Você já ouviu falar sobre mas você sabe o que é energia solar? Esta é uma energia renovável e sustentável obtida pela luz do sol, utilizada para diferentes tecnologias. Assim como a energia eólica é uma das formas limpas de produção de energia que mais cresce no mundo. Por ser uma energia limpa e renovável, é uma excelente alternativa ao uso de combustíveis fósseis para geração de eletricidade.

Energia solar é a energia eletromagnética cuja fonte é o Sol. Ela pode ser transformada em energia térmica ou elétrica e aplicada em diversos usos. As duas principais formas de aproveitamento desse tipo de energia são a geração de energia elétrica e o aquecimento solar da água.

A produção de energia elétrica pode ser feita a partir de dois sistemas. O primeiro, chamado de heliotérmico, converte a radiação solar em energia térmica e pode ou não, posteriormente, transformá-la em energia elétrica.

Energia Solar transformada em energia térmica ou energia elétrica – Fonte: http://www.engenheironaweb.com

Já o segundo, que recebe o nome de fotovoltaico, converte a radiação solar diretamente em energia elétrica. Assim, o Sol pode funcionar como fonte de energia para geração de energia elétrica por meio da energia fotovoltaica; no aquecimento de líquidos com a energia solar térmica; e em usinas solares de grande porte.

Principais Características da Energia Solar

As principais características da energia solar são:

  • É uma energia renovável, inesgotável, alternativa e sustentável;
  • Não gerar resíduos, sendo, portanto, considerada uma energia limpa;
  • É a fonte de energia gerada mais barata;
  • Para o consumidor também há a opção de conectar o painel à rede elétrica e passar a fazer a troca da energia gerada pela consumida da mesma, desta forma, como toda a energia, direta ou indiretamente, vem do sistema solar fotovoltaico, é possível economizar até 95% do valor gasto atualmente. 
  • Possuir uma vida útil de mais de 20 anos, com baixa necessidade de manutenção.

Qual é o potencial da energia solar?

Uma das formas energéticas na qual o Brasil tem grande potencial, com 80% dos raios solares sendo recebidos pela Terra através da absorção dos mares, nuvens e massas terrestres, podemos obter do sol 10 mil vezes a quantidade de energia que a população mundial precisa para um ano.

Conforme publicado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), o território brasileiro recebe mais de 2.200 horas anuais de insolação, o que equivale a 15 trilhões de megawatts. Dessa forma, toda essa energia oferecida pelo sol pode ser aproveitada por meio de tecnologias, como painéis de células fotovoltaicas, que convertem a luz solar diretamente em energia elétrica para residências, comércios, indústrias e até mesmo para uso agrícola.

Onde podemos utilizar?

Existem inúmeras formas de aproveitarmos a energia solar, permitindo utilizá-las para o desenvolvimento do nosso país. Assim, é possível explorar sua matriz energética de maneira sustentável, renovável e econômica para:

  1. Aquecimento de água;
  2. Geração fotovoltaica de energia elétrica;
  3. Iluminação pública;
  4. Sistemas de uso coletivo, tais como geração de energia elétrica para escolas, postos de saúde e centros comunitários.

Essas práticas são encontradas majoritariamente nas regiões Sul e Sudeste do Brasil, por efeito de suas características climáticas, e em segundo lugar nas regiões Norte e Nordeste, em comunidades isoladas de distribuidoras de energia elétrica.

Além disso, é válido destacar que, embora nosso país possua um grande nível de insolação para a distribuição de energia solar, também possuímos regiões com menores índices. Entretanto, também é possível explorar o potencial energético nessas áreas, basta alcançarmos os incentivos necessários.

Quais as principais tecnologias de energia solar?

Os brasileiros vêm buscando a energia solar para suas empresas e residências como forma de obter maior eficiência energética e redução dos custos com energia. Para isso é preciso primeiro conhecer os tipos de placas solares disponíveis no mercado. Uma das dúvidas é como comprar o painel solar, a chamada placa fotovoltaica. São diversos modelos e todos diferenciam-se pela eficiência energética, ou seja, a porcentagem de energia solar transformada em energia elétrica. Existem as mais variadas formas de aproveitá-la como uma fonte de energia renovável. As principais tecnologias utilizadas são Energia Solar Fotovoltaica, Energia Solar Térmica e Energia Heliotérmica.

Energia Solar Fotovoltaica

A energia solar fotovoltaica tem como objetivo converter a radiação solar em energia elétrica através de células fotovoltaicas, permitindo assim o abastecimento total de todas as luzes e equipamentos eletrônicos da casa sem utilizar a energia proveniente da concessionária de distribuição local.

Crédito: Diyana Dimitrova, Shutterstock.com.

O efeito fotovoltaico ocorre através da excitação dos elétrons na presença da luz do sol. O silício é o material mais apropriado para a conversão da radiação solar em energia elétrica. Os materiais usados nessa conversão são habitualmente chamados de células solares ou fotovoltaicas. Essa é uma das tecnologias de aproveitamento da energia solar mais usadas atualmente.

A energia fotovoltaica existe a mais de 100 anos e hoje é utilizada para gerar energia elétrica para milhares de residências e indústrias no mundo todo.

Para ela ser aproveitada para gerar energia elétrica para casas e empresas, as células fotovoltaicas (foto à direita) precisam ser montadas dentro de um painel solar visando proteção e durabilidade e por sua vez, este painel solar, será conectado em outros painéis em um sistema solar fotovoltaico.

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Conheça o Solar Squared: blocos de vidro que geram energia e podem revolucionar as construções – Fonte: Engenheironaweb.com
Energia Solar Térmica

A energia solar térmica usa o sol para aquecer fluídos. Os coletores possuem dutos em que o fluído é aquecido e logo em seguida direcionado a um tanque térmico – boiler. Normalmente essa energia é utilizada para produzir água quente para banho, aquecimento de ambientes, secagem de grãos em processos industriais, torneiras, piscinas e outros procedimentos. É extremamente eficiente e reduz em até 80% o consumo de energia relativo ao aquecimento da água.

É uma forma de energia alternativa e, uma tecnologia, para o aproveitamento da energia solar para gerar energia térmica ou energia elétrica para uso na indústria e residências.

Crédito: https://www.plumbtechplumbingandheating.com/water-heaters/solar-heaters/

A radiação solar pode ser absorvida através de coletores solares. Esse processo é utilizado principalmente para aquecimento de água em temperaturas relativamente baixas (inferiores a 100ºC). A utilização dos coletores solares é mais forte nas residências. Entretanto, há também uma boa procura para edifícios comerciais ou públicos, hospitais, hotéis e outros locais.

Também nomeado como aquecimento solar ativo, o sistema de aproveitamento térmico da energia solar utiliza em seu processo o coletor solar discreto. Para a instalação, os coletores são colocados nos tetos dos edifícios ou das casas.

Por causa da baixa densidade da energia solar que atinge a superfície terrestre, a demanda de apenas uma casa pode exigir a instalação de vários metros quadrados de coletores. E isso apenas para suprir a demanda de água quente. Ainda assim, essa é uma das tecnologias de aproveitamento da energia solar mais utilizada para esse fim.

Energia Solar Heliotérmica
Exemplo de Energia Heliotérmica – Crédito: https://energiasolar.socorporativos.com.br/energia-solar-direta/energia-solar-concentrada/

A Energia Solar Concentrada ou Energia Heliotérmica, também conhecida como Concentrating Solar Power (CSP), é o processo de uso e acúmulo do calor proveniente dos raios solares. Na energia heliotérmica o processo de geração de energia elétrica é indireto, ou seja, utiliza-se o calor da energia solar para gerar energia elétrica.

Os raios solares são captados por meio de espelhos, que concentram calor em um ponto (receptor). Nesse ponto um fluido térmico é aquecido e, posteriormente, aquece água armazenada que evapora, movimenta turbinas e aciona um gerador para geração de energia elétrica.

Parece complicado, mas é um processo simples de transformação de energia mecânica em energia elétrica, comumente aplicado em usinas termoeléricas.

Na maioria das vezes utilizam-se concentradores, como espelhos, para focar a energia em um ponto específico, seja no topo de uma torre ou em um tubo a vácuo, para aquecer o líquido que há dentro e usar este líquido para gerar vapor e alimentar uma turbina elétrica a vapor.

O que São Coletores Solares Híbridos Térmicos Fotovoltáicos

Os coletores solares híbridos térmicos fotovoltaicos, às vezes conhecidos como sistemas híbridos PV / T ou PVT (de (Photo Voltaic Thermal), são sistemas que convertem a radiação solar em energia térmica e elétrica. Você gera eletricidade por um lado e água quente por outro. Eles são especialmente adequados se uma área limitada do telhado estiver disponível.

Exemplo de Coletor de Energia Solar Híbrido – PVT – http://www.engenheironaweb.com

Esses sistemas combinam uma célula solar, que converte a luz solar em eletricidade, com um coletor solar térmico, que captura a energia restante e remove o calor residual do módulo fotovoltaico. e, portanto, ser mais eficiente em termos energéticos do que a energia solar fotovoltaica (PV) ou solar térmica sozinha. Uma quantidade significativa de pesquisa foi dedicada ao desenvolvimento da tecnologia de PVT desde a década de 1970.

É possível gerar energia solar quando não tem sol?

Os painéis solares funcionam única e exclusivamente à base de irradiação solar. Logo que o Sol nasce até a hora de se pôr é possível aproveitar a energia solar. É claro que em dias nublados ou com muita chuva, quando não é possível ver nitidamente o Sol, a produção de energia será inferior à de dias ensolarados e com poucas nuvens. à noite, não há captação, mas pode-se instalar baterias para armazenamento de energia gerada durante o dia.

A produção diminui porque os painéis utilizam apenas irradiação solar direta. Como as nuvens a tornam difusa, quando há aumento na quantidade de nuvens que bloqueiam o Sol, a quantidade de irradiação direta que serviria para alimentar o seu painel fotovoltaico diminui, consequentemente reduzindo a produção de energia solar em dias nublados.

Em dias muito nublados ou com muita chuva e densidade elevada de nuvens, a produção de energia fica entre 10-30%, o valor nominal que é atingido em dias ensolarados. Entretanto, é importante lembrar que o ano tem uma pequena parcela de períodos nublados e com maior concentração de nuvens que diminuem a irradiação.

Desta forma, faz-se necessário o auxílio de um profissional que estime a média de insolação da região onde será feita a instalação, além da capacidade energética. É possível se programar para compensar a baixa da produção nesses momentos. A empresa de painéis solares realiza cálculos para que os períodos ensolarados tenham produção maior, equilibrando as taxas. Como, no Brasil, os dias ensolarados prevalecem, apenas um leve incremento na produção de energia já cobre os dias de baixa devido aos fatores climáticos desfavoráveis.

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