Carros elétricos

Como funcionam os carros elétricos, e que diferença eles fazem em nossa vida

 


Como a utilização de automóveis, nos dias de hoje afetou a forma que as pessoas se movimentam é o que vamos discutir aqui. Questões até mesmo de saúde, e por que as pessoas pegam o carro para irem a lugares mais próximos de casa, quando poderiam simplesmente caminhar, assim se motivando a emagrecer, ou até mesmo entrar em forma?

motivação para emagrecer

Seria impossível falar de carros elétricos, hoje em dia sem mencionar o nome de uma pessoa: Elon Musk. O bilionário fundador da Tesla Motors, que agora se aventura no desenvolvimento de tecnologia aeroespacial, com o objetivo de visitar Marte, é o nome a ser citado quando a expressão ‘carro elétrico’ vem a tona. http://www.tesla.com
Existem diversas maneiras nas quais um carro elétrico pode ser configurado, entre elas: totalmente baterias, gás natural, ou célula de energia, mas a tecnologia é praticamente a mesma em todos eles. Eles têm 3 componentes básicos, que são uma unidade de armazenamento de energia, uma unidade de controle e uma unidade de propulsão.

esquema carro elétrico
A energia é mais comumente armazenada na forma de baterias químicas, e estas são alocadas no fundo do carro, abaixo do piso. Existem outras formas de armazenamento, mas vamos falar sobre esta primeiro. O controle é o que vai determinar quanto de energia será utilizado, é basicamente o cérebro do sistema, e é também ele que vai transformar um tipo de energia em outro, de acordo com a necessidade. Em seguida o motor elétrico, que pega a energia elétrica e a converte em energia física, que vai dar movimento às rodas, e por o veículo em marcha.
Os motores localizam-se nas rodas, que vão colocar o veículo em movimento. Por este motivo, alguns carros possuem mais de uma unidade de controle. A tecnologia básica é sempre a mesma, embora possa ser adaptada a diferentes usos, e a diferentes designs.
Os veículos movidos a hidrogênio, são também elétricos, pois usam a energia elétrica para pô-los em movimento. A diferença básica é que ele utiliza um sistema de armazenamento de energia alternativo às baterias: células de hidrogênio. Que é transformado em energia elétrica e água, assim diminuindo as emissões.
O Tesla é um veículo que utiliza baterias de lítio para o armazenamento de energia. Elas pesam muito e são dispostas no fundo do veículo, como já afirmado anteriormente. Elas possuem um sistema de aquecimento para o funcionamento em climas pesados de inverno. Para o carregamento das baterias o fabricante sugere que seja instalado uma estação de carregamento na casa do usuário, e que ele carregue normalmente como faria com um computador. Se o proprietário quiser ser ainda mais auto suficiente, poderia instalar painéis solares em casa, que alimentariam as baterias através de um dispositivo específico para isto.
A evolução do automóvel nos levou a pensar em nossas vidas e nosso futuro de um modo totalmente diferente. E agora, com mais facilidade ainda, como será o futuro de nossos filhos e netos. O que terão de diferente e quais as benesses e vieses que terão que enfrentar devido ao avanço tecnológico.

Painéis solares

Como funcionam os painéis solares

usina solar

Os painéis solares têm há muito tempo servido como fonte alternativa de geração de energia, principalmente naqueles lugares afastados, sem ligação com a rede de alta tensão dos países. Como fazendas, acampamentos no deserto e até mesmo hotéis no meio da selva amazônica.

As células fotovoltaicas são a menor parte divisível de um painel solar. Elas permitem que as partículas de luz, chamadas fótons, choquem-se contra elétrons, produzindo assim energia. Este nome aparentemente complicado é simplesmente para dizer que elas podem transformar luz do sol em energia. Cada célula é composta de duas camadas de material semi condutor, neste caso o silício, que é usado na fabricação de eletrônicos, notadamente microprocessadores.

Estas células funcionam, transmitindo energia através de um campo elétrico, similar a um campo magnético. Cada uma das duas camadas da célula tem uma carga, ou positiva, ou negativa, assim fazendo que a corrente flua de uma para a outra. O fósforo é utilizado em uma das camadas para adicionar mais carga positiva, enquanto o boro é utilizado para dar carga negativa à outra camada. Então quando um fóton de luz do sol se choca contra uma camada, o campo elétrico empurra aquele elétron para fora do ‘sanduíche’ de silício.

As armações de metal que circundam as células transformam estes elétrons em energia utilizável, que mais tarde vai ser armazenada ou gasta para fins domésticos ou industriais.

Outra forma de utilização da energia solar é através da energia térmica solar, que ao contrário da fotovoltaica, que transforma a luz diretamente em energia, e é utilizada em pequena escala, a usina térmica solar é enorme e utilizada em grande escala. Nos EUA nos últimos 10 anos foram construídas 4 usinas deste tipo no deserto do Mojave.

https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_thermal_energy

A principal diferença nos dois tipos de geração de energia através da luz solar, é que a térmica, ao contrário da fotovoltaica que gera energia diretamente, aquece um fluido. Este fluido é utilizado, como nas tradicionais usinas de energia suja, quando transformado em vapor, para acionar um gerador que produz eletricidade.

As usinas de energia termo solar são basicamente um conjunto de espelhos que servem para refletir e concentrar os raios solares. O calor é transferido para receptores que são convertidos em energia e armazenados para posterior utilização. Os espelhos convexos são direcionados a um só ponto, que pode chegar em alguns casos a 750º Celsius. Estes espelhos são móveis, e seguem a luz do sol automaticamente durante o dia. Estas usinas têm um sistema de reserva com combustível fóssil, para a noite e também para períodos sem luz do sol, como em dias nublados.

A peça que falta é o armazenamento. Como numa estufa, que armazena o calor do sol de dia, para ser dissipado a noite, as usinas termo solares têm no armazenamento seu maior problema. Estudos têm sido feitos e novas formas de armazenamento da energia solar surgiram, como tanques de água, pedras e tubos enterrados no solo.

A energia solar é uma promessa que parece distante, visto os diversos obstáculos ao seu desenvolvimento, mas em lugares remotos, pessoas já têm a sua disposição uma forma relativamente barata e confiável de poder contar com esta energia para um banho quente, um eletrodoméstico ou até mesmo para irrigar uma plantação.

Hélio

Hélio e a Fusão Nuclear

sol gás hélio

sol

As usinas nucleares usam uma reação para produzir calor, este calor por sua vez, aquece a água que gira uma turbina. Os reatores nucleares atuais são do tipo fissão nuclear, em que um núcleo de urânio é dividido. Esta reação libera energia, mas também radioatividade, e dejetos tóxicos, que têm que ser corretamente armazenados para evitar contaminações.

Há muitos anos a pesquisa energética para viabilizar a fusão nuclear tem sido o foco dos cientistas. Considerada uma energia limpa, pois não gera dejetos radioativos, é muito difícil de ser armazenada. É o tipo de energia gerada no sol ou nas estrelas, pela ação do gás hélio.

O maior problema na utilização do hélio 3, é que na Terra ele é extremamente raro, pois é emitido pelo sol, e nossa atmosfera funciona como um tipo de filtro para este tipo de gás, não o deixando penetrar. A lua contudo, por não ter atmosfera, é bombardeada com o hélio o tempo inteiro, fazendo seu solo ser rico neste elemento. A solução seria aquecer o solo lunar até uma temperatura de extração do hélio, e então armazená-lo para levar à Terra com o objetivo de utilizar na produção de energia limpa.

O único mineral economicamente viável de ser extraído da Lua é o hélio, pois chegaria de volta à Terra ao preço de três bilhões de dólares a tonelada. Visto que um ônibus espacial carrega 25 toneladas, seria um projeto financeiramente interessante. O principal problema é o estabelecimento de uma base permanente na Lua para a mineração do hélio, e toda a tecnologia envolvida no transporte. Tecnologia esta que ainda não existe, e não esperamos desenvolvê-la até 2020.

Rússia e China já demonstram interesse em começar o desenvolvimento desta nova tecnologia, e já dão um passo a este futuro. Podemos esperar que próximo a 2030 ou além, os chineses já tenham se estabelecido na Lua. Disto para um programa de mineração é somente questão de tempo.

A mídia como sempre não dá a atenção devida aos avanços da ciência. Parece estar atolada em apoiar as usinas de energia solar e eólica, algo que já se provou completamente economicamente inviável para as grandes cidades, somente tendo seu valor apreciado quando utilizado em ambientes longínquos.

 

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