Energia Solar

Energia Solar

O que é?

Energia solar é a designação dada a qualquer tipo de captação (e, em certo sentido, da energia térmica) proveniente do Sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, seja diretamente para aquecimento de água ou ainda como energia elétrica ou mecânica.

No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m2 de energia, medição feita numa superfície normal (em ângulo reto) com o Sol. Disso, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é refletido pelas nuvens. Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz visível ou luz ultravioleta.

Energia solar é aquela proveniente do Sol (energia térmica e luminosa). Sendo depois utilizada pelo Homem como energia elétrica ou para o aquecimento de água.



Como é utilizada?

A energia solar é aproveitada através de painéis e coletores solares. Os painéis solares são dispositivos que convertem a energia da luz do sol em energia elétrica. Estes são compostos por células solares. Estas células criam uma diferença de potencial elétrico por ação da luz, ou seja, absorvem a energia do sol fazendo a corrente elétrica fluir entre duas camadas com cargas opostas.
Os coletores solares captam a radiação solar aquecendo uma placa coletora. A acumulação da radiação irá transferir energia sob a forma de calor para a serpentina de tubos com um fluido, aquecendo-o. Como o fluido a temperatura superior é menos denso, irá subir até ao reservatório com água da rede. Ao passar no seu interior, o fluido irá transferir energia sob a forma de calor para a água no depósito. Esta poderá ser então utilizada. Após esta transferência, o fluido terá arrefecido, ficando mais denso e descendo de volta ao coletor, onde reiniciará o seu ciclo.

Vantagens:

* A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é totalmente controlável utilizando as formas de controles existentes atualmente.
* As centrais necessitam de manutenção mínima.
* Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem decaindo.
* A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão.
* Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em praticamente todo o território, e, em locais longe dos centros de produção energética, sua utilização ajuda a diminuir a demanda energética nestes e consequentemente a perda de energia que ocorreria na transmissão.


Desvantagens:

* Os preços são muito elevados em relação aos outros meios de energia.
* Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação atmosférica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia.
* Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova Zelândia e Sul da Argentina e Chile) sofrem quedas brusca s de produção durante os meses de inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variações diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade.
* As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas por exemplo aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia hidroelétrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da laranja).

Tipos de Energia Solar


Método de captura direto significa que há apenas uma transformação para fazer da energia solar um tipo de energia utilizável pelo homem. Exemplos: A energia solar atinge uma célula fotovoltaica criando eletricidade. (A conversão a partir de células fotovoltaicas é classificada como direta, apesar de que a energia elétrica gerada precisará de nova conversão - em energia luminosa ou mecânica, por exemplo - para se fazer útil.) A energia solar atinge uma superfície escura e é transformada em calor, que aquecerá uma quantidade de água, por exemplo - esse princípio é muito utilizado em aquecedores solares.

Método de captura indireto significa que precisará haver mais de uma transformação para que surja energia utilizável. Exemplo: Sistemas que controlam automaticamente cortinas, de acordo com a disponibilidade de luz do Sol.

Sistemas passivos são geralmente diretos, apesar de envolverem (algumas vezes) fluxo em convecção, que é tecnicamente uma conversão de calor em energia mecânica.

Sistemas ativos são sistemas que apelam ao auxílio de dispositivos elétricos, mecânicos ou químicos para aumentar a efetividade da coleta. Sistemas indiretos são quase sempre também ativos.

Coletor solar

A radiação solar pode ser absorvida por coletores solares, principalmente para aquecimento de água, a temperaturas relativamente baixas (inferiores a 100ºC). O uso dessa tecnologia ocorre predominantemente no setor residencial(2), mas há demanda significativa e aplicações em outros setores, como edifícios públicos e comerciais, hospitais, restaurantes, hotéis e similares. Esse sistema de aproveitamento térmico da energia solar, também denominado aquecimento solar ativo, envolve o uso de um coletor solar discreto. O coletor é instalado normalmente no teto das residências e edificações. Devido à baixa densidade da energia solar que incide sobre a superfície terrestre, o atendimento de uma única residência pode requerer a instalação de vários metros quadrados de coletores. Para o suprimento de água quente de uma residência típica (três ou quatro moradores), são necessários cerca de 4 m2 de coletor. Um exemplo de coletor solar plano é este:

Abaixo imagem mostrando a Radição solar global diária - média anual típica (W h/m2. dia)