Desde muito tempo antes da eletricidade surgir, o Sol já era um grande fornecedor de iluminação para os habitantes da Terra, visto que, por conta da sua forte intensidade em quase todos os cantos do planeta, a luz natural que ele fornece pode ser muito aproveitada.
Neste artigo, você poderá entender melhor o que é, como funciona e os tipos de energia solar, além das vantagens e desvantagens da utilização deste tipo de energia e um breve panorama sobre a energia solar no Brasil e no mundo. Acompanhe com a gente!
Fonte: RoyBuri | Pixabay
O que é energia solar?
O Sol pode ser considerado um recurso renovável de energia e calor pois ele nunca deixa de emitir seus raios solares, formados pela fusão entre os átomos de hidrogênio dentro do núcleo desta grande estrela.
Dessa fusão, se originam ondas eletromagnéticas que percorrem pelo espaço até chegarem na Terra, sendo essenciais para todo tipo de vida em nosso planeta e mais essenciais ainda quando falamos em geração de energia renovável.
Desde os primórdios da humanidade, o Sol é vital para o desenvolvimento do ser humano, contribuindo de forma social e ambiental na sociedade. Como contribuição social, a energia solar é muito importante em comunidades de baixa renda pois a luz solar ocorre o tempo todo.
Já como impacto ambiental, podemos citar a geração limpa, sustentável e renovável deste tipo de energia. Afinal, por ser uma fonte inesgotável de energia, não produz gases responsáveis pelo efeito estufa, como nas fontes de energia não renováveis.
Como a energia solar funciona?
A energia solar possui três tipos, e em todos é produzida por meio de tecnologias que captam a luz e o calor do Sol para gerar eletricidade – energia solar fotovoltaica e energia heliotérmica – ou aquecer água como a energia solar térmica.
Como falamos acima, a energia do sol é gerada por meio da fusão dos átomos de hidrogênio no seu núcleo, ou seja, no centro do Sol. Com essa grande pressão e calor, os átomos se fundem por meio de uma cadeia de reações, criando átomos de hélio que se propagam pelo espaço por radiação eletromagnética.
Mesmo o Sol produzindo energia excessivamente, apenas uma parte chega até a Terra, sabia? Segundo cálculos de especialistas da área, a irradiância solar total que reflete sobre a Terra é de aproximadamente 1.361 watts por metro quadrado. Contudo, as nuvens e outras moléculas que pairam sobre o ar atmosférico podem absorver esses raios.
Outros fatores como: estações do ano, localização geográfica, poluição e posição do Sol em relação à Terra interferem nesse processo e, desta forma, conclui-se que aproximadamente 1.000 W/m² de irradiação solar chegam à Terra.
Tipos de energia solar
Como resumimos anteriormente, existem três diferentes tipos de energia solar: fotovoltaica e heliotérmica - que geram eletricidade - ou térmica, que serve para o aquecimento.
Abaixo, vamos detalhar melhor os tipos de energia solar, como funcionam, onde são aplicados e suas vantagens e desvantagens. Fique até o final!
Fonte: Pvproductions | Freepik
Energia solar fotovoltaica
Como já falamos no sexto sobre energia solar, a energia fotovoltaica funciona da seguinte maneira: os raios solares são captados pelas células fotovoltaicas presentes nos painéis solares, transformando a energia por meio de um inversor solar que a adapta de acordo com as características da rede elétrica – de corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA) – seguindo para o quadro de luz da residência.
Essas placas, geralmente fabricadas em tons de azul ou preto, são compostas por camadas de sílica, modificadas propositalmente para que uma tenha excesso de elétrons e, a outra, tenha falta. Dessa forma, quando os raios incidem sobre as placas, os elétrons se movimentam para gerar a corrente elétrica.
Quanto mais raios solares são refletidos nesses painéis, maior é a geração de energia. Entretanto, saiba que a captação de energia solar acontece mesmo em dias nublados - mesmo sendo mais baixa - devido a produção constante de energia pelo Sol, que não para nem um minuto de produzir!
Em um local com um sistema fotovoltaico instalado, como sua casa, comércio ou empresa, é possível estabelecer quanto de eletricidade é originada do sistema fotovoltaico e quanto é derivada da companhia de energia elétrica que abastece a região.
Quando não é produzida energia solar suficiente, o sistema utiliza energia elétrica tradicional. Quando a energia solar é produzida em excesso, é direcionada para a rede de distribuição e, em compensação, você recebe créditos solares que podem ser usados por até 60 meses.
Vantagens
Como vantagens da utilização deste tipo de energia solar, podemos citar:
Contribuição positiva para o meio ambiente: já que a energia solar fotovoltaica é gerada de forma limpa e renovável, ela não emite gases de efeito estufa e não colabora para o aquecimento global. Para a geração de energia fotovoltaica é preciso da fabricação e instalação de placas, que, embora ocupem áreas com vegetação e tragam alguns danos ao meio ambiente, esses impactos são bem menores se comparados com outras fontes de energia.
Custo de operação a longo prazo: é muito significativo quando comparado a outras fontes de energia, embora o custo inicial de instalação das placas fotovoltaicas sejam elevados e entrem como desvantagem. É importante você ter em mente que o custo de instalação das placas fotovoltaicas e suas manutenções pode ser recuperado em cerca de cinco ou seis anos.
Vida útil das placas fotovoltaicas: podem chegar a 25 anos! E, mesmo no 25º ano, a eficiência de produção de energia ainda gira em torno de 80%. Logo, o retorno sobre o valor investido é recuperado rapidamente em comparação ao tempo de utilização e economia.
Desvantagens
Embora seja uma fonte de energia limpa, a energia fotovoltaica possui algumas desvantagens, que são:
Investimento inicial: pode ser uma desvantagem, visto que o valor de instalação das placas e as manutenções recorrentes podem variar entre R$10.000 a R$70.000. Claro que esse valor depende da região na qual você mora e da oferta e procura por esse serviço. Entretanto, como citamos anteriormente, a vantagem em relação ao custo é que você pode recuperar o valor investido em cerca de cinco a seis anos e, até a média de vida útil deste equipamento (25 anos), é só economia.
Consumo de energia: no sistema on-grid, que vamos falar sobre ele mais abaixo, há uma dependência de energia elétrica da rede de distribuição da concessionária. Ou seja, o sistema de captação de energia solar não é independente de energia e consome energia elétrica nos períodos noturnos.
Você pode ver mais vantagens e desvantagens acerca das placas fotovoltaicas neste artigo publicado em nosso blog.
Onde usar
Através deste tipo de energia solar, você consegue o aquecimento de água em residências, comércios e indústrias, bombeamento de água em regiões rurais e, logicamente, a geração de eletricidade no ponto em que as placas solares estão instaladas.
Energia solar térmica (aquecedor solar)
Já quando falamos em energia solar térmica, estamos falando sobre um sistema que utiliza o calor do sol de modo direto para aquecer algo, geralmente a água. Através de raios solares que incidem sobre tubos à vácuo ou coletores que contém, em seu interior água, gás ou óleos, o calor da energia solar aquece o meio.
Diferentemente dos painéis fotovoltaicos, os aquecedores solares não geram eletricidade, eles apenas coletam o calor e transferem para o meio líquido ou gasoso.
Como esse sistema gera energia por meio do contato direto do calor do sol com os coletores solares e há a grande possibilidade de, em dias nublados ou chuvosos, não ocorrer o aquecimento suficiente, os aquecedores solares geralmente são acompanhados de aquecedores à gás natural.
Vantagens
Como vantagens deste tipo de energia solar, podemos citar:
A energia solar térmica também é uma fonte de energia limpa e renovável que não emite gases poluentes de efeito estufa e não colabora para o aquecimento global.
O investimento de instalação também é recuperado em poucos anos e você pode garantir economia por muito mais tempo.
A possibilidade de instalação em diversos lugares e regiões é um diferencial porque os aquecedores não precisam estar conectados à uma rede elétrica, visto que sua finalidade é o aquecimento de fluídos e não geração de eletricidade.
Desvantagens
Como desvantagens, podemos listar:
A falta de aquecimento em dias nublados ou chuvosos e em localidades onde não há incidência solar, visto que esse sistema pede o calor do sol em contato direto com os tubos de aquecimento.
A perda de eficiência em lugares onde há muita poluição que podem impactar na captação de calor pelos coletores solares.
Onde usar
Um modelo de utilização muito conhecido é para o aquecimento de piscinas em casas e condomínios, afinal, o sol pode não chegar em toda a área por diversos fatores, como coberturas e construções ao entorno.
A energia solar térmica também é utilizada para aquecimento de água para banho e torneiras, além de aquecimento de água em processos industriais e processos de refrigeração.
Energia heliotérmica
Essa é uma maneira menos conhecida para o aproveitamento da luz solar como fonte de energia. A energia heliotérmica, também conhecida como CSP - Concentrating Solar Power, é gerada a partir do acúmulo do calor originado pelos raios solares.
Para acontecer isso, grandes espelhos instalados de forma estratégica refletem o calor dos raios solares para um único ponto receptor. Portanto, essa geração de energia acontece de forma indireta através de um processo de transformação de calor em eletricidade.
Fonte: Gazeta do Povo
Vantagens
Como vantagens da energia heliotérmica, podemos citar:
Essa também é uma fonte de energia limpa pois utiliza o recurso de fonte inesgotável que é a luz do Sol!
A energia heliotérmica é capaz de produzir muita eletricidade por conta da alta concentração de calor em seu receptor.
Desvantagens
Não é exatamente uma desvantagem mas, por conta das suas especificações de instalação (lugar plano, com muita incidência de sol e sem nuvens), a energia heliotérmica é mais comum para uso industrial.
Há um impacto ambiental, mesmo que pequeno em relação aos outros tipos de energia não renováveis, para a instalação dos aparelhos, visto que é necessário uma grande área em local afastado, geralmente rural ou perto de praias.
Onde usar
Como esses grandes espelhos acumulam grandes quantidades de calor, a energia heliotérmica é mais comumente usada em processos industriais que demandam altas temperaturas e também como forma de geração de eletricidade.
Para que esses espelhos possam ser instalados, a localização ideal para a energia heliotérmica acontecer é em local plano com pouca incidência de nuvens e altos índices de radiação solar. Portanto, o Brasil é um país com alto potencial de geração de energia heliotérmica.
Energia solar on-grid e off-grid
Como falamos neste artigo, a energia solar fotovoltaica pode funcionar de três maneiras diferentes e é importante estar atento na hora da escolha do aparelho.
Sistema on grid: É conectado à rede elétrica pois a energia fotovoltaica não trabalha durante a noite, logo, a rede elétrica fornece energia no período noturno e recebe o excedente, contabilizando-os como créditos de energia.
Sistema off-grid: Não é conectado na rede elétrica tradicional pois a energia solar captada durante o dia é armazenada em baterias para que possa ser usada a noite e em dias chuvosos ou nublados, sendo uma ótima solução para localidades remotas.
Sistema híbrido: É conectado à rede elétrica, mas também possui baterias de armazenamento da energia excedente.
Cenário nacional
A energia solar tem conquistado grande espaço no Brasil e atualmente é a terceira maior fonte de energia no país, atrás apenas da hídrica e eólica. O ano de 2022 vem sendo o melhor ano de geração de energia solar para nosso país e os benefícios são muitos em produzir e utilizar essa fonte de energia limpa, sustentável e renovável.
Em 2021 foram gerados mais de 150 mil empregos neste setor e, devido ao nosso clima tropical e muito sol principalmente no nordeste, a capacidade de geração é muito grande. Dessa forma, podemos contribuir positivamente com as demandas nacionais de desenvolvimento social, econômico e ambiental.
Cenário global
Felizmente, a energia solar está cada vez mais sendo pensada como alternativa sustentável e vem tendo crescimento exponencial de sua capacidade, chegando a 1TW no mundo.
Desta forma, num panorama mundial, essa fonte de energia renovável passa a ser a segunda maior - atrás apenas da hídrica - e tem projeção de crescimento para atender 2TW até 2025.
Fonte: Rawpixel | Freepik
Conclusão
Vimos que a tendência para o uso de energia solar só tende a crescer e, embora tenhamos falado sobre os tipos de energia solar e como eles podem te ajudar a economizar energia na sua casa, é importante você saber que a Reverde pode te ajudar a economizar com a conta de energia elétrica e ainda te inserir no movimento sustentável de forma muito mais simples, sem instalação de placas ou coletores solares.
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