Geração de eletricidade

Após a Segunda Guerra Mundial, o principal uso que foi dado à energia nuclear foi a geração de energia elétrica. A eletricidade, neste caso, é gerada em usinas nucleares.

De acordo com a definição de energia nuclear, é possível extrair a energia contida no núcleo de átomos para gerar calor. Graças à energia térmica obtida, é possível operar uma usina termelétrica.

Geração de eletricidade através de energia nuclear

O processo para obter eletricidade através da energia nuclear é o resultado de um processo termodinâmico e mecânico.

Uma usina nuclear tem o objetivo de transformar a energia interna dos átomos de urânio em energia elétrica. Este processo é realizado seguindo alguns passos:

Inicialmente, o reator nuclear gera reações de fissão que emitem uma grande quantidade de calor. Com toda essa energia térmica, o vapor é obtido a alta pressão. O vapor, graças à sua alta pressão, aciona as turbinas a vapor da usina. Deste modo, energia mecânica é obtida, energia de rotação de um eixo. Finalmente, a pessoa encarregada de transformar energia mecânica em energia elétrica é o gerador elétrico.

Outras formas de geração de eletricidade

Com exceção da geração de eletricidade através do uso de energia solar fotovoltaica, o restante das fontes de geração de energia elétrica é baseado no mesmo princípio. Na maioria do caos, o objetivo é obter energia mecânica para convertê-la em energia elétrica por meio de um gerador de eletricidade.

Fontes de energia não renováveis

Referimo-nos a sistemas de geração de eletricidade usando sistemas de energia não renováveis ​​que usam combustíveis que tendem a se esgotar. Ou seja, a taxa na qual esses combustíveis são consumidos é mais rápida do que a taxa na qual eles são gerados.

Além de usinas nucleares, existem usinas térmicas para gerar eletricidade. Nestas usinas, o processo de geração de eletricidade é praticamente o mesmo. As usinas termelétricas, que utilizam carvão e outros combustíveis fósseis, também aproveitam o poder calorífico de seu combustível para gerar vapor de alta pressão, operar turbinas e ativar o gerador elétrico novamente. Enquanto usinas nucleares obtêm calor por meio de reações de energia nuclear, usinas térmicas obtêm a energia térmica da combustão de combustíveis fósseis.

Nesta categoria também devemos mencionar a eletroquímica. Eletroquímica é a transformação direta de energia química em eletricidade, como em uma bateria. A geração de eletricidade eletroquímica é importante em aplicações portáteis e móveis. Atualmente, a maior parte da energia eletroquímica vem de baterias. Sistemas eletroquímicos abertos, conhecidos como células de combustível, podem ser usados ​​para extrair energia de combustíveis naturais ou sintéticos.

Geração de eletricidade através de energia renovável

Referimo-nos a fontes renováveis ​​de energia que vêm de fontes inesgotáveis ​​ou virtualmente inesgotáveis ​​( radiação solar, vento, etc.).

Neste tipo de geração de eletricidade, a semelhança que tem com a geração de energia nuclear pode ser vista a partir da turbina. Ou seja, nas usinas, por meio de diferentes técnicas (combustão de carvão, energia nuclear etc.), um eixo de fiação é obtido em um determinado momento. No caso de muitas energias renováveis ​​(energia eólica, energia hidroelétrica, etc.), um eixo rotativo também é obtido em um determinado momento. A partir daqui, o processo é o mesmo: converter a energia cinética do eixo em rotação em energia elétrica através dos geradores de eletricidade.

Menção especial deve ser feita de energia fotovoltaica. Nesta variante da energia solar, a eletricidade não é obtida de um gerador, mas de uma célula fotovoltaica. As células fotovoltaicas permitem a conversão da radiação solar em energia elétrica. Ao receber radiação solar, o efeito fotovoltaico gera um pequeno movimento de elétrons.

Apesar do custo, o uso deste tipo de energia tem uma aceitação muito boa dos setores ambientais, uma vez que não contribui para o efeito estufa ou para o aquecimento global. Do ponto de vista ambiental, oferece muito mais vantagens do que as fontes de energia fóssil.

Custo de geração de eletricidade

O custo de geração de eletricidade e sua viabilidade econômica varia de acordo com a demanda e a região. A economia varia consideravelmente em todo o mundo, o que também varia o custo da geração de eletricidade. A energia hidroeléctrica, a energia nuclear, as centrais térmicas e outras fontes renováveis ​​e não renováveis ​​têm as suas próprias vantagens e desvantagens. Geralmente a escolha da melhor opção é baseada na exigência de poder local e nas flutuações da demanda. Todas as redes elétricas possuem cargas variáveis, mas o mínimo diário é a carga básica, fornecida pelas usinas que operam continuamente.

A energia térmica é econômica em áreas de alta densidade industrial, uma vez que a alta demanda não pode ser satisfeita por fontes de energia renováveis. Essas plantas também podem suportar a variação de carga e consumo de energia, adicionando mais unidades ou diminuindo temporariamente a produção de algumas unidades. Usinas nucleares podem produzir uma grande quantidade de energia de um único reator nuclear.

No entanto, os acidentes nucleares que ocorreram ao longo da história, como o acidente nuclear de Fukushima no Japão, geraram preocupação com a segurança da energia nuclear. Além disso, o custo de capital das usinas nucleares é muito alto. As usinas hidrelétricas estão localizadas em áreas onde a energia potencial da queda da água pode ser usada para movimentar as turbinas e gerar energia.

Devido aos avanços na tecnologia e produção em massa, os vários energia hidráulica (energia solar, energia eólica, energia das marés, etc.) de fontes renováveis ​​apresentaram redução nos custos de produção, e energia Muitos casos são comparativos em custos com combustíveis fósseis.

Muitos governos em todo o mundo fornecem subsídios para compensar o custo mais alto de qualquer nova produção de energia e para a instalação de sistemas de energia renovável ser economicamente viável. No entanto, o uso de fontes renováveis ​​é muitas vezes limitado pela sua natureza intermitente.