Você sabe como funciona a energia solar?

Entra ano, sai ano e em todo período de seca é a mesma história: redução do nível de água, quedas de energia…Mas, o que uma coisa tem a ver com a outra? Calma que vamos explicar tudo para você!

A maior parte da energia consumida no mundo, ainda, provém de usinas hidrelétricas. Essas construções gigantescas em meio a um grande rio aproveita a energia potencial gravitacional da água para gerar energia elétrica.

Ok mas, por mais que a água seja abundante, especialmente no Brasil, não corre o risco de um dia acabar e, aí, ficarmos sem produção de energia? Sim, e esse risco é, cada vez, mais real! Por isso, sociedades e consumidores individuais têm buscado fontes alternativas.

Uma delas é a energia solar. Mais uma vez, puxando o exemplo para nosso país, onde o sol – forte, diga-se de passagem – brilha na maior parte do ano, trata-se de uma opção bastante viável para substituir o abastecimento elétrico. Vamos conhecer um pouco mais sobre ela?

Quais são as principais fontes de energia?

Antes de falar sobre a energia solar, em específico, que tal dar uma pincelada em todas as fontes de produção? Pois bem, podemos mencionar que as principais matrizes energéticas de possível utilização são:

• Hidráulica: combustível da geração de eletricidade a partir da fonte hidráulica, como a queda de um rio.
• Gás Natural: eletricidade produzida a partir da queima de combustíveis.
• Petróleo: queima dos combustíveis em caldeiras, turbinas e motores de combustão interna.
• Carvão: geração a partir de usinas termelétricas.
• Nuclear: fissão do urânio em reator nuclear.
• Biomassa: recurso renovável oriundo de matéria orgânica (de origem animal ou vegetal) utilizada na produção de energia.
• Eólica: energia cinética contida no vento convertida por meio de turbinas eólicas.
• Solar: captação da luz do Sol a partir de painéis.
• Geotérmica: obtida pelo calor que existe no interior da Terra (gêiseres).
• Marítima: aproveitamento das marés, correntes marítimas, ondas, energia térmica e gradientes de salinidade.
• Biogás: obtido a partir da biomassa contida em dejetos e esgotos, que passa do estado sólido para o gasoso através da ação de microorganismos que decompõem a matéria orgânica.

O que é a energia solar?

A energia solar, como o próprio nome já diz, é o tipo de energia captada pela luz e calor do Sol sob a forma de radiação. Ao contrário de outros tipos de energia, é proveniente de uma fonte inesgotável e renovável, ou seja, que se renova anualmente.

No início, a energia solar era utilizada para gerar energia em satélites mas, sua evolução tornou-a viável para aplicações terrestres, como fornecimento de energia a casas e indústrias.

Como a energia solar é produzida?

A geração de energia por meio da luz solar está relacionada ao chamado “efeito fotovoltaico”. O fenômeno foi observado, pela primeira vez, em 1893 pelo físico francês Alexandre-Edmond Becquerel. O efeito fotovoltaico, nada mais é, que a conversão da energia luminosa que incide sobre materiais semicondutores em eletricidade.

Os painéis solares, aquelas placas imensas que você já deve ter visto sobre casas por aí, são feitos com base nesse efeito. Essa ferramenta é feita por células fotovoltaicas, dispositivos semicondutores que conseguem captar a luz, transformá-la em energia e gerar corrente elétrica que pode circular.

• Ao longo do dia, os painéis solares, também chamados de módulos fotovoltaicos, captam a luz do sol e geram a energia. É importante que haja a incidência direta da radiação solar para que as células apresentem processo de conversão mais eficiente.
• A energia captada é, então, direcionada para o inversor solar. Esse equipamento é o responsável pela conversão da energia para as características da rede elétrica convencional. Esse processo de geração acontece graças ao efeito fotovoltaico.
• Depois de passar pelo inversor, a energia é transmitida para o quadro de energia que, então, a distribui para os demais ambientes. A energia consumida é registrada pelo medidor bidirecional.

No começo, os sistemas de conversão eram isolados, ou seja, não se conectavam a nenhuma rede de fornecimento de energia. Por isso, era necessário introduzir uma espécie de acumulador para suprir a demanda de energia quando a incidência de luz solar fosse baixa ou nula.

Atualmente, os sistemas estão sendo usados de forma interligada. Assim, a energia gerada pelos painéis são direcionados, de forma direta, à rede elétrica, sem precisar dos acumuladores. De forma mais simples, vamos fazer um esquema de como funciona a captação da energia solar:

Quais são as formas de captura da energia solar?

As formas de captação de energia solar são classificadas em direto, indireto, passivo e ativo. Veja os detalhes de cada uma.

• Passivos: sistemas, normalmente, diretos como estufas que transferem calor para o ar.
• Ativos: funcionam com o auxílio de dispositivos mecânicos que aprimoram o desempenho da coleta de energia.
• Direto: capturam a energia solar em uma etapa e a transformam na energia utilizada
• Indireto: a captação de energia acontece em duas ou mais etapas

Quais os tipos de tecnologia de energia solar?

O aproveitamento e a captação desse tipo de energia pode ser feito por diferentes tipos de tecnologia, como o aquecimento solar, energia solar fotovoltaica, energia heliotérmica e arquitetura solar. Confira mais detalhes sobre cada uma:

• Coletor solar: também chamado de aquecedor, é a tecnologia mais conhecida. É usado para aquecer o banho em residências e gerar água quente para uso industrial
• Energia solar térmica: aproveita a energia solar para gerar energia térmica. Seu primeiro uso aconteceu em 1910 quando alimentaram um motor pelo vapor produzido através do aquecimento de água aproveitando a luz solar captada no Saara.
• Energia solar heliotérmica: por meio de concentradores, a energia é focada em um ponto específico para aquecer um líquido interno que vai servir para gerar vapor e, assim, alimentar uma turbina elétrica.
• Energia solar fotovoltaica: conversão direta da radiação solar para energia elétrica através de materiais semicondutores como o silício cristalino.

Onde a energia solar é utilizada?

Inicialmente utilizada como forma de aquecimento de água nas residências, o uso da energia solar se expandiu, consideravelmente, acompanhando sua evolução. Entre suas aplicações residenciais, estão secar roupas no varal, aquecimento de uma área específica por meio de estufa, aquecimento da água e fornecimento de energia elétrica.

Nas indústrias, a energia solar é utilizada para a produção da própria energia elétrica, aquecimento de água para processos industriais, além de clarabóias nos telhados para facilitar a entrada da luz solar e economizar com iluminação.

Quais os países que mais usam energia solar?

Dados de 2016 mostram, em ordem decrescente aplicada, de potência os 37 países que mais utilizam energia solar como fonte alternativa de fornecimento. É interessante notar que o Brasil, cuja incidência solar é, consideravelmente, maior que em nações europeias, não está na lista.

Vantagens e desvantagens da energia solar

Como todo sistema de utilização, a energia solar apresenta vantagens e desvantagens. Entre os benefícios trazidos por essa fonte alternativa, estão:

• economia na conta de energia
• o processo de geração não emite dióxido de carbono, óxidos de nitrogênio e dióxido de enxofre, gases que contribuem para o aquecimento global e são nocivos para a saúde humana
  requer áreas menos extensas que as usinas hidrelétricas
• no Brasil, é vantajoso porque o país possui grandes áreas com radiação incidente e está mais próximo à linha do Equador

Como nem tudo é perfeito, a exploração da energia solar traz, também algumas desvantagens. Vamos ver quais são?

• supressão da vegetação no espaço onde o sistema será instalado
• não é indicado para todas as regiões pois, há desigualdade na incidência da radiação solar (com exceção do sistema fotovoltaico, que não depende da alta irradiação)
• alto custo de implantação
• cuidados na manipulação do silício (energia fotovoltaica), descarte e reciclagem dos painéis