Energia Solar

Energia solar é a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa (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 e luz ultravioleta.
As plantas utilizam diretamente essa energia no processo de fotossíntese. Nós usamos essa energia quando queimamos lenha ou combustíveis minerais. Existem técnicas experimentais para criar combustível a partir da absorção da luz solar em uma reação química de modo similar à fotossíntese vegetal - mas sem a presença destes organismos.


Tipos de energia solar

Os métodos de captura da energia solar classificam-se em directos ou indirectos:
Directo 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 directa, 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.
Indirecto 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.
Também se classificam em passivos e activos:
Sistemas passivos são geralmente directos, apesar de envolverem (algumas vezes) fluxo em convecção, que é tecnicamente uma conversão de calor em energia mecânica.
Sistemas activos são sistemas que apelam ao auxílio de dispositivos elétricos, mecânicos ou químicos para aumentar a efectividade da coleta. Sistemas indirectos são quase sempre também ativos.


Vantagens e desvantagens da energia solar

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. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente viável.
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 climatérica (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 bruscas 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).



Formas de Uso

AQUECIMENTO TÉRMICO SOLAR

As aplicações térmicas são aquelas onde a luz do sol é transformada diretamente em calor pela absorção de superfícies escuras. O exemplo mais prático no contexto urbano é o aquecedor solar de água. Nele a água é aquecida nos coletores solares e armazenada em reservatórios térmicos (Boiler). Seu uso substitui torneiras e chuveiros elétricos, podendo representar economia de até 35% no consumo elétrico de uma residência. Sua aplicação é, a qualquer tempo, bastante vantajosa em casas, hotéis, indústrias e edifícios residenciais. Seu processo de fabricação é bastante simples e utiliza materiais bastante disponíveis como vidro, cobre, alumínio, aço etc. A indústria brasileira do setor, já produz reconhecidamente, sistemas de excelente qualidade e vem crescendo a passos largos.

Aquecimento d’água térmico solar, conforto garantido sem utilização de
energia elétrica

Para casas, o sistema pode se pagar dentro de dois ou três anos, sua vida útil é de mais de vinte anos. Seu custo de manutenção é muito baixo, pois requer o mínimo de intervenções. Importante dizer que o sistema funciona mesmo em dias nublados e os reservatórios pode conservar água quente por mais de três dias. Para dias seguidos de chuva, possui aquecimento elétrico complementar de forma a garantir o conforto. O aquecimento solar é uma solução definitiva em conforto e economia.

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

As aplicações fotovoltaicas se baseiam na propriedade eletroquímica que alguns materiais possuem de transformar a luz em eletricidade - energia nobre e indispensável para funcionamento de equipamentos eletrônicos.
Os painéis fotovoltaicos têm um custo bem superior ao dos coletores térmicos solares de potência equivalente, além de necessitar de maior área. Sistemas autônomos requerem armazenamento - geralmente baterias - o que onera bastante o sistema, devido, principalmente, ao custo de manutenção.
A energia solar fotovoltaica já é viável em diversas aplicações, mas, como sistema autônomo para uso doméstico, não consegue competir com o preço da energia elétrica das concessionárias via rede pública de distribuição, devido, principalmente ao alto investimento inicial requerido e custo de manutenção do sistema de armazenamento. Mas, aqui é importante salientar, que, neste caso, o usuário deixa de ser mero consumidor, passando a ser um autoprodutor de energia elétrica. O que é uma situação bastante diferenciada.

Sistemas fotovoltaicos autônomos de emergência para falta de energia elétrica.
Vantagens sobre o gerador portátil

Na situação atual, a energia fotovoltaica pode ser uma boa solução para fugir dos apagões através de sistemas de fornecimento elétrico de emergência, onde compete com os geradores portáteis. Suas principais vantagens comparativas são: Não utilizar combustível. Requerer pouca manutenção Apresentar funcionamento limpo, livre de vibração, barulhos etc. Funcionar em operação contínua, não necessitando de procedimentos de ativação. Vida útil dos painéis elevada - aproximadamente 25 anos. Aqui entra um alerta: geradores portáteis com motores de combustão interna não podem ser utilizados em ambientes fechados como o interior de casas e apartamentos, circustância em que é letal, devido as emissões de CO.

SISTEMAS FOTOVOLTAICOS INTERLIGADOS A REDE PÚBLICA
Uma aplicação da energia fotovoltaica para áreas urbanas, que vem se delineando em diversos países, é o sistema fotovoltaico interligado a rede pública. Esta configuração dispensa armazenamento local e não necessita atender toda a demanda do consumidor, pois em situação de deficiência, a oferta é complementada pela rede. Além disto, o aproveitamento da energia gerada é quase total, pois quando houver excesso da produção em relação ao consumo, este é repassado a concessionária, gerando crédito para o proprietário. A projeção de queda de preço dos painéis fotovoltaicos mostra que estes sistemas devem se tornar um investimento bastante atraente em pouco tempo.

Sistemas fotovoltaicos interligados, opção aguardada para um futuro próximo

No Brasil, a UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina projetou e montou o primeiro sistema fotovoltaico interligado a rede pública do país. Servindo também para coleta e avaliação de dados, o sistema produz 2 KW de pico e vem funcionando satisfatoriamente, desde setembro de 1997. A produção anual é equivalente ao consumo de uma família de quatro pessoas em uma residência típica brasileira.

Energia solar no mundo

Em 2004 a capacidade instalada mundial de energia solar era de 2,6 GW, cerca de 18% da capacidade instalada de Itaipu. Os principais países produtores, curiosamente, estão situados em latitudes médias e altas. O maior produtor mundial era o Japão (com 1,13 GW instalados), seguido da Alemanha (com 794 MWp) e Estados Unidos (365 MW)[1].
Entrou em funcionamento em 27 de Março de 2007 a Central Solar Fotovoltaica de Serpa (CSFS), a maior unidade do género do Mundo. Fica situada na freguesia de Brinches, Alentejo, Portugal, numa das áreas de maior exposição solar da Europa. Tem capacidade instalada de 11 MW, suficiente para abastecer cerca de oito mil habitações.
Entretanto está projectada e já em fase de construção outra central com cerca de seis vezes a capacidade de produção desta, também no Alentejo, em Amareleja, concelho de Moura.
Muito mais ambicioso é o projecto australiano de uma central de 154 MW, capaz de satisfazer o consumo de 45 000 casas. Esta situar-se-á em Victoria e prevê-se que entre em funcionamento em 2013, com o primeiro estágio pronto em 2010. A redução de emissão de gases de estufa conseguida por esta fonte de energia limpa será de 400 000 toneladas por ano.