Curso de Energias Renováveis e Armazenamento

Aula 1 • Fundamentos de Energia e Unidades

Abrange princípios termodinâmicos, unidades de energia e métricas de potência essenciais para todas as tecnologias renováveis. Estabelece a linguagem quantitativa usada ao longo do curso.

Aula 2 • Panorama Energético Global

Examina a atual dependência de combustíveis fósseis, as emissões de carbono e os impulsionadores da transição energética. Contextualiza por que as renováveis são econômica e ambientalmente urgentes.

Aula 3 • Classificação de Recursos Renováveis

Define recursos solares, eólicos, hídricos, geotérmicos e de biomassa por origem e disponibilidade. Fornece uma taxonomia que os alunos aplicam ao avaliar a adequação do local.

Aula 4 • Arcabouços Regulatórios e de Políticas

Examina estruturas de incentivo, códigos de rede e processos de licenciamento que regem a implantação de renováveis. Os alunos reconhecem como a política molda a viabilidade dos projetos.

Aula 1 • Características do Módulo Fotovoltaico

Analisa curvas I-V, fator de preenchimento e coeficientes de temperatura que determinam a saída real do módulo. Conecta classificações de laboratório às expectativas de desempenho em campo.

Aula 2 • Física de Células Fotovoltaicas e Materiais

Abrange bandas proibidas de semicondutores, junções p-n e geração de portadores em células de silício e filme fino. Fundamenta a análise de desempenho do módulo na ciência dos materiais.

Aula 3 • Avaliação do Recurso Solar

Ensina medição de irradiância, horas de sol de pico e ferramentas de análise de sombreamento. Permite a previsão precisa da produção de energia antes da instalação do sistema.

Aula 4 • Dimensionamento e Projeto de Sistemas Fotovoltaicos

Aplica análise de carga, dimensionamento de arranjo e modelagem de fatores de perda para produzir um projeto de sistema completo. Os alunos entregam um projeto fotovoltaico dimensionado para um determinado perfil de carga.

Aula 1 • Aerodinâmica de Turbinas e Projeto de Rotor

Abrange o limite de Betz, a teoria do momento do elemento de pá e a seleção de aerofólios para otimização do rotor. Vincula a teoria aerodinâmica à forma da curva de potência da turbina.

Aula 2 • Fundamentos do Recurso Eólico

Explica a camada limite atmosférica, o cisalhamento do vento e a intensidade da turbulência como entradas para o posicionamento de turbinas. Estabelece a base meteorológica para a avaliação da energia eólica.

Aula 3 • Layout de Parques Eólicos e Efeitos de Esteira

Aborda o espaçamento entre turbinas, a modelagem de déficit de esteira e os efeitos do terreno na eficiência do arranjo. Permite que os alunos otimizem o layout para a produção máxima anual de energia.

Aula 4 • Avaliação da Produção de Energia Eólica

Integra campanhas de medição de vento, análise de incertezas e estimativas de produção P50/P90. Os alunos produzem um relatório de produção de energia bancável.

Aula 1 • Recurso Hidrelétrico e Avaliação de Locais

Abrange curvas de duração de vazão, medição de altura de queda e hidrologia de bacia para triagem de locais. Fornece as ferramentas hidrológicas necessárias antes da seleção da turbina.

Aula 2 • Considerações Ambientais e Sociais

Aborda questões de passagem de peixes, transporte de sedimentos e deslocamento de comunidades no desenvolvimento de projetos hidrelétricos. Os alunos aplicam estratégias de mitigação ao planejamento de projetos.

Aula 3 • Tecnologias de Energia das Marés e das Ondas

Descreve turbinas de corrente de maré, barragens de maré e conversores de energia das ondas com suas características de recurso. Posiciona a energia oceânica dentro do portfólio renovável mais amplo.

Aula 4 • Pequenas Centrais Hidrelétricas e Micro-Hidrelétricas

Examina turbinas de baixa queda, sistemas pico-hidrelétricos e instalações em escala comunitária para eletrificação fora da rede. Faz a ponte entre conceitos de grande escala hidrelétrica e aplicações distribuídas.

Aula 1 • Configurações de Usinas Geotérmicas

Compara usinas de vapor seco, vapor flash e ciclo binário por temperatura do recurso e características do fluido. Os alunos selecionam o tipo de usina com base nas condições do reservatório.

Aula 2 • Matérias-Primas de Biomassa e Cadeias de Suprimento

Examina resíduos agrícolas, culturas energéticas, resíduos florestais e resíduos sólidos urbanos como insumos de biomassa. Aborda critérios de sustentabilidade e logística da cadeia de suprimento.

Aula 3 • Conversão Bioquímica e Biocombustíveis

Explica as rotas de digestão anaeróbica, fermentação e transesterificação para biogás, bioetanol e biodiesel. Os alunos comparam eficiências de conversão e aplicações de uso final.

Aula 4 • Rotas de Conversão Termoquímica

Abrange processos de combustão, gaseificação e pirólise que convertem biomassa sólida em calor, energia ou gás de síntese. Vincula as condições do processo à qualidade e eficiência do produto.

Aula 1 • Hidrogênio como Vetor Energético

Explica eletrólise, métodos de armazenamento de hidrogênio e reconversão por célula a combustível para armazenamento de energia de longa duração. Os alunos avaliam as rotas de hidrogênio verde em sistemas renováveis.

Aula 2 • Armazenamento Hidrelétrico por Bombeamento e Ar Comprimido

Abrange o armazenamento hidrelétrico por bombeamento e o armazenamento de energia por ar comprimido como opções de grande escala e longa duração. Conecta o armazenamento mecânico aos requisitos de balanceamento da rede.

Aula 3 • Armazenamento Térmico de Energia

Descreve métodos de armazenamento de calor sensível, calor latente e termoquímico usados em aplicações solares térmicas e de edificações. Destaca a integração com aquecimento e resfriamento distrital.

Aula 4 • Sistemas de Baterias de Íon-Lítio e Avançadas

Examina as químicas de íon-lítio, sistemas de gerenciamento de bateria e alternativas emergentes de estado sólido e baterias de fluxo. Os alunos comparam químicas por segurança, custo e adequação à aplicação.

Aula 1 • Arquitetura da Rede Elétrica

Revisa a estrutura da rede de transmissão e distribuição, níveis de tensão e códigos de rede relevantes para a interligação de renováveis. Estabelece o contexto da rede para os desafios de integração.

Aula 2 • Redes Elétricas Inteligentes e Microrredes

Abrange medição avançada, gerenciamento de recursos energéticos distribuídos e arquiteturas de controle de microrredes. Posiciona as tecnologias de redes inteligentes como facilitadoras da alta penetração renovável.

Aula 3 • Estratégias para Alta Penetração Renovável

Examina o gerenciamento de corte de geração, o acoplamento setorial e as estratégias de expansão da transmissão para redes com participação renovável superior a cinquenta por cento. Os alunos projetam roteiros de integração para cenários de alta penetração.

Aula 4 • Serviços Ancilares e Controle de Frequência

Explica a regulação de frequência, suporte de tensão e serviços de reserva girante que as renováveis devem fornecer ou substituir. Os alunos identificam como o armazenamento e os inversores fornecem serviços ancilares.

Aula 1 • Operação, Manutenção e Desempenho

Aborda estratégias de manutenção preventiva e preditiva, monitoramento da taxa de desempenho e gestão de ativos ao longo da vida operacional de um projeto.

Aula 2 • Ciclo de Vida do Projeto e Viabilidade

Mapeia as etapas de desenvolvimento, da identificação do local à comissionamento, e define os componentes do estudo de viabilidade. Fornece aos alunos uma estrutura organizada para gerenciar o progresso do projeto.

Aula 3 • Aquisição e Contratação

Explica contratos EPC, estratégias de aquisição de equipamentos e garantias de desempenho na entrega de projetos renováveis. Os alunos estruturam a aquisição para gerenciar o risco de custo e cronograma.

Aula 4 • Avaliação de Impacto Ambiental e Social

Abrange a metodologia de avaliação de impacto, consulta às partes interessadas e hierarquia de mitigação para projetos renováveis. Os alunos aplicam arcabouços de avaliação para minimizar os riscos do projeto.