O que é Energia Solar: resumo, como funciona e tipos
A energia solar é uma forma de energia renovável obtida a partir da luz e do calor do sol, sendo considerada uma das fontes de energia mais limpas e sustentáveis atualmente disponíveis.
A plena utilização desse tipo de energia só se tornou possível graças ao desenvolvimento de tecnologias específicas. Com a invenção de dispositivos como coletores e células fotovoltaicas, também conhecidas como painéis solares, efetivou-se a conversão da energia solar em eletricidade ou calor.
O avanço dessas tecnologias e a redução dos custos de instalação tornaram a energia solar cada vez mais acessível e amplamente utilizada em residências, empresas e usinas de energia em todo o mundo.
Como funciona a energia solar (passo a passo)
A energia solar é produzida por meio da captação e conversão da luz solar em energia elétrica ou térmica. O processo de geração de energia solar envolve os seguintes passos:
1. Captação da luz solar
Os painéis solares são compostos por células fotovoltaicas feitas de materiais semicondutores, como o silício. Essas células possuem propriedades especiais que permitem a absorção da luz solar.
2. Efeito fotovoltaico
Quando a luz solar incide sobre as células fotovoltaicas, os fótons presentes na luz excitam os elétrons dos átomos do material semicondutor. Esse processo é chamado de efeito fotovoltaico e resulta na geração de uma corrente elétrica contínua.
3. Conversão em eletricidade
A corrente elétrica gerada pelas células fotovoltaicas é coletada e conduzida por fios metálicos, formando um circuito. Esse circuito permite o fluxo de elétrons, criando uma corrente elétrica utilizável.
Para alimentar dispositivos elétricos ou sistemas de energia, a eletricidade gerada pelos painéis solares passa por um inversor, que converte a corrente contínua em corrente alternada.
4. Utilização e armazenamento
A eletricidade gerada pelos painéis solares pode ser utilizada imediatamente para alimentar aparelhos elétricos, sistemas de iluminação, eletrodomésticos, entre outros dispositivos.
Se houver um sistema de armazenamento, como baterias, o excesso de energia produzido durante o dia pode ser armazenado para uso posterior durante a noite ou em períodos nublados.
5. Aquecimento
Além da geração de eletricidade, a energia solar também pode ser usada para aquecimento térmico. Nesse caso, coletores solares são utilizados para absorver a luz solar e converter o calor em energia térmica.
Essa energia térmica pode ser usada para aquecer água para uso doméstico, piscinas, sistemas de aquecimento de ambientes ou até mesmo para gerar vapor em usinas de energia.
Tipos de energia solar (com exemplos)
Existem diferentes tipos de energia solar que podem ser aproveitados para a geração de eletricidade ou calor. Os principais tipos são:
Energia solar fotovoltaica
É o tipo mais comum e conhecido de energia solar. Nesse caso, a luz solar é convertida diretamente em eletricidade por meio de células fotovoltaicas, presentes nos painéis solares.
Essas células, feitas geralmente de silício, absorvem os fótons da luz solar e geram uma corrente elétrica. A energia elétrica produzida pode ser utilizada imediatamente, armazenada em baterias ou injetada na rede elétrica.
Energia solar térmica
Essa forma de energia solar é utilizada para aquecimento. Coletores solares térmicos captam a energia da luz solar e a convertem em calor. A energia solar térmica é uma opção eficiente e sustentável para substituir sistemas convencionais de aquecimento.
Energia solar concentrada
Esse tipo de energia solar utiliza espelhos ou lentes para concentrar a luz solar em um ponto específico, onde é gerado calor. Esse calor pode ser utilizado para geração de eletricidade por meio de um ciclo termodinâmico, similar ao utilizado em usinas termelétricas.
A energia solar concentrada é mais comumente utilizada em grandes usinas de energia, onde concentração de luz solar é otimizada.
Energia solar passiva
Diferentemente dos tipos mencionados anteriormente, a energia solar passiva não envolve a conversão direta da luz solar em eletricidade ou calor. Ela se refere à utilização inteligente do design arquitetônico e de materiais para aproveitar ao máximo a luz solar e o calor natural do sol em edifícios.
Exemplos de estratégias de energia solar passiva incluem o uso de janelas amplas para entrada de luz solar, isolamento térmico adequado e posicionamento de construções para aproveitar o movimento do sol.
Vantagens e benefícios da energia solar
Fonte de energia renovável
A energia solar é uma fonte de energia inesgotável, ao derivar do sol, que continuará a brilhar por bilhões de anos. Ao contrário dos combustíveis fósseis, esse tipo de energia não se esgota e não contribui para a escassez de recursos naturais.
Baixo impacto ambiental
A geração de energia solar não emite poluentes atmosféricos nocivos, como dióxido de carbono, óxidos de enxofre ou óxidos de nitrogênio. Isso contribui para a redução do efeito estufa, da poluição do ar e de problemas de saúde associados.
Economia de custos a longo prazo
Embora os custos iniciais de instalação de sistemas solares possam ser consideráveis, a energia solar permite economizar a longo prazo. Uma vez instalado, o sol fornece energia gratuita e abundante, reduzindo significativamente a dependência de fornecedores de energia convencionais, ajudando a controlar os gastos com eletricidade.
Aplicação versátil
A energia solar pode ser utilizada em diferentes escalas, desde pequenos sistemas de geração distribuída em residências até grandes usinas solares.
Além disso, pode ser aproveitada tanto para geração de eletricidade quanto para aquecimento térmico, tornando-se uma opção versátil para atender a diversas necessidades energéticas.
Desvantagens da energia solar
Dependência das condições climáticas
A quantidade de energia solar disponível varia conforme as condições climáticas, como a presença de nuvens, a época do ano e a localização geográfica.
Isso significa que a produção de energia solar pode ser afetada em dias nublados, à noite e em regiões com menor irradiação solar.
Custos iniciais elevados
A instalação de sistemas solares requer um investimento inicial significativo, incluindo aquisição de equipamentos, instalação e manutenção. Embora os custos tenham diminuído ao longo dos anos, ainda pode ser uma barreira para algumas pessoas ou empresas.
Espaço necessário
A implantação de sistemas solares em grande escala requer espaço adequado, seja em telhados de edifícios, terrenos abertos ou áreas específicas para usinas solares.
Em áreas urbanas densamente povoadas, pode ser um desafio encontrar espaço suficiente para atender à demanda energética.
Disponibilidade limitada durante a noite
A energia solar não está disponível durante a noite, quando não há luz solar direta. Isso requer implementar sistemas de armazenamento de energia, como baterias, para garantir o fornecimento contínuo de eletricidade fora dos períodos de luz solar.
Embora apresente algumas desvantagens, a energia solar é amplamente considerada uma opção energética limpa, sustentável e com grande potencial de crescimento.
Uso da energia solar no Brasil
A energia solar tem ganhado cada vez mais importância tanto no cenário mundial quanto no Brasil. A conscientização sobre os impactos ambientais dos combustíveis fósseis e a busca por fontes de energia limpa e renovável impulsionaram o crescimento do setor solar em todo o mundo.
O Brasil possui uma posição de destaque no cenário mundial quando se trata da geração de energia solar fotovoltaica. Atualmente, ocupa o oitavo lugar no ranking global, com uma potência instalada acumulada de 24 GW. Esse número impressionante demonstra o crescente investimento e adoção da energia solar no país.
A energia solar vem desempenhando um papel fundamental na diversificação da matriz energética brasileira, especialmente em um contexto em que as hidrelétricas enfrentam desafios e crises devido à escassez de chuvas e mudanças climáticas. A capacidade de geração de energia solar tem sido uma alternativa valiosa, permitindo uma maior segurança e estabilidade no abastecimento elétrico.
Em janeiro de 2023, a energia solar se consolidou como a segunda fonte mais utilizada na matriz elétrica brasileira, representando 12% de participação, superando as energias eólica e gás natural. Essa conquista evidencia a importância e o potencial dessa fonte energética limpa e sustentável.
Bibliografia:
- LUIZ, Adir Moysés. Energia Solar e Preservação do Meio Ambiente. São Paulo: Livraria da Física, 2013.
- TOLMASQUIM, Maurício Tiommo. Fontes Renováveis de Energia no Brasil. Rio de Janeiro: Synergia, 2003.
- ABSOLAR (Associação brasileira de energia fotovoltaica). Panorama da energia solar fotovoltaica no Brasil e no mundo — infográfico. https://www.absolar.org.br/mercado/infografico/. Acesso em: 05 de julho de 2023.
Veja também:
