utilizada pelo consumidor.

 

 

sistema-de-microgeraçãoDiagrama esquemático do sistema fotovoltaico. Fonte: luzsolar.com.br

 

O mercado da energia fotovoltaica

Mais de 100 países já utilizam energia solar fotovoltaica. Os mercados que mais crescem são China, Japão e Estados Unidos, enquanto a Alemanha é o país que mais a produz, a energia provinda do sol é responsável por 6% da sua demanda de eletricidade. A energia solar fotovoltaica é agora, depois de hidráulica e eólica, a terceira mais importante fonte de energia renovável em termos de capacidade instalada a nível mundial.

Entre as vantagens na utilização da energia solar fotovoltaica estão: energia limpa; pode ser instalada em qualquer lugar; sistema silencioso; fonte inesgotável; sistema confiável; baixa manutenção; fácil instalação; é modular, pode ser ampliado conforme necessidade.

A energia fotovoltaica há muito tempo é vista como uma tecnologia de energia limpa e sustentável, que se baseia na fonte renovável de energia mais abundante e amplamente disponível no planeta – O SOL. Se você quer saber mais sobre fontes de energia renováveis, leia nosso artigo sobre a matriz energética no Brasil. :)