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quarta-feira, 16 de outubro de 2024

Termoelétrico orgânico transforma calor ambiente em eletricidade

Redação do Site Inovação Tecnológica - 15/10/2024

Este novo dispositivo termoelétrico orgânico gera eletricidade a partir de "calor de baixa temperatura" (próximo à temperatura ambiente) e sem necessidade de gradiente de temperatura, o que significa que nenhuma unidade de resfriamento é necessária, tornando o dispositivo muito compacto.
[Imagem: Chihaya Adachi/Kyushu University]



Termoelétrico orgânico

Os materiais termoelétricos permitem fabricar geladeiras de estado sólido, sem quaisquer partes móveis, além de também funcionarem ao contrário, podendo aproveitar qualquer calor residual para gerar eletricidade.

Embora existam há décadas e sejam usados até na exploração espacial - as históricas sondas Voyager e o robô marciano Curiosidade os utilizam -, esses materiais são caros porque são fabricados com materiais raros, e os mais eficientes são feitos a partir de componentes tóxicos, como chumbo e telúrio.

Mas a tecnologia acaba de superar esses problemas, além de ter ficado ainda mais eficiente.

Shun Kondo e colegas da Universidade Kyushu, no Japão, criaram um material termoelétrico cujos elementos centrais são compostos orgânicos e, tão interessante quanto, não precisa de um diferencial de temperatura para funcionar.

"Estávamos investigando maneiras de fazer um dispositivo termoelétrico que pudesse coletar energia da temperatura ambiente. Nosso laboratório se concentra na utilidade e aplicação de compostos orgânicos, e muitos compostos orgânicos têm propriedades únicas, pelas quais podem facilmente transferir energia entre si," explicou o professor Chihaya Adachi, coordenador da equipe. "Um bom exemplo do poder dos compostos orgânicos pode ser encontrado nos OLEDs e nas células solares orgânicas."

O fato de converter o calor em eletricidade em temperatura ambiente vira o jogo no campo da colheita de energia porque o calor de baixa temperatura é abundante até mesmo em ambientes vivos, mas até agora não era considerado uma possível fonte de energia.

Diagrama esquemático do novo coletor de energia a partir do calor.
[Imagem: Shun Kondo et al. - 10.1038/s41467-024-52047-5]

Colheita de calor residual

A chave para o sucesso consistia em encontrar compostos orgânicos que funcionassem bem como interfaces de transferência de carga, ou seja, substâncias que possam transferir elétrons entre si com eficiência elevada.

Após testar vários materiais, a equipe encontrou dois compostos viáveis: A ftalocianina de cobre (CuPc) e a ftalocianina hexadecafluoro de cobre (F16CuPc).

"Para melhorar a propriedade termoelétrica dessa nova interface, também incorporamos fulerenos e BCP [composto orgânico derivado da fenantrolina]," continua Adachi. "Estes materiais são conhecidos por serem bons facilitadores do transporte de elétrons. Adicionar esses compostos aumentou significativamente a potência do dispositivo. No final, tivemos um dispositivo otimizado com uma camada de 180 nm de CuPc, 320 nm de F16CuPc, 20 nm de fulereno e 20 nm de BCP."

O protótipo neste estágio da pesquisa apresentou uma tensão de circuito aberto de 384 mV, uma densidade de corrente de curto-circuito de 1,1 μA/cm2 e uma saída máxima de 94 nW/cm2. Todos estes resultados foram obtidos em temperatura ambiente, sem o uso de um gradiente de temperatura.

"Tem havido avanços consideráveis no desenvolvimento de dispositivos termoelétricos, e nosso novo dispositivo orgânico certamente ajudará a levar as coisas adiante," comentou o professor Adachi. "Pretendemos continuar trabalhando neste novo dispositivo e ver se podemos otimizá-lo ainda mais com materiais diferentes. Podemos até mesmo atingir uma densidade de corrente maior se aumentarmos a área do dispositivo, o que é incomum até mesmo para materiais orgânicos. Isso só mostra que os materiais orgânicos têm um potencial incrível."

Bibliografia:

Artigo: Organic Thermoelectric Device Utilizing Charge Transfer Interface as the Charge Generation by Harvesting Thermal Energy
Autores: Shun Kondo, Mana Kameyama, Kentaro Imaoka, Yoko Shimoi, Fabrice Mathevet, Takashi Fujihara, Hiroshi Goto, Hajime Nakanotani, Masayuki Yahiro, Chihaya Adachi
Revista: Nature Communications
Vol.: 15, Article number: 8115
DOI: 10.1038/s41467-024-52047-5

https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=termoeletrico-organico-transforma-calor-ambiente-eletricidade&id=010115241015&ebol=sim

Mercado livre de energia cresce no Brasil e passa a incluir pequenas empresas e comércio

Entre janeiro e junho de 2024, mais de 20 mil consumidores pediram para sair do mercado tradicional de energia elétrica e ingressaram no chamado ambiente livre, onde o cliente escolhe de quem vai comprar a energia elétrica fornecida.

Uma nova tendência está lançada no modo de se negociar energia elétrica. Imagine a seguinte situação: você se muda para um novo endereço em uma cidade na qual você tem a opção de escolher de quem você vai comprar sua energia elétrica. Rapidamente, ao notarem o novo morador, as empresas fornecedoras começam a disputar seu consumo. Mandam cartas e propostas, cada uma destacando o que há de melhor em seu fornecimento, energia sustentável, preços diferenciados, pacotes especiais, enfim. No fim, você decide quem vai gerar a sua energia elétrica da mesma forma como decide qual operadora de celular vai fornecer seu sinal e internet. Essa é a realidade hoje em alguns países como na Alemanha, Japão, Coreia do Sul, entre outros exemplos.

 

No Brasil, o mercado livre de energia tem dado passos importantes. Segundo divulga a Associação Brasileira dos Comercializadores de Energia (ABRACEEL), entre janeiro e junho de 2024 mais de 20 mil consumidores pediram para sair do mercado tradicional de energia elétrica e ingressaram no chamado ambiente livre, onde o cliente escolhe de quem vai comprar a energia elétrica fornecida. Segundo a  Câmara de Comercialização de Energia Elétrica (CCEE), até agosto deste ano mais de 16 mil consumidores efetivamente migraram, o que já representa o dobro do número que foi constatado no ano de 2023.

 

Ainda em 2019, o Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (HCFMRP) da USP entrou para o time dos contratantes de energia em ambiente livre, gerando uma economia substancial nos gastos. Recentemente, seguindo a tendência, a Prefeitura do Campus USP da Capital (PUSP-C) também tornou pública sua intenção de realizar o processo de migração, abrindo um edital de contratação de empresa para instalação de novas subestações de medição de energia, buscando as adaptações necessárias para o processo.

 

Quem pode migrar para o ambiente livre?

Foi apenas no início do ano de 2024 que se liberou a opção de migração para consumidores de alta tensão, sem a antiga restrição de consumo mínimo, que determinava que apenas os consumidores com a demanda acima de 1.000 quilowatts (kW) ou 500 kW poderiam contratar sua própria energia. Atualmente, todas as indústrias e comércios que usam alta tensão, ou seja, voltagem acima de 2,3 kV, podem negociar preços e fazer contratos direto com os geradores de energia. A atualização, na prática, passa a incluir pequenas empresas e comércios no jogo. No entanto, os consumidores do tipo B, aqueles atendidos em baixa tensão (inferior a 2,3 kV), como domicílios, propriedades rurais e afins, ainda não estão incluídos no grupo autorizado.

 

 

Rodrigo Menon

Para entender melhor a situação brasileira em relação à questão, conversamos com o professor Rodrigo Menon, da Faculdade de Economia, Administração, Contabilidade e Atuária (FEA) da USP.  “Esse processo no Brasil está avançando de uma maneira lenta e de cima para baixo. Então, começou com os grandes consumidores e foi diminuindo o tamanho do consumo que você precisava ter para se tornar um consumidor livre. Essa barra para se tornar um consumidor livre está abaixando. E o que se observa é que, sempre que a opção chega a outra fatia do mercado, todo mundo migra para o ambiente livre. Esse é um processo que está vindo de cima para baixo. Agora você já não precisa mais ser tão grande, você só precisa ser um consumidor de alta tensão. O grande passo vai ser quando entrar em domicílios”, destaca.

 

Como funciona na prática?

Para entender o que significa negociar a geração de energia diretamente com o produtor é importante entender o caminho da luz até as residências. O custo da energia se resume em três fatores: a geração, a transmissão da energia da usina para sua cidade e a distribuição da energia elétrica dentro da cidade. Tanto a transmissão quanto a distribuição tem o custo relacionado à manutenção de uma rede complexa de postes, fiações, geradores, subestações e infraestrutura montada pela cidade. Ao realizar a migração, o comprador poderá negociar apenas o custo da sua geração de energia, e não o processo inteiro, o que significa dizer que ainda prestará contas à distribuidora local de sua cidade mesmo após a mudança.

 

“Para entender o novo, vou falar do velho. Como é que era o velho? O modelo antigo era todo estatal, então o setor elétrico tem a geração, onde atuam as usinas de produção de energia, pode ser hidrelétrica, eólica etc.; tem a transmissão e tem a distribuição. A transmissão são as redes  de longa distância que vêm da usina, a distribuição é aquela linha dentro da cidade que vai até sua casa. Nos anos 90, se separou isso e se privatizou alguns elementos e outros ficaram estatais, mas se separou em três pedaços. Geração, transmissão e distribuição, nós consumidores ficamos ligados à empresa de distribuição, que é monopolista no setor. Então, por exemplo, na cidade de São Paulo, tem a Enel hoje em dia, mas já foram várias outras. Ela vende a energia aqui, então estávamos todos obrigados a comprar energia da Enel porque ela é a dona da rede. Com o tempo, duas décadas atrás, mais ou menos, criou-se a história do consumidor livre. Esse teria de ser um grande consumidor da indústria para não precisar comprar da Enel. Ele poderia negociar com a geradora de sua preferência. Então você tinha um mercado cativo, nós consumidores, que temos que comprar da distribuidora, não temos opção. E tem o mercado livre, que é dos grandes consumidores que podiam negociar diretamente”, explicou.  “Nesses casos, a Enel, por exemplo, seria obrigada a deixar você usar a rede de transmissão e distribuição dela, e aí a conta passa a vir dividida. Para a Enel, você paga apenas pelo uso da infraestrutura e uma outra conta será negociada com a geradora de energia contratada”,

https://jornal.usp.br/radio-usp/mercado-livre-de-energia-cresce-no-brasil-e-passa-a-incluir-pequenas-empresas-e-comercio/

sexta-feira, 11 de outubro de 2024

ENC: Solar em trilhos de ferrovia na Suíça | Projeto agrivoltaico com abelhas em usina da EDP | 90% da expansão no ano foi de solar e eólicas

quarta-feira, 2 de outubro de 2024

Novas fontes renováveis, como eólica e solar, vão ser 51% da geração de energia em 2028

Pela primeira vez em décadas, mais de metade do parque gerador de energia elétrica no Brasil será de novas fontes renováveis: usinas eólicas, parques fotovoltaicos, painéis solares, biomassa e pequenas centrais hidrelétricas (PCHs).

Em 2028, segundo projeções recém-divulgadas pelo Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), essas fontes de energia vão representar 51% da capacidade instalada de geração no país.

Usinas hidrelétricas e térmicas — que usam gás natural, carvão mineral ou óleo combustível — deverão corresponder a 49% da matriz.

Fonte: ONS

Os dados fazem parte do novo Plano da Operação Energética (PEN) 2024, que avalia as condições de atendimento do mercado no horizonte de cinco anos. O documento, atualizado anualmente pelo ONS, elabora cenários de oferta e demanda no setor.

Hoje, conforme números do operador, o parque gerador brasileiro tem 215 mil megawatts (MW). Desse total, 59% são de hidrelétricas e térmicas. As renováveis equivalem a 41%.

Em 2028, a capacidade instalada deve aumentar para 245 mil MW. Quase metade do acréscimo vem da micro e minigeração distribuída (MMGD) – jargão do setor para os painéis instalados nos telhados de residências e em pequenas fazendas solares.

 

Desafios na operação

O crescimento na matriz das fontes renováveis, que também são intermitentes, torna a operação do sistema mais desafiadora.

Ao contrário das hidrelétricas e das térmicas, elas têm grandes variações de energia produzida ao longo do dia. As usinas fotovoltaicas dependem da irradiação solar. As eólicas dependem da intensidade dos ventos, que costuma ser maior à noite e de madrugada.

Isso tem se tornado uma dor de cabeça para o ONS, principalmente no horário de ponta. Na segunda-feira (30), por exemplo, a demanda máxima instantânea no sistema interligado nacional foi registrada às 19h13 – com 94.304 MW de carga.

Esse horário já não tinha praticamente nenhuma produção de energia solar e a geração eólica, com ventos abaixo do pico do dia, estava longe do auge.

Para compensar, o ONS tem aumentado a produção das hidrelétricas e o acionamento das térmicas no fim da tarde.

Para isso, no jargão do setor, eleva-se a “rampa de geração” das usinas hidrelétricas. Traduzindo: elas precisam produzir mais para atender à demanda e compensar a menor geração das fontes renováveis no horário de ponta.

O ONS mostrou, no PEN 2024, que tem aumentado — ano a ano — a diferença entre a menor e a maior geração das usinas hidrelétricas ao longo do mesmo dia.

Fonte: ONS

Em 2024, por exemplo, as diferenças entre menor e maior geração (amplitude diária) já alcançaram 38,3 mil MW. Com isso, em 11 dias diferentes até agora no ano, elas superaram a amplitude máxima de 2023.

“Essa transição [da matriz] para fontes intermitentes vem exigindo variação crescente de geração das hidrelétricas e termelétricas em intervalos cada vez mais curtos, que precisam garantir a flexibilidade operativa para equilibrar a geração e a demanda em tempo real”, diz um trecho do sumário executivo do PEN 2024.

“A flexibilidade operativa se refere à capacidade de um recurso de ajustar sua entrega de potência rapidamente, respondendo a variações na carga e na disponibilidade das demais fontes de geração.”

https://www.cnnbrasil.com.br/economia/macroeconomia/novas-fontes-renovaveis-como-eolica-e-solar-vao-ser-51-da-geracao-de-energia-em-2028/

 

 

 

segunda-feira, 30 de setembro de 2024

dec/fec celesc

Indicadores da distribuição

bandeira vermelha P2

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