Os edifícios consomem mais de 70% do fornecimento de eletricidade dos EUA, e é por isso medidas de eficiência energética têm um potencial tão elevado para reduzir o impacto ambiental das cidades modernas. Tradicionalmente, a electricidade é gerada em centrais eléctricas e depois entregue aos edifícios através de linhas eléctricas e transformadores. No entanto, tecnologias modernas de geração, como painéis fotovoltaicos e microturbinas a gás natural, permitem a produção de eletricidade no ponto de utilização.
Existe uma grande variedade de métodos de geração de eletricidade, cada um com vantagens e limitações. As tecnologias de geração podem ser classificadas de várias maneiras:
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Fonte de energia usada para produzir eletricidade
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Renovável ou não renovável
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Produção de emissões de gases de efeito estufa
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Despachável ou variável
Melhore o desempenho energético do seu edifício.
Fontes de energia utilizadas na produção de eletricidade
Um princípio básico da física é que a energia não pode ser criada ou destruída, ela simplesmente muda de forma. Como a eletricidade é uma forma de energia, os sistemas de geração só podem produzi-la consumindo outra forma. A seguir estão algumas das fontes de energia mais comuns:
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Energia química em combustíveis fósseis: Sua combustão libera calor, que pode ser utilizado para acionar turbina e gerador, produzindo eletricidade.
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Energia cinética e potencial na água: A água pode ser armazenada em um reservatório e depois usada para acionar uma turbina e um gerador. Existem também projetos de usinas hidrelétricas que não utilizam reservatório e, em vez disso, extraem energia de um rio em movimento. Existem também tecnologias experimentais que produzem eletricidade a partir de ondas ou marés.
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Energia cinética do vento: As turbinas eólicas produzem movimento rotacional, acionando um gerador e produzindo eletricidade.
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Energia química em resíduos orgânicos (biomassa): Os resíduos orgânicos podem ser transformados em vários tipos de biocombustíveis. Eles podem ser usados para turbinas da mesma forma que os combustíveis fósseis.
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Radiação solar: Os painéis fotovoltaicos podem produzir eletricidade a partir da energia contida na luz solar. Ao contrário dos exemplos anteriores, os painéis solares não possuem partes móveis e a sua manutenção é muito simples.
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Calor subterrâneo (geotérmico): Ao perfurar em local adequado, é possível acionar turbina e gerador com calor subterrâneo.
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Energia nuclear: Átomos de elementos radioativos como urânio e plutônio podem ser divididos para liberar grandes quantidades de calor, que é então usado para alimentar uma turbina a vapor.
O preço da eletricidade depende fortemente do recurso utilizado para produzi-lo. Observe também que a disponibilidade de fontes de energia muda por região e os custos de eletricidade aumentam se um recurso tiver de ser transportado de locais remotos.
Fontes de eletricidade renováveis e não renováveis
A mídia utiliza frequentemente o conceito de geração renovável para descrever fontes de energia limpa, mas há uma diferença importante entre os dois termos. É claro que muitas fontes de energia são limpas e renováveis.
Uma fonte de energia é chamada renovável se a taxa de consumo atual não limitar a disponibilidade no futuro. A geração solar é renovável, por exemplo, uma vez que a adição de mais painéis fotovoltaicos aos edifícios não limita a disponibilidade futura de luz solar.
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Mesmo que todos os telhados do mundo estivessem cobertos com painéis solaresa quantidade de radiação solar que atinge o planeta permaneceria constante.
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A energia eólica também é renovável, uma vez que os padrões naturais de vento continuam a existir com ou sem turbinas eólicas.
Não renovável as fontes de energia são finitas e usar mais delas hoje deixa menos disponíveis para o futuro. Os combustíveis fósseis são o exemplo mais conhecido, uma vez que a sua formação leva milhões de anos e não podem ser reabastecidos com rapidez suficiente para acompanhar o consumo humano.
Emissões de gases de efeito estufa provenientes da geração de eletricidade
Muitas fontes renováveis são limpas, mas nem sempre é esse o caso. Por exemplo, a energia da biomassa é considerada renovável porque utiliza biocombustíveis processados a partir de resíduos orgânicos. Contudo, a combustão destes combustíveis liberta gases com efeito de estufa, mesmo quando a sua fonte é renovável.
Todos os sistemas de geração têm um impacto ambiental devido à fabricação de equipamentos e à construção de usinas de energia. No entanto, as fontes poluentes continuam a libertar emissões durante a operação, enquanto as fontes limpas produzem pouca ou nenhuma emissão após a construção.
As fontes de eletricidade que produzem emissões também variam em termos da sua pegada de carbono. Por exemplo, tanto o gás natural como o carvão produzem emissões, mas as emissões por quilowatt-hora são mais do dobro quando é utilizado carvão.
Geração de Eletricidade Despachável e Variável
O conceito de geração despachável é o menos conhecido entre o público em geral, mas para as concessionárias é vital manter um fornecimento de energia confiável. Uma fonte de energia despachável em que se pode confiar para fornecer eletricidade sob demanda. Isto exclui a energia solar e eólica, uma vez que utilizam factores de produção que não podem ser controlados. Por outro lado, as usinas hidrelétricas podem armazenar água para fornecer eletricidade a qualquer momento e são consideradas despacháveis.
Se uma rede eléctrica depender demasiado de fontes de energia variáveis, o fornecimento de electricidade pode tornar-se instável porque a produção flutua constantemente. Assim, as empresas de serviços públicos normalmente dependem de uma combinação de fontes: a energia eólica e solar são variáveis, mas oferecem um custo muito baixo por quilowatt-hora, enquanto fontes despacháveis são utilizadas para equilibrar a geração e o consumo.
Um conceito inovador é a utilização em larga escala armazenamento de energia para complementar a energia solar e eólica, transformando-as em fontes despacháveis. Embora o custo das baterias ainda seja uma barreira, está a diminuir rapidamente e o conceito já foi implementado com sucesso em locais com eletricidade cara.
Implantação de sistemas de geração de eletricidade em edifícios
Como cada propriedade é única, o primeiro passo para implantar a geração no local é passar por uma inspeção de um consultor de energia qualificado. Por exemplo, um telhado que está constantemente coberto pelas sombras de um edifício vizinho não é adequado para energia solar. Idealmente, a geração no local deveria ser complementada com eficiência energética – abastecer completamente um edifício com geração no local é mais fácil e menos dispendioso quando o consumo de eletricidade é otimizado primeiro.
