Entenda como funciona a energia solar

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O que é energia solar?

A produção da energia solar funciona por meio da coleta da radiação que chega à superfície terrestre. Ela pertence à família das chamadas “energias renováveis” ou “alternativas”, e é considerada uma das matrizes energéticas do futuro.

O que acontece é que os raios do sol (apesar de serem absorvidos em sua maior quantidade pela atmosfera e refletidos de volta para o espaço antes mesmo de chegarem à terra) incidem diariamente sobre a nossa superfície na ordem de pelo menos 10 mil vezes as necessidades energéticas do planeta.

Essa radiação solar, graças aos avanços tecnológicos, pode ser coletada por meio de painéis, ou “concentradores solares”, e transformada em energia elétrica ou térmica, para ser utilizada, basicamente, no aquecimento de água, acionamento de motores, energia mecânica ou mesmo como iluminação natural.

energia solar funciona

A produção de energia elétrica ocorre graças aos avanços tecnológicos, que permitem a coleta da radiação solar por meio de painéis ou concentradores solares.

Os sistemas utilizados para a produção de energia são o heliotérmico e foltovoltaico. No primeiro caso, a radiação é transformada em energia térmica, para só depois converter-se em energia elétrica. Enquanto, no segundo sistema, os raios solares são imediatamente convertidos em energia elétrica, por meio da interação entre os fótons (partículas eletromagnéticas da luz solar) e os semicondutores presentes nos painéis.

Como funciona a energia solar?

Para que essa radiação do sol seja aproveitada, é necessário a instalação dos chamados “painéis solares”, que são estruturas especialmente projetadas para recolhê-la e transformá-la em energia térmica (calor) ou elétrica. A seguir, essa energia mistura-se com determinados fluidos existentes no painel (água, ar, substâncias químicas etc.), e de lá vai para um receptor, onde ficará disponível para uso.

Todo esse processo atualmente resulta nas chamadas “energia solar industrial” e “energia solar residencial”; processos que se constituem do modo como veremos a seguir.

1. Energia solar industrial

Energia solar heliotérmica

O sistema heliotérmico é aquele em que a radiação solar é primeiramente transformada em energia térmica (calor) para depois ser convertida em eletricidade e utilizada nos mais diversos processos industriais existentes.

Por ser mais comum na indústria, esse tipo de energia oriunda do sol funciona por meio da instalação de “concentradores solares”, que são espécies de painéis com dimensões bem maiores, capazes de captar a radiação numa grande área e concentrá-la num foco mais restrito, gerando, obviamente, grandes temperaturas.

O resultado desse processo é a produção de energia térmica, mecânica e elétrica, graças à utilização de turbinas e geradores que, nos Estados Unidos, por exemplo, funcionam através de sistemas híbridos, em que o gás natural substitui a radiação solar nos períodos de pouca incidência de sol na superfície terrestre.

2. Energia solar residencial

Energia fotovoltaica

Nesse caso, a radiação solar produz energia elétrica sem a necessidade de passar pela produção de energia térmica, a partir da interação entre os fótons contidos na luz solar e os semicondutores presentes nos painéis.

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A matéria-prima essencial desses semicondutores é o silício, capaz de absorver adequadamente os fótons em painéis policristalinos e monocristalinos, basicamente.

Tecnicamente, o que ocorre é que os semicondutores, devido às suas características, são capazes de conduzir os elétrons presentes nas partículas de fótons, e fazer com que eles formem uma espécie de campo elétrico em meio às células solares do painel.

O próximo passo será o transporte desses elétrons, os quais deverão sair das células solares para os receptores na forma de energia elétrica, pronta para ser utilizada naturalmente no funcionamento de qualquer tipo de aparelho eletroeletrônico devidamente projetado para energias alternativas, como é o caso da energia solar.

Uma característica marcante do sistema fotovoltaico é o fato de que não são necessárias altas concentrações de radiação para que ele possa produzir energia. Graças à sua tecnologia, a produção varia de acordo com a intensidade do sol em determinado período, podendo produzir mais ou menos, mas sempre com um aproveitamento entre 20 e 30% da radiação solar a partir da interação entre os fótons contidos na luz e os semicondutores presentes nos painéis.

No sistema fotovoltaico, a energia solar funciona pela interação entre os fótons contidos na luz do sol e os semicondutores presentes nos painéis solares.

Energia solar térmica

Esse tipo de energia é produzido de maneira semelhante à heliotérmica, com a diferença de que não resultará em energia elétrica, já que o objetivo, nesse caso, é apenas a obtenção de calor, por meio do aquecimento térmico.

O processo ocorre com a instalação de coletores ou painéis solares capazes de absorver a radiação do sol e, posteriormente, transformá-la em energia térmica que será armazenada em receptores.

No entanto, é preciso lembrar que a baixa absorção da radiação solar pela superfície terrestre (já que a maior parte, como foi dito, é refletida para o espaço antes mesmo de chegar ao solo) exige a instalação de 4 a 5 m³ de painéis, para que o aquecimento da água utilizada numa casa onde mora uma família simples (entre três e cinco indivíduos) seja possível.

Quais as vantagens da energia solar?

Agora que já sabemos como funciona a energia solar, é importante conhecer, também, os motivos que fazem com que ela seja considerada uma “energia limpa” e uma das matrizes energéticas do futuro. São eles: trata-se de uma energia renovável, inesgotável, que exige menos espaço físico para a sua instalação, além de poder ser obtida mesmo em regiões onde há pouca incidência de sol.

Além destas, outras vantagens desse tipo de energia, são:

● Diferentemente dos combustíveis fósseis, não emitem as principais substâncias causadoras do chamado “efeito estufa”, como o dióxido de carbono, monóxido de carbono, enxofre, óxido de nitrogênio, entre outras substâncias consideradas essenciais para a produção do fenômeno do “aquecimento global”;

● Os painéis solares são bastante duráveis, podendo ter uma vida útil de até 20 anos;

● No Brasil, pode resultar numa economia anual de energia elétrica na casa de alguns bilhões de kWh só com o aquecimento de água para banho e demais atividades do dia a dia;

● Principalmente na região Nordeste — onde há boa incidência de raios solares —, esse potencial pode ser utilizado praticamente durante todo o ano;

● O governo brasileiro oferece inúmeras vantagens para quem deseja investir nesse tipo de energia, como isenção fiscal, facilidades para obtenção de crédito, entre outros benefícios;

● Devido à conscientização das vantagens dessa tecnologia, a utilização da energia solar tem se popularizado, e o resultado é a visível queda nos custos para a sua instalação.

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O fato de ser uma “energia limpa” e não emitir as principais substâncias do efeito estufa faz com que o sol seja considerado uma das matrizes energéticas do futuro.

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