O sol tem produzido energia por bilhões de anos, e é a principal fonte para todas as outras fontes de energia e combustíveis que usamos hoje. As pessoas têm usado raios solares por milhares de anos em inúmeras atividades, como para aquecer e secar alimentos. Com o tempo, também aprenderam a utilizar essa mesma energia solar vantagens e desvantagens para desenvolver tecnologias capazes de armazenar o calor para aquecer ou para ser convertido em eletricidade.
Vamos entender abaixo o que é energia solar e como se forma, como funciona e como podemos nos beneficiar ainda mais dela de forma mais efetiva em um futuro bem mais próximo que imaginamos.
Afinal, o que é energia solar?
Energia solar é, simplesmente, a energia fornecida pelo Sol criada pela fusão nuclear que ocorre dentro dele. Essa fusão ocorre quando prótons de átomos de hidrogênio colidem violentamente no núcleo do sol e se fundem para criar um átomo de hélio.
Este processo, conhecido por reação em cadeia PP (proton-proton), emite uma quantidade enorme de energia. No seu núcleo, o Sol funde 620 milhões de toneladas métricas de hidrogênio a cada segundo. Essa mesma reação em cadeia ocorre também em outras estrelas de cerca do mesmo tamanho que o Sol, fornecendo à elas energia contínua e aquecimento.
Já as estrelas de tamanho 1.3 vezes maior que o sol, é o ciclo CNO que impulsiona a criação de energia. O ciclo CNO também converte hidrogênio em hélio, mas depende de carbono, nitrogênio e oxigênio (C, N, e O) para isso.
No entanto, atualmente, menos que 2% da energia do sol é criada pelo ciclo CNO. A energia solar é também a tecnologia desenvolvida para controlar e armazenar essa energia proveniente do sol e torná-la reutilizável.
Como a energia solar chega na Terra
A fusão nuclear pela reação em cadeia PP ou ciclo CNO libera quantidades tremendas de energia na forma de ondas e partículas. Assim, a energia solar está constantemente fluindo para longe do sol e através do sistema solar. Sendo que essa energia, calor e luz do sol, fluem na forma de radiação eletromagnética (EMR).
O espectro eletromagnético existe como ondas de diferentes freqüências e comprimentos. A frequência de uma onda representa quantas vezes a onda se repete em uma certa unidade de tempo. Ondas de comprimento de onda curto se repetem diversas vezes em uma dada unidade de tempo, portanto são ondas de alta frequência. Por outro lado, ondas de baixa frequência possuem comprimentos de onda mais longos.
A vasta maioria das ondas eletromagnéticas são invisíveis à nós. As ondas de maior frequência emitidas pelo sol são os raios gama, raios-X e a radiação ultravioleta (raios UV). A energia solar aquece a Terra, causa vento e condições meteorológicas, e ainda sustenta a vida vegetal e animal.
Os raios UV mais prejudiciais são quase completamente absorvidos pela atmosfera da Terra. Já raios UV menos potentes viajam pela atmosfera, e podem causar queimaduras solares. O sol também emite radiação infravermelha, cujas ondas são de frequência muito menor. Sendo que, a maior parte do calor do sol chega como energia infravermelha.
Imprensado entre infravermelho e UV está o espectro visível, que contém todas as cores que vemos da Terra. A cor vermelha tem os comprimentos de onda mais longos (o mais próximo do infravermelho) e o violeta (mais próximo do UV) o mais curto.
Como a energia solar se transforma em eletricidade
Toda essa energia solar está em forma de radiação solar, o que torna a produção de eletricidade solar possível. Em outras palavras, o sol é um reator nuclear natural. Ele libera pequenos volumes de energia chamados fótons, que viajam por 149,67 milhões de km do Sol para a Terra em cerca de 8,5 minutos.
A cada hora, uma quantidade suficiente de fótons impactam o nosso planeta para gerar energia solar suficiente para, teoricamente, satisfazer todas as necessidades globais de energia por um ano inteiro.
A eletricidade pode ser produzida diretamente de células fotovoltaicas (Fotovoltaica significa literalmente “luz” e “eletricidade”.). Essas células são feitas de materiais que exibem o “efeito fotovoltaico”, ou seja, quando a luz solar atinge a célula fotovoltaica. Dessa forma, os fótons de luz excitam os elétrons na célula e fazem com que eles fluam, gerando eletricidade.
A energia solar produz eletricidade quando está em demanda – durante o dia, em dias particularmente quentes, quando os condicionadores de ar aumentam a demanda de eletricidade. Em uso, a energia solar não produz emissões. Um megawatt de hora de eletricidade solar compensa cerca de 0,75 a 1 tonelada de CO2.
A energia solar no Brasil e no resto do mundo
Atualmente, a energia fotovoltaica não é muito utilizada. Para se ter como base, até 2011, a tecnologia produziu menos que 1/10 dos 1% da demanda global de energia. Só nos Estados Unidos, a energia solar é responsável por apenas 5/10 de 1% da energia consumida no país inteiro.
Já em países como a Austrália, por exemplo, a maioria das instalações solares fotovoltaicas são sistemas conectados em rede. Além disso, a eletricidade para comunidades australianas remotas e regionais tem sido suprida pela energia solar por muitos anos.
A Austrália é um dos países mais ensolarados do mundo e existe um enorme potencial para que a energia solar fotovoltaica contribua de forma significativa para a geração de eletricidade.
Energia solar no Brasil
Aqui no Brasil, a energia solar fotovoltaica ainda é embrionária, porém tem apresentado crescimento exponencial nos últimos meses devido a inflação da luz elétrica no país.
Segundo os últimos dados da ANEEL, até 2012, praticamente todos os painéis fotovoltaicos no Brasil foram implantados em regiões isoladas onde não se tem acesso a rede elétrica.
Só depois da regulamentação da ANEEL, que permite fazer a troca de energia com a rede elétrica, que o interesse pela energia solar passou a crescer novamente cerca de 300% ao ano.
No entanto, essa realidade ainda tem que enfrentar algumas barreiras antes de ser concretizada. Mesmo assim, a tecnologia solar está melhorando e o seu custo está caindo rapidamente, portanto a nossa capacidade de aproveitar a abundância de energia solar está em alta.
A Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica – ABSOLAR foi criada em 2013 com o objetivo de fomentar o mercado, derrubar as barreiras do setor de energia solar no país e defender o interesse desta indústria.
Ainda são muitos os desafios, como vencer o lobby de grandes construtoras e de distribuidoras de energia, e a mentalidade do próprio brasileiro que ainda prefere investir em várias outras coisas ao invés de energia renovável, como por exemplo, em placas solares na arquitetura. Portanto, ainda é difícil determinar no Brasil, com precisão, a relação da energia solar vantagens e desvantagens que ela pode nos oferecer.
Energia solar no futuro
Mas nem tudo está perdido, um relatório de 2017 da Agência de Energia Internacional mostrou que a energia solar já se tornou a fonte de energia que mais cresce no mundo. Isso prova que o crescimento da energia solar, pela primeira vez em anos, ultrapassou todos os outros combustíveis.
Apesar de todos os desafios, o uso de energia solar tem subido cerca de 20% ao ano nos últimos 15 anos, graças à queda rápida de preços e ganhos em eficiência. Países como o Japão, Alemanha e os Estados Unidos são os principais mercados para as células solare.
Com a escassez de recursos cada vez maior e a crise de energia que enfrentamos pela falta de água, não há como frear esse avanço. Além disso, com incentivos fiscais e coordenação eficiente com empresas de energia, a eletricidade solar poderá se pagar em cinco a dez anos. Assim, tudo indica que nos próximos anos, todos nós estaremos aproveitando os benefícios da eletricidade gerada por energia solar de uma forma ou de outra. Afinal, a ideia de boas práticas de sustentabilidade na construção civil estão cada vez mais empregadas e sendo utilizadas.
Energia solar Vantagens e desvantagens
A energia solar tem muitos benefícios, apesar de algumas limitações. Para alguns as vantagens ultrapassam suas desvantagens, e para entender melhor como ela pode afetar nossas vidas, de forma positiva ou não, devemos entender primeiro a relação da energia solar vantagens e desvantagens que ela pode nos apresentar.
Vantagens da energia solar
A maior vantagem em usar energia solar é ser um tipo de energia de fonte renovável. Além disso, sistemas de energia solar não produzem poluentes ou dióxido de carbono. Ou seja, os sistemas de energia solar têm efeitos mínimos sobre o meio ambiente.
Através do sistema de energia solar, somos capazes de ter um suprimento contínuo e ilimitado de luz solar por mais 5 bilhões de anos. Pois, em uma hora, a atmosfera da Terra recebe luz solar suficiente para alimentar as necessidades de eletricidade de cada ser humano na Terra por um ano.
A energia solar é limpa. Depois que o equipamento de tecnologia solar é construído e colocado em funcionamento, a energia solar não precisa de combustível para funcionar. Também não emite gases de efeito estufa ou materiais tóxicos. Usar a energia solar pode reduzir drasticamente o impacto que temos sobre o meio ambiente.
Existem locais onde a energia solar é prática. Casas e prédios em áreas com grande quantidade de luz solar e baixa cobertura de nuvens têm a oportunidade de aproveitar a energia abundante do sol.
Os fogões solares são uma excelente alternativa para cozinhar comparados a fogões à lenha – dos quais 2 bilhões de pessoas ainda confiam. Fogões solares fornecem uma maneira mais limpa e segura de higienizar a água e cozinhar alimentos.
A energia solar complementa outras fontes renováveis de energia, como energia eólica ou hidrelétrica.
Casas ou empresas que instalam painéis solares bem-sucedidos podem, na verdade, produzir eletricidade em excesso. Esses proprietários ou empresários podem vender energia de volta para o fornecedor elétrico, reduzindo ou até mesmo eliminando as contas de luz.
Desvantagens da energia solar
O principal impedimento para usar a energia solar é o equipamento necessário, pois os equipamentos de tecnologia solar são caros. A compra e a instalação do equipamento podem custar dezenas de milhares de dólares para residências individuais.
Embora o governo muitas vezes ofereça taxas reduzidas a pessoas e empresas que usam energia solar, e a tecnologia pode eliminar as contas de eletricidade, o custo inicial é muito alto para até começar a considerar.
Equipamentos de energia solar também são pesados. Para reformar ou instalar painéis solares no telhado de um edifício, o telhado deve ser forte, grande e orientado em direção à posição do sol.
A tecnologia solar ativa e passiva depende de fatores que estão fora de nosso controle, como clima e cobertura de nuvens. As áreas locais devem ser estudadas para determinar se a energia solar seria ou não eficaz nessa área.
A luz solar deve ser abundante e consistente para que a energia solar seja uma escolha eficiente. Na maioria dos lugares da Terra, a variabilidade da luz solar dificulta a implementação como única fonte de energia.
A quantidade de luz solar que chega à superfície da Terra não é constante. A quantidade de luz solar varia dependendo da localização, hora do dia, estação do ano e condições climáticas.
A quantidade de luz solar que atinge um metro quadrado da superfície da Terra é relativamente pequena, portanto é necessária uma grande área de superfície para absorver ou coletar uma quantidade útil de energia. Energia solar não funciona à noite sem um aparelho que armazene a energia, como uma bateria.
