Um ser humano enquanto animal caçador/recolector utiliza uma potência média de 0,17 kw (um total de 3500 kcal/dia). Se compararmos com um americano médio que actualmente gasta 10 kw (equivalente a 7800 kg de petróleo por ano), a evolução do nível de vida foi acompanhado por um aumento de 60 vezes no consumo de energia.
Por a energia ser tão importante no desenvolvimento da humanidade, associamos a revolução industrial ao surgimento da máquina a vapor de James Watt (década de 1770) e, posteriormente, do motor eléctrico (década de 1880).
Actualmente, tempo de crise energética, a energia eléctrica surge como a esperança da humanidade continuar a ter acesso a cada vez mais energia, baseada na electrónica.
Vejamos como a electrónica entrou nesta corrida.
Temos tendência a pensar que a electrónica é a disciplina que estuda os computadores mas, de facto, é a disciplina que estuda o comportamento do electrão no vácuo!
Poderão pensar que os computadores não têm lá dentro vácuo mas, recordando as "válvulas de vácuo", logo vemos que existe uma ligação. Sim, o "CPU" do primeiro computador (o ENIAC, 1947) era formado por 180 mil válvulas de vácuo.
A história da electrónica começa com uma experiência de Julius Elster e Hans Geitel em 1880. Nesse tempo já se sabia que a electricidade de muito alta tensão conseguia atravessar o ar, emitindo luz (um relâmpago). O que Elster e Geitel fizeram foi investigar duas coisas. Primeiro, se a corrente atravessava o vácuo e, segundo, se um emissor quente facilitava a travessia (precisando de uma tensão mais baixa). Construíram então o primeiro emissor de electricidade que hoje conhecemos por díodo.
O díodo é condutor da electricidade num sentido (da parte quente para a fria) mas não no outro sentido. Por só permitir a passagem da corrente num sentido, começou por se chamar "válvula".
A "válvula" abriu a porta ao transístor que é o "neurónio" dos computadores (não vou entrar em pormenores).
Fig. 1 - Esquema de um díodo onde se mostra que a corrente só passa do lado quente para o frio.
A electrónica e a célula foto-voltaica.
Na válvula a corrente só passa do ânodo (-) para a cátodo (+) acima de 700 volts. Então, se conseguirmos (usando luz ou outro efeito físico) que um electrão "salte" do cátodo (+) para o ânodo (-), vão-se acumular electrões enquanto a tensão for inferior a 700 volts. Essa tensão vai "dar a volta por trás" criando uma corrente eléctrica.
Naturalmente que não é possível, com luz visível, fazer o electrão saltar 700 volts mas, como na electrónica do silício esse salto é de apenas 0,67 volts, já é possível excitar electrões com energia suficiente para darem esse pequeno o salto. Uma vez dado o salto, os electrões já não podem voltar para trás enquanto a tensão for inferior a 0,67 volts que se denomina, nos painéis solares, como a "tensão de circuito aberto" (
ver, exemplo de 530W). Por exemplo, um painel solar com 72 células em série tem uma "tensão de curto-circuito" de 47,9 V.
A energia máxima é conseguido quando se "ordenham" os electrões quando estes atingem 85% da tensão de curto-circuito (para carregar uma bateria de 12 volts, usam-se 6 x 4 = 24 células em série).
Os painéis solares e os aero-geradores (vira-ventos).
Os painéis solares não têm partes móveis pelo que não precisam de manutenção ou de substituição de peças gastas. Depois de instalados um painel, durante 20 ou 30 anos só é preciso garantir que a vegetação não cresce (o painel envelhece perdendo cerca de 0,6% de potência por ano).
Já os vira-ventos, por terem partes móveis, têm necessidade de manutenção. Estes custos são maiores quando os vira-ventos estão no mar ou no cimo das montanhas.
Assim, os painéis solares baseados na electrónica têm muito mais futuro que os vira-ventos.
A energia não é verde!
A energia do carvão e do petróleo é "energia preta".
A energia hídrica é "energia azul".
Pensando, de forma redutora, que a natureza é verde, as tecnologias que não "ferem" o meio ambiente denominam-se por verdes.
Fig. 2 - A ave do paraíso, de rara beleza, é natural e não é verde.
A intermitência da "energia verde".
É aqui que surge o custo da energia verde.
Vamos supor um sistema de transportes (com dados próximos da realidade).
Em Portugal há cerca de 5 milhões de carros.
O carro custa 600€/ano mais 0,10€/km (cada carro faz 15 mil km/ano).
As estradas custam 2000 milhões € por ano (onde circulam os 5 milhões de carros).
Desta forma, o custo por km fica na ordem de:
Estradas: 2000/5 = 400€/ano/carro.
Total: (600+400)/15000 + 0,10 = 0,17€/km.
Vamos supor que as trotinetas têm um custo é de 0,01€/km.
Agora o cálculo do custo.
Vamos supor que todas as pessoas circulam de trotineta nos dias em que está bom tempo (99% dos dias a que correspondem 14850km/ano) e que viajam de carro 1% dos dias (quando chove muito, a que correspondem 150km/ano).
Uma média simples diria que o custo é:
99% * 0,01€/km + 1%*0,17€/km = 0,012€/km.
Mas esta conta está errada porque os carros e as estradas têm que existir mesmo quando as pessoas andam de trotineta. Assim, a intermitência faz com que o custo fixo em carros e estradas tenha que estar lá. Desta forma, a intermitência faz o custo ser
(600+400 + 150*0,1+0,01*14850)/15000 = 0,08€/km.
A energia solar e eólica obriga a haver centrais a gás natural paradas.
Essas centrais estão de plantão à espera que, de repente, o tempo fique escuro e não haja vento.
Essas centrais paradas acrescentam custos aos sistema de forma que não podemos aproveitar as vantagens, em termos de custo, que estão a chegar à energia foto-voltaica com base electrónica.
E o hidrogénio?
A ideia é armazenar energia durante os dias de Verão (quando há muita luz solar) para utilizar nas noites e no Inverno (quando não há luz solar).
Outra ideia é transportar hidrogénio dos países com mais sol para os países do norte da Europa.
Mas o hidrogénio tem vários problemas.
O primeiro é que fica muito caro produzir e armazenar hidrogénio. Para retirarmos energia da rede e voltarmos a injectar energia com base no hidrogénio, além do grande investimento (que precisa ser amortizado), na melhor das hipóteses, para injectar 1kwh precisamos consumir 4kwh.
O segundo é que o hidrogénio é pouco denso (apenas 45 gramas por m3), pelo que ter o equivalente a uma garrafa de gás propano de 13 kg precisamos de quase 300 m3 de hidrogénio. Transportar tamanho volume por um gasoduto fica muito caro.
Fig. 3 - Fica mais barato transportar electricidade.
Falando um bocadinho sobre a Covid-19.
Está a evoluir favoravelmente.
A cada 5 dias, o número de mortos tem diminuído 10% (traduz um R de 0,90).
Pensando que estamos praticamente sem confinamento, é uma evolução muito boa.
A andar assim, daqui a 3 meses teremos menos do que um morto por dia.
Isto se a avozinha da DGS não teimar (como já teimaram que as máscaras eram contra-producentes ou que não se deveriam vacinar os jovens) em não dar a terceira, quarta ou quinta dose de vacinna.
Já agora, a terceira dose é proibida?
Quando a DGS diz que não aconselha a toma pelas pessoas saudáveis da terceira dose, não diz ser proibido. Então, porque razão o ministério da saúde não disponibiliza a vacina para que uma pessoa a possa comprar, pagando o preço do seu bolso, e injectar no braço?
É que sabe-se que não faz mal nenhum tomar a terceira ou quarta dose e a vacina da covid-19 não está proibida.
E ninguém fala disto?
Isto é tratar as pessoas como crianças acéfalas.
Gostei do que se passou em Lisboa.
Tanta cagança, tanta bazuca, tanto dizer que os outros não prestam e, no fim da noite, perdeu.
As melhores das vitórias (e as piores das derrotas), David contra Golias, as que são contada por Vergílio e Camões, são as contra todas as probabilidades.
Fig. 5 - Uuuuuuaaaaaiiiiiiiuuuaaaa pumba.
Quanto ao Rui Rio.
Não esteve muito mal nos últimos dias da campanha, até merece escrever o nome com letra maiúscula.
Se for para tirar o Rio e meter lá o Rangel, mais vale deixar a coisa como está.
O Rio tem o problema de ser um esquerdista mas o Rangel não tem mesmo nada dentro daquela cabecinha.
segunda-feira, setembro 27, 2021
1 comentários:
Na Economia dou-lhe crédito, Professor.
Mas em electricidade e electrónica os erros são tantos que melhor seria apagar o texto.
Num diodo de vacuo ou estado sólido,a corrente começa a passar com zero volt, não 700.
No estado sólido é exponencial com a tensão, nas valvulas proporcional a cerca do valor da tensão elevado a 3/2.
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