Energia solar

Material coletado por Ludimila

 

Toda a energia utilizável na terra tem ou já teve sua origem no espaço, mais precisamente no sol, desta forma é possível garantir que todas as formas de energia disponíveis na terra são de origem solar, exceto a energia oriunda por meio de processos que envolvam a alteração de núcleos atômicos, ou seja, a energia de origem nuclear.  Os combustíveis fósseis constituem-se em reservas de energia solar armazenada sob a forma de reações químicas que são constituídas de longas cadeias denominadas de hidrocarbonetos. 
As formações de correntes atmosféricas, em função dos movimentos de rotação da terra, só são possíveis porque a energia solar incidente sobre a terra é suficiente para manter a atmosfera em estado gasoso. 

 

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Os raios solares que chegam até nosso planeta representam uma quantidade fantástica de energia (levando em conta apenas os continentes e as ilhas), além de ser uma fonte energética não poluente e renovável.

O problema consiste em descobrir como aproveitar essa energia de forma econômica e como armazená-la (construção de "baterias solares"). A geração de energia elétrica tendo o sol como fonte pode ser obtida de forma direta ou indireta.

A forma direta de obtenção acontece por meio de células fotovoltaicas (onde a irradiação solar é transformada em energia elétrica), geralmente feitas de silício, um dos elementos mais abundantes na crosta terrestre.

Para obter energia elétrica a partir do sol de forma indireta, cosntroem-se usinas em áreas de grande insolação (áreas desérticas, por exemplo), onde são instaladas centenas de espelhos côncavos (coletores solares) direcionados para um determinado local, que  pode ser uma tubulação de aço inoxidável, como ocorre no deserto de Mojave,   maior central solar do mundo, na Califórnia (EUA), ou um compartimento contendo simplesmente ar, como ocorre em Israel,ou ainda, utiliza-se painéis termoreceptores (possuem tubulação de metal sendo percorrida por água) para aquecimento doméstico da água.

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Atualmente, a energia solar é utilizada em aquecimento de água e de interiores de prédios, mas ainda de maneira irrisória na maioria dos países. Também é utilizada na indústria de eletrônica (pequenas calculadoras, por exemplo). Alguns poucos países utilizam bastante este tipo de energia: em Israel, já citado anteriormente, 70% das residências já possuem coletores solares e na Indonésia milhares de casa são totalmente iluminadas por células fotovoltaicas. Também alguns protótipos de carros movidos a energia solar já rodam no Japão, na Alemanha e nos Estados Unidos, mas somente como experimentos a serem aperfeiçoados.

Como usar a energia do sol?

Para A luz do Sol ao incidir numa célula fotovoltaica, que é feita de 2 materiais semi-condutores (materiais que só deixam passar a eletricidade num sentido), liberta elétrons no seu interior que se deslocam para uma das superfícies tratadas ficando as duas superfícies da célula com uma carga elétrica distinta (como numa pilha), e pode-se assim obter uma corrente elétrica. Com este processo pode converter-se até 23% da energia solar incidente em eletricidade. As células fotovoltaicas são agrupadas em módulos constituindo o painel solar. São estes painéis que podes ver nos telefones SOS nas principais estradas de Portugal e que fornecem a eletricidade necessária para eles funcionarem. Para se poder usar a energia elétrica em horas em que já não há Sol, é apenas necessário armazenar em baterias, a energia elétrica produzida pelo painel.

 

Energia fotovoltaica · 

Figura 6 -  Painel solar fotovoltaico 
que usa energia da luz solar para
sustentar telefone celular público 
em local isolado na Austrália. 

A energia fotovoltaica é fornecida de painéis contendo células fotovoltaicas ou solares que sob a incidência do sol geram energia elétrica. A energia gerada pelos painéis é armazenada em bancos de bateria, para que seja usada em período de baixa radiação e durante a noite (fig. 6).

A conversão direta de energia solar em energia elétrica é realizada nas células solares através do efeito fotovoltaico, que consiste na geração de uma diferença de potencial elétrico através da radiação. O efeito fotovoltaico ocorre quando fótons (energia que o sol carrega) incidem sobre átomos (no caso átomos de silício), provocando a emissão de elétrons, gerando corrente elétrica. Este processo não depende da quantidade de calor, pelo contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua temperatura aumenta.

O uso de painéis fotovoltaicos para conversão de energia solar em elétrica é viável para pequenas instalações, em regiões remotas ou de difícil acesso. É muito utilizada para a alimentação de dispositivos eletrônicos existentes em foguetes, satélites e astronaves.

O sistema de co-geração fotovoltaica também é uma solução; uma fonte de energia fotovoltaica é conectada em paralelo com uma fonte local de eletricidade. Este sistema de co-geração voltaica está sendo implantado na Holanda em um complexo residencial de 5000 casas, sendo de 1 MW a capacidade de geração de energia fotovoltaica. Os Estados Unidos, Japão e Alemanha têm indicativos em promover a utilização de energia fotovoltaica em centros urbanos. Na Cidade Universitária - USP - São Paulo, há um prédio que utiliza este tipo de fonte de energia elétrica.

 

A Energia Solar no Brasil

O Brasil se situa em segundo lugar, a nível mundial, quanto à energia solar incidente. Os baixos rendimentos das tecnologias para sua conversão em calor ou eletricidade e os elevados investimentos iniciais constituem, no entanto, obstáculos importantes para seu aproveitamento aqui no país. E m alguns casos, porém, em particular no meio rural, se atingem as condições de viabilidade econômica para sua utilização na secagem de produtos agrícolas, no bombeamento d'água e na geração de eletricidade em pequena escala. No meio urbano, já existem no país dezenas de fabricantes que comercializam coletores planos para aquecimento de água em hospitais, hotéis, escolas e residências.

O Brasil foi o primeiro país do Terceiro Mundo a fabricar comercialmente a célula fotovotáica, a partir do silício monocristalino, não se limitando à simples montagem dos painéis solares.

Para facilitar a disseminação dessa tecnologia no país, houve uma implantação de sistemas fotovoltáicos para gerar a energia necessária a estações de telecomunicações situadas em lugares remotos, em diversos estados, cooperando com as empresas do grupo Telebrás. Isto despertou o interesse de implantação de projetos análogos para o abastecimento de postos de saúde no Estado do Tocantins, e para a experimentação de centrais elétricas solares integrada pela CHESF (empresa de âmbito regional da Eletrobrás) e outras concessionárias do Nordeste.

A energia solar é a solução ideal para áreas afastadas e ainda não eletrificadas, especialmente num país como o Brasil onde se encontram bons índices de insolação em quaisquer partes do território. Soma características vantajosamente positivas para nosso sistema ambiental, pois o Sol, trabalhando como um imenso reator à fusão, irradia na terra todos os dias um potencial energético extremamente elevado e incomparável a qualquer outro sistema de energia, sendo a fonte básica e indispensável para praticamente todas as fontes energéticas utilizadas pelo homem.

Curiosidade: A quantidade de energia solar que atinge a Terra em dez dias é equivalente a todas as reservas de combustíveis conhecidas.