Energia solar

Distribuição diária média entre 1991-1993 da energia solar recebida pela Terra ao redor do Mundo. Os pontos em preto representam a área necessária para suprir toda a demanda de energia global.

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 ou 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.

A 27 de Abril de 2006 a GE Energy Financial Services, a PowerLight Corporation e a Catavento Ltda anunciaram que vão construir o maior projecto de energia solar fotovoltaica do Mundo. A nova unidade de produção de energia solar de 11-megawatts inclui 52 000 módulos fotovoltaicos e será construída num único local em Serpa, Portugal, a 200 quilómetros a sudeste de Lisboa, numa das áreas de maior exposição solar da Europa. [1] [2]

Tipos de energia solar

Painel 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:

1. 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.)
2. 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 diretos, 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 activos.

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 o custo dos mesmo vem decaindo. Isto 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 longes dos centros de produção energética, e sua utilização ajuda a diminuir a demanda energética nestes e consequentemente a perda de energia que ocorreria na transmissão.

Desvantagens

• 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 hidroeléctrica (água) e a biomassa (bagaço da cana)ou (bagaco da laranja)

Energia Solar no Mundo

Atualmente a capacidade instalada mundial de energia solar é de aproximadamente 5 300 MW_p, pouco menos da metade da capacidade instalada de Itaipu. Este dado inclui apenas a energia produzida por meios fotovoltáicos e descarta outros meios diretos de produção. Os principais países produtores curiosamente estão situados em latitudes médias e altas. O maior produtor mundial é o Japão (com 1,13 MW_p instalados) e o segundo é a Alemanha (com 0,79 MW_p).

Última Geração de Energia Solar

Nas últimas décadas surgiu sobretudo nos países mediterrâneos a Energia Solar Termodinâmica. Um novo tipo de energia solar térmica para aquecimento de água, com maior eficiência energética anual relativamente aos paneis solares que a precederam. O seu cariz inovador e tecnologicamente avançado fazem destes sistemas a ultima geração em energia solar.

A primeira geração fotovoltáica consiste numa camada única e de grande superfície p-n díodo de junção, capaz de gerar energia eléctrica utilizável a partir de fontes de luz com os conprimentos de onda da luz solar. Estas células são normalmente feitas utilizando placas de silício. A primeira geração de células constituem a tecnologia dominante na sua produção comercial, representando mais de 86% do mercado.

A segunda geração de materiais fotovoltáicos está baseada no uso de películas finas de depósitos de semi-condutores. A vantagem de utilizar estas películas é a de reduzir a quantidade de materiais necessárias para as produzir, bem como de custos. Actualmente (2006), existem diferentes tecnologias e materiais semicondutores em investigação ou em produção de massa, como o silício amorfo, silício poli-cristalino ou micro-cristalino, telurido de cádmio, copper indium selenide/sulfide. Tipicamente, as eficiências das células solares de películas são baixas quando comparadas com as de silício compacto, mas os custos de manufactura são também mais baixos, pelo que se pode atingir um preço mais reduzido por watt. Outra vantagem da reduzida massa é o menor suporte é necessário quando se colocam os painéis nos telhados e permite arrumá-los e dispô-los em materiais flexíveis, como os texteis.

A terceira geração fotovoltáica é muito diferente das duas anteriores, definida por utilizar semicondutores quer dependam da junção p-n para separar partículas carregadas por fotogestão. Estes novos dispositivos incluem células fotoelectroquímicas e células de nanocristais.