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.
