Energia híbrida, bem planejada e com até 10 fontes, viabiliza e muito reduz custos rurais e urbanos.
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Energia híbrida, bem planejada e com até 10 fontes, viabiliza e muito reduz custos rurais e urbanos.

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Conforme diversos pesquisadores/cientistas de renome internacional mais Consultorias e Empresas mundiais especializadas em gerações elétricas/aquecimentos, as fontes de energia renováveis certamente já desempenham um papel fundamental na geração de energia futura, devido ao rápido esgotamento e, possíveis/já em ocorrências, novos encarecimentos progressivos aos consumidores e em Us$/MWh das fontes convencionais de energia.

Contudo, dentre as muitas possíveis fontes de energias, ditas como renováveis, nem todas são sustentáveis em longos prazos, mesmo que em médios, quando exploradas de formas independentes/isoladas (não híbridas), além do que não são totalmente confiáveis, devido à sua natureza imprevisível. Já a sua utilização como sistemas híbridos de energia já se mostra muito mais confiável e econômica, devido à natureza complementar desses muitos recursos e a sua grande oferta no local ou próxima e para usos de forma individual, grupal ou coletiva (considerado  viável até 40 km no entorno de possíveis plantas híbridas, situação comum, até ideal e plenamente existente em quase todo o Brasil, um País tropical e com muito sol, ventos e rios/córregos/quedas d’agua em seu relevo, a maior parte amorrado ou semi-inclinado). Assim, podem-se instalar e bem gerir - até de forma fácil, muito mais simples e mais barata - milhares de sistemas geradores coletivos duplas fontes,  isolados/vizinhos/próximos/associativos/cooperativos etc.., plenamente confiáveis e multi geradores/aquecedores somados/hibridizados (até 10  fontes enumeradas/analisadas ao final), inclusive com implantação e/ou gestão por empresas próximas (quase que autogeração) e/ou mais sistemas estatais ou privados ou PPP já fornecedores de energias elétricas, mas com muitas falhas, elevados custos/preços finais e altas perdas até triplas.  

O Brasil tem, incrivelmente, cerca de 5,1 milhões de imóveis rurais (Censo IBGE 2017) em 5.570 municípios e um total de 312 mil indústrias em 2013 (IBGE), sendo cerca de 250 mil agroindústrias rurais, periurbanas ou urbanas E TODOS GRANDES PRODUTORES DE LIXOS, BIOMASSAS, CASCAS, PALHAS,  DETRITOS, SOBRAS DE ALIMENTOS, FEZES HUMANAS E ANIMAIS, RESÍDUOS DE CHÃO DE FÁBRICAS ETC.. (em 2050, estima-se que apenas 30% de nossa população habitará a zona rural, residindo 70% nas cidades e demandando muito mais energias).  Por outro lado, como grandes demandantes - mesmo que também grandes produtores de matérias-primas sujas a processar/beneficiar/limpar ambientalmente e gerar eletricidades -, cerca de 70% da população brasileira mora a apenas 300 km do mar, o que torna nosso interior - imenso gerador elétrico e idem produtor de alimentos, etanol, biodiesel, madeiras e outros itens - muito distante e com altíssimos custos e grandes perdas de geração e de transmissão elétricas de médios e grandes portes. Assim, expandir a oferta elétrica de forma barata, segura, constante e necessária se torna cada vez mais cara e mais difícil.

Só de recursos hídricos para diversos usos, o Brasil tem a maior reserva de água doce do Planeta, isto em suas 12 bacias hidrográficas gigantes. Há milhares de rios no Brasil, segundos alguns diagnósticos estatísticos ainda pouco levantados/comprovados, e que drenam aproximadamente 20% da superfície continental, sendo a maioria de córregos ainda estreitos (cerca de 20 mil, segundo diagnostico de 2013 pela UESC – Universidade Estadual de Santa Cruz - BA), mas com pequena/média vazões plenamente aproveitáveis hidroeletricamente por PCH e/ou miniturbinas fixas ou ancoradas. Há também centenas de rios de planalto com médias e grandes vazões, mas em altitudes médias, e que descerão de forma lenta ou rápida (cachoeiras) pelas centenas/talvez milhares de serras até as planícies e o mar, o que é ótimo para hibridismos. Cerca de 70% da carga de sedimentos que chegam ao mar, ainda segundo a UESC, provêm dos pequenos córregos e seus rios somadores.

Nosso relevo, composto de planaltos, planícies e depressões muito favorece os hibridismos, sobretudo hídricos, eólicos e de biomassas/lixos/fezes animais, vez que nossa insolação real e média não é considerada tão boa ante outros países mais elevados, mais próximos do equador e/ou com grandes desertos (aqui, pelo menos cerca de 50% dos dias são nublados ou chuvosos, daí o nosso imenso sucesso agrícola no Mundo).

Por definição dos hibridismos internacionais, os sistemas HRES com capacidade inferior a 5 kW podem ser tratados como pequenos sistemas e são geralmente utilizados para servir as cargas de uma casa localizada remotamente ou de sistemas de torres de telecomunicações. Já os sistemas acima de 5 kW e abaixo de 100 kW podem ser tratados como sistemas médios, sendo mais usados para eletrificar/energizar comunidades remotas com várias residências e outras comodidades necessárias. Estes sistemas híbridos médios, na maioria dos casos, funcionam no modo autônomo e às vezes podem ser conectados à rede elétrica se estiver próxima (sistema “grid-in” se somente para receberem ou sistema “grid-tied” se além de receberem também entregam/vendem). Já os sistemas híbridos com capacidade acima de 100 kW podem serem chamados de grandes e, geralmente, são conectados à rede para permitirem a troca de energia entre a rede e o sistema em casos de excessos ou de deficiências (“grid-tied”).

Continuando, a seguir, além de enumerar e bem explicar as possíveis 10 fontes ou formas energéticas hibridizáveis/somáveis acima, apresento-vos um  diagnóstico acerca e com link para diagnóstico publicado pela Livraria mundial especializada Elsevier  (citando outros 140 diagnósticos mundiais semelhantes e a consultar) ainda em 2015 (só agora gratuito e para alguns da Instituição “Academia”) – publicados por pesquisadores do Departamento de Engenharia Elétrica do Instituto Nacional de Tecnologia avançada (Índia) - em que já apontam os ótimos resultados, anteriores e futuros, da ENERGIA HÍBRIDA REAL (HRES – “Hybrid Renewable Energy Systems”),  mesmo que no caso COM APENAS 02 FONTES INICIAIS E PARA RECARREGAR BATERIAS (solar fotovoltaica + eólica em mini torres + baterias/inversores/controladores).  

No Brasil, como descreveremos, é possível somar localmente/microbacias pelo menos 10 possíveis fontes locais/vizinhas - a depender das demandas térmicas/elétricas e dos objetivos energéticos/econômicos -, situadas próximas da maioria dos imóveis rurais, individuais ou grupais, isolados da rede (“stand alone”) ou não (“grid-in” ou “grid-tied”) - e até  urbanos, e/ou por/para grandes demandantes urbanos (shoppings, aeroportos prisões, hospitais, condomínios, prédios com acima de 500 pessoas, vilas urbanas/agrovilas rurais/aldeias/quilombos próximos ou distantes e com mínimo de 1.000 pessoas etc..), desde que muito bem implantados em área rural próxima, própria ou não, ou mesmos um pouco distante (até 40 km da planta base), mas até a vender pela geração Distribuída, mesmo que em médias distâncias de 40 a 500 km, isto é, com bem menores perdas e idem menores custos de transportes a serem pagos pela unidade geradora base (tudo muito bem levantado local e micro regionalmente mais bem implantadas e geridas, se possível, total ou em parte, pela mesma empresa /consultoria projetista, pois se tratam de tecnologias confiáveis, mas complexas, e até envolvendo muitos segredos industriais, próprios, nacionais ou importados) e a saber.  

AS 10 POSSÍVEIS FONTES ELÉTRICAS/TÉRMICAS, INICIAIS E REALMENTE SUSTENTÁVEIS – RURAIS E/OU PERIURBANAS/URBANAS; INDIVIDUAIS OU GRUPAIS E PARA REDUZIR CUSTOS LOCAIS E/OU VENDER -, A BEM DIAGNOSTICAR, CUSTOMIZAR, PROJETAR, IMPLANTAR E GERIR PARA HIBRIDIZAR/SOMAR NO BRASIL, ATÉ PORQUE JÁ SÃO MUITO USADAS/SOMADAS NA ÁSIA, EUROPA E ATÉ NA ÁFRICA, ONDE OS CUSTOS ENERGÉTICOS TAMBÉM ESTÃO CADA VEZ  MAIS ELEVADOS E IDEM POUCO CONFIÁVEIS E/OU COM MUITAS PERDAS, a saber:

1) PCH baratas para energia renovável, se possível sustentáveis, de pequeno e médio porte, mediante levantamentos, implantações e gestões muito bem feitas, sobretudo em termos de assoreamentos e de contenção seguras de enchentes, vazões, proteção de biomas = flora, fauna, etc..;

2) Usinas com mini turbinas por fluxos, instaladas em correntezas de rios, Córregos e riachos;

3) Usinas com mini turbinas pelton/similares, idem em pequenas quedas, normais ou cavadas, mínimas de 3 metros e 5 pol. de água;

4) Singás rápido e muito seguro (somente do tipo “CFB/UD”) para produzir muito hidrogênio energético (35% a 45% de conteúdo inicial) a partir de lixos locais ou de vilas vizinhas e/ou de fezes animais/humanas e/ou lodo de esgotos e/ou biomassas e/ou cascas, palhas e/ou sobras de alimentos, inclusive resíduos contaminados, ou não, de “chão de fábrica” etc.., tudo somente bruto, mas bem pré-desidratado e bem pré-tratado antes, e a  ser queimado ao final em moto-geradores especiais de ciclo diesel/bosch, somente liberando C02, vez que até o alcatrão mais a lignina e glicerina loiras se transformam em singás, muito ampliando seus volumes e qualidade final em h2;

5) Biogás lento para metano (60% na base), desde que liberados e assistidos, plenamente,  pelo IBAMA/ÓRGÃOS AMBIENTAIS ESTADUAIS (como obrigatórios nos aterros sanitários) com filtros obrigatórios e com custos compatíveis de tais filtros/sistemas + dos moto-geradores especiais necessários (a serem importados bem mais baratos), demais tudo como no item 4 acima;

6) Mini-médias usinas eólicas baratas, nacionais ou importadas, com start e freios adequados, gerando de 100 kwh a 500 kwh cada e com  6 m até 18 m de altura (lâminas até 28 m de diâmetro), desde que em locais com vento mínimo de 5 m/s e a serem medidos por 3 dias seguidos em uns 5 locais diferentes (pontos cardeais ou mais) e com alturas e horários também diferentes;

7) Energia Solar a ser captada por moderníssimas Calhas Parabólicas Termo-Solares PTC por até 8 horas/dia em dias ensolarados normais e por até 4 horas/dias nublados/chuvosos (radiação direta, indireta, UV, IV, refletiva por albedos vizinhos, inclusive por pedras, areias, prédios etc..) para produção e aquecimentos água/vapor industrial por 08 até 14 horas/dia, mediante estocagem adequada e com baixas perdas de, no mínimo, 60% da água/vapor iniciais e aquecidos até 250º C e/ou para a moderníssima geração rankine elétrica direta (DSG – “Direct Steam Generation) também por até 14 horas/dia e/OU PARA REAQUECIMENTOS CONTINUADOS DE FLUIDO TÉRMICO CIRCULANTE ATÉ 450º  (Therminol VP 2 ou LANX 500 ou outros “molten salt”) e que geram seguidamente por 4-6 horas no ciclo rankine (vapor/geração/água morna- condensado/vapor) até resfriarem e precisarem reentrar neste sistema captador solar PTC e/ou mesmo, internamente, no singaseificador do item “4” acima, nestes casos somando/re-hibridizando, mas agora até 860º C e por 24/horas/dia, também para produzir muita eletricidade segura,  barata e somável por 24 horas/dia e/ou água quente para uso caseiros/predial/piscinas qq portes/industrial e/ou vapor industrial barato;

8) Energia Solar Fotovoltaica captada (não aquecimento solar), desde que moderníssimas e viabilizadoras/contributivas reais (baratas, isto é com resultados e preços reais compatíveis com os valores das demais gerações e fontes acima), sempre com baterias solares reais (nunca veiculares) que permitam descarga máxima de 30% e sem danos (nunca os 50%-70%  hoje prometidos) e, além disso, seguras, baratas e com vida útil real, garantida, de 8 a 10 anos, para que não ocorram desabastecimentos em pelo menos 3 dias seguidos, nem a necessidade de se reconstruir/recomprar/reinstalar tais baterias/cabos nos valores de  60%-80% do custo total do sistema  FV e a cada 5 anos, como nas atuais;

9) Moto-geradores somente a biodiesel ou a etanol |(considerados como fontes de energia renovável, mas não sustentável), desde que funcionando mais como certos socorros apenas temporais/parciais nos casos de usos intensos da energia fotovoltaica acima, mesmo que bem mais cara ante as demais fontes possíveis, mas já com melhores fontes creditícias;

10) Futuras “células produtoras de hidrogênio” (“HCELL fuel”) muito mais barato para produção de eletricidade veicular com tanque para até 8 kg de h2 (rodam, de forma muito segura e sem nada poluir ou sonorizar, até 75 km com apenas 01 kg de h2), oriundas da concentração segura do hidrogênio de lixos e/ou biomassas e/ou outros resíduos do item 4, ampliando tal h2 para os 99% de pureza exigidos, como já obtido em equipamentos à venda na Austrália. Idem, proximamente, a partir de etanol, sendo que no momento tal h2, de outras fontes, ainda custa até 6 vezes mais do que a gasolina veicular por litro/kg. Na Ásia e na Europa, atual, muitos sistemas geradores elétricos híbridos HRES, ainda com forte presença de células solares FV (a maioria sem as caríssimas baterias ao pé), desde que estacionários, são obtidos pelo hidrogênio protônico e/ou hidrogênio por eletrólise da água, este com alto consumo energético (mas, ambos um pouco mais baratos do que o HCELL) para usos apenas como socorros temporais e/ou complementares, mas limpos/sustentáveis até por exigências dos demandantes (não sujos como nos a diesel ou a gasolina ou a GN) mas mesmo assim,  pelos HIBRIDISMOS, já viabilizam muitos locais.

VIDE diagnóstico base em ingles em:  

https://www.academia.edu/38677411/Hybrid_wind_photovoltaic_energy_system_developments_Critical_review_and_findings?auto=download&email_work_card=download-paper

 

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