O que e energia solar e de que forma ela pode ser aproveitada em nossas residências e na indústria?

Definição de Energia Solar

Energia solar é a energia proveniente da luz e do calor do Sol que é aproveitada e utilizada por meio de diferentes tecnologias, principalmente como o aquecimento solar, energia solar fotovoltaica, energia heliotérmica e arquitetura solar. A energia solar é considerada uma fonte de energia renovável e sustentável.

Significado de Energia Solar no dicionário informal

Energia Solar é a energia derivada do Sol na forma de radiação solar.

O Potencial da Energia Solar

A energia solar é considerada como inesgotável do ponto de vista humano. O potencial de energia solar é excepcional em comparação com todas as outras fontes de energia. Veja abaixo o potencial da energia solar em comparação com as outras fontes de energia. Ao lado direito da figura observamos o potencial total das fontes de energia não renováveis, ou seja, que provavelmente irão se esgotar algum dia, ao lado esquerdo vemos o potencial anual das energias alternativas que consideramos renováveis, ou seja, que se renovam anualmente.

Principais tecnologias de Energia Solar

Existem as mais variadas formas de aproveitar a energia solar como uma fonte de energia renovável. As principais tecnologias utilizadas são as seguintes:

1 – Energia Solar Térmica

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 ou residências. A primeira instalação de equipamentos de energia solar térmica ocorreu no deserto do Saara, aproximadamente em 1910, quando um motor foi alimentado pelo vapor produzido através do aquecimento d`água utilizando-se a luz solar.

2 – Coletor Solar – Aquecedor de Água Solar

É a forma mais conhecida de aproveitamento da energia solar térmica e é utilizado para aquecer água para banho em residências (os famosos aquecedores solares) e também para gerar água quente para uso industrial.

3 – Energia Solar Heliotérmica

Esta é uma outra forma de se utilizar o calor da energia solar para gerar energia elétrica. 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.  Nas fotos a baixo você consegue ver estes dois tipos de tecnologias de energia solar utilizadas para gerar energia limpa.

4 – Energia Solar Fotovoltaica – Conversão Direta da Radiação Solar em Energia Elétrica

Os métodos de captura da energia solar

São classificados em diretos ou indiretos e podem ser classificados também como passivos ou ativos:

Direto

São os métodos que precisam de apenas uma etapa para capturar a energia do sol e transformá-la em energia que pode ser utilizada pelos homens. Exemplo: Energia Solar Fotovoltaica – a energia solar atinge uma célula fotovoltaica criando eletricidade.

Indireto

São os métodos que precisam de duas ou mais etapas para converter a energia solar em energia utilizável por nós. Um bom exemplo de um método indireto é a energia heliotérmica onde a energia solar atinge os espelhos refletores que por sua vez concentram o calor em um tubo a vácuo por onde passa água e, esta, quanto tiver sido transformada em vapor alimentará uma turbina para gerar energia elétrica.

Sistemas Passivos e Ativos de Energia Solar

Os sistemas passivos de energia solar são normalmente diretos (como uma estufa que transfere o calor do sol para o ar mantendo o ambiente quente), já os sistemas ativos de energia solar, funcionam com o auxílio de dispositivos mecânicos para melhorar o desempenho da coleta da energia solar (como um tipo de sistema de aquecimento solar que utiliza uma bomba para forçar a circulação de água dentro do sistema).

Principais benefícios da Energia Solar

Benefícios da energia solar para o meio ambiente:

Sistemas de energia solar utilizam energia limpa e pura do sol. A instalação de painéis solares em sua casa ou empresa ajuda a combater as emissões de gases do efeito estufa e reduz a nossa dependência dos combustíveis fósseis como o petróleo. Exemplos:

Benefícios da Energia solar para o nosso Bolso:

A energia solar é uma excelente forma de economizar dinheiro! Isso mesmo, quem utiliza energia solar térmica, fotovoltaica ou mesmo iluminação natural economizara milhares de reais (R$) todos os anos. Exemplo: um sistema fotovoltaico de 6kWp economizará para o seu dono por volta de R$ 250.000,00 ao longo de 30 anos de sua vida útil. Sim, o investimento inicial é alto, porém a quantidade de dinheiro que o sistema vai lhe economizar ao longo de sua vida útil mais que compensa este investimento.

Energia Solar Residencial

Existem diversas formas de se aproveitar a energia solar em uma casa, seja para secar a roupa no varal, para aquecer uma área através de uma estufa, produzir água quente para banho ou gerar energia elétrica utilizando-se um sistema fotovoltaico. Ao lado é possível visualizar um exemplo de como funciona a energia solar residencial fotovoltaica conectada na rede da distribuidora. De uma maneira simples:

1. Painel fotovoltaico produz energia elétrica  em Corrente Contínua (CC);
2. Inversor solar fotovoltaico converte a energia elétrica para ser usada na casa;
3. A energia pronta para ser usada é conectada e distribuída através do “quadro de luz”;
4. Tudo o que estiver conectado na tomada irá utilizar a energia gerada pelo sistema fotovoltaico;
5. Se o gerador de energia solar fotovoltaica produzir mais energia que do que você está consumindo esta energia é jogada para rede elétrica e lhe dará “créditos de energia” para serem utilizados a noite ou em dias que não há muito sol.

Energia Solar para Indústrias

Da mesma forma como o diagrama acima explica 

Os top 10 países em energia solar fotovoltaica – 2014

Abaixo duas tabelas que mostram os 10 países com mais energia solar fotovoltaica instalada até o final de 2014 (tabela da esquerda), e os países que mais instalaram energia solar fotovoltaica em 2014 (tabela da direita). Apenas como comparação, a Alemanha tem praticamente 3 vezes a potência instalada de Itaipu em energia fotovoltaica. A China instalou sozinha em 2014 praticamente o equivalente a uma usina de Belo Monte em energia fotovoltaica!

Curiosidades sobre energia solar

1 – A cada mês, a 1kWp de energia solar fotovoltaica irá impedir que aproximadamente 77kg de carvão sejam queimados no mundo.

2 – A indústria de energia solar é uma das 5 que mais crescem no mundo.

3 – Aproximadamente 30% da energia elétrica utilizada em uma casa é consumida pelo chuveiro elétrico. Ou seja, é possível economizar tudo isso com um aquecedor solar.

4 – Um avião movido a energia solar sobrevoou os EUA por mais de 4.000 km.

5 – Todos os anos a Austrália sedia uma corrida de carros elétricos movidos a energia solar. As velocidades médias dos carros ultrapassam os 100km/h!

6 – O MS Turanor PlanetSolar é o maior barco solar do mundo. Este catamarã opera exclusivamente em energia solar captada pelos seus 512m² de painéis solares. Com uma velocidade máxima de 26km/h, ele é o barco movido a energia solar que deu a volta mais rápido no mundo.

7 – No Brasil já é possível produzir a sua própria energia elétrica com sistemas fotovoltaicos e se houver produção de energia em excesso “vender” esta energia para rede pública através de créditos de energia.

Fonte fotos:
Torre de concentração solar: Finetubes
Concentrador Parabólico1: EnergyNext
Concetrador parbólico2: Buret Research Group
Célula Solar: wikipedia
HB-SIA Solar Impulse: Virgin

Fonte fatos:
Fonte Benefícios ao meio ambiente: Environmental Protection Agency, US Geological Survey, Global ReLeaf e National Geographic April 2014.
Fonte Top 10 países em energia fotovoltaica 2014: Wikipedia

Fonte da Matéria: Portal Solar