ENERGIA ELÉTRICA DE ORIGEM TÉRMICA

TÍTULO:

ENERGIA ELÉTRICA DE ORIGEM TÉRMICA

AUTOR: Wesley A. Paixão; Isabella P. da Silva; Marcelo S. Andrade; Gesiel A. Maria; Alessandro M. Moreno Jr.

CURSO: Engenharia Ciclo Básico

CAMPUS: Limeira

ORIENTADOR: André Livorati

RESUMO

TÍTULO DO PROJETO: Energia elétrica de origem térmica

Autor: Wesley A. Paixão; Isabella P. da Silva; Marcelo S. Andrade; Gesiel A. Maria; Alessandro M. Moreno Jr.

Resumo: Em 1821,o físico alemão Thomas Seebeck descobriu que, juntando os pontos de dois fios de metais diferentes, e mantendo as junções em temperaturas diferentes, surgia uma corrente elétrica pelos fios. Ficou conhecido como o efeito Seebeck.

Em geral o efeito Seebeck faz conversão de energia relacionando diferenças de temperatura em metais com potencial elétrico.

Cada tipo de metal tem uma capacidade diferente de fazer trocas de elétrons. Usando o efeito Seebeck , que é portanto utilizado em usinas e industrias pela agitação térmica, agitação dos átomos e moléculas, para transferir calor de um corpo para outro, é considerado uma das maiores inovações tecnológicas desenvolvidas pelo homem.

Lembrando sempre que não se pode criar ou destruir eletricidade, pois energia elétrica vem da conversão de energia como da força dos ventos, raios solares, queima de gás e força das águas. Energia química por exemplo pode ser baseada na queima de carvão, energia cinética de automóveis que é retirada da gasolina, etc.

O experimento mostra-se conversão de um tipo de para outro usando o próprio efeito de Seebeck, usando a junção de cobre e ferro com temperaturas diferentes, usando água e gelo para equilibrar a temperatura, e a outra junção estava na chama de uma vela.

SUMÁRIO

? INTRODUÇÃO (3)

? MÉTODO (4)

? RESULTADOS (5)

? DISCUSSÃO (13)

? REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (14)

? ANEXOS (15)

? Introdução:

O estado tecnológico atual e a larga perspectiva de desenvolvimento trouxe o desafio de encontrar novas fontes de energia para a produção. Na mesma direção, o aumento populacional impôs a necessidade de gerar mais energia para o consumo.

Atualmente há a necessidade de se criar novas fontes de energia que busquem a sustentabilidade e a preservação do meio ambiente.

Uma das fontes apontadas pela ciência como capazes de suprir tais necessidades no futuro e de maneira sustentável, é a solar. Através dela podemos obter o calor e transformá-lo em energia elétrica por meio de vários métodos e equipamentos, mais especificamente, através de termopares, assunto que será abordado neste trabalho. Os termopares são os sensores de temperatura preferidos nas aplicações industriais, seja pela sua robustez, seja pela simplicidade de operação. Entretanto, para que as medições de temperatura com termopar sejam significativas e confiáveis, é fundamental conhecer não somente os princípios básicos de operação, como também as condições que o usuário deve proporcionar para que esses princípios sejam válidos.

A energia elétrica obtida por termopares é denominada efeito Seebeck. O coeficiente Seebeck é medido em V/K e o valor padrão para esta medida está na faixa de mV/K (milivolts/Kelvin). O físico alemão responsável por essa descoberta se chamava Thomas Johann Seebeck, que em 1821, descobriu o efeito termoelétrico que refere que, uma junção de metais distintos produz uma tensão elétrica cujo valor depende dos materiais que a compõem e da temperatura a que se encontra. Este efeito é conhecido como efeito de Seebeck e é neste princípio que se baseia o funcionamento do termopar.

Como o coeficiente Seebeck é dependente da temperatura da junção, uma temperatura maior pode fornecer um maior potencial elétrico. O efeito contrário é conhecido por efeito Peltier e produz um gradiente de temperatura a partir a aplicação de um potencial elétrico, mas o foco principal aqui, é o primeiro citado.

A proposta deste trabalho são: transformar a energia do calor em energia elétrica através da construção de um simples termopar e obter a caracterização de junções metálicas e semicondutoras para alguns materiais buscando determinar os parâmetros relacionados com o coeficiente Seebeck.

Será que este experimento é capaz de produzir correntes com valores significativos que podem alimentar sistemas ou circuitos? Será que a presença de fios compostos de dois materiais diferentes, possui alguma interferência no projeto? Se trocarmos os materiais dos fios, e aplicarmos a mesma temperatura, teremos os mesmos valores para tensão e corrente? Qual a aplicação do coeficiente de Seebeck no experimento? O comportamento deste fenômeno pode ser representado graficamente?

Este tema possui grande importância cientifica, social e ambiental, pelo fato de produzir energia elétrica de maneira que não agride o meio ambiente e com baixo custo benefício em comparação com outras formas, mas para ser aproveitada essa energia, precisa-se de valores significativos de tensão e corrente e apenas um termopar não atende essa necessidade. No decorrer do trabalho será explicado o método que deve ser adotado para atingir esses valores.

? Método:

Para a realização deste experimento, foram utilizados três fios sem isolação, cuja principal composição química de dois deles, foi o cobre (94,5% Cu; 0,4% Cr e 0,15% Zr), e do outro, o ferro (64,85% de ferro; 20% Cr; 12% Ni; 2% Mn; 1% Si; 0,08%C e outros elementos em menores escalas), também chamado de aço inoxidável. Para deixar a temperatura à 0ºC na a ponta fria