Energia Solar

A Energia Solar

A energia irradiada pelo sol chega à Terra e é a origem da vida no planeta. O potencial desta energia seria suficiente para suprir todas as nossas demandas de energia várias vezes. Como efetuar o aproveitamento dessa energia de forma cada vez mais eficiente é o grande desafio com que se defronta. 

As principais formas de aproveitamento da energia solar, com aplicações e utilização diversas, são: 

- a tecnologia térmica e

- a tecnologia fotovoltaica. 

A tecnologia térmica  capta os raios solares, através da reflexão em superfícies espelhadas onde o calor gerado é transmitido para um fluido que serve como meio de transferência (vetor) para gerar vapor, que é transformado em energia pelos meios convencionais, como turbina a vapor gerando eletricidade, ou trabalhos mecânicos. Essa técnica é mais utilizada em geração de potência mais alta, podendo chegar à faixa de 50MW a 350MW. 

A tecnologia fotovoltaica  é mais adequada para a aplicação em potências menores e descentralizadas, como residências, pequenos estabelecimentos comerciais etc. O uso da energia solar como fonte térmica para alta potência é feito por meio de grandes superfícies espelhadas em forma de calha (alumínio polido com medidas em torno de 100m por 10m em semi-circunferência), que reflete a luz solar concentrando-a na direção de um tubo isolado a vácuo, que contém um líquido de transferência (óleo). 

Este líquido aquecido passa por um trocador de calor para produzir o gás(ou vapor) que será utilizado no acionamento da turbina de geração de eletricidade. Durante o dia, o conjunto de espelhos se movimenta na direção de melhor captar os raios solares. No momento da alta incidência da luz solar, o rendimento chega em torno de 45%, a média anual fica na faixa de 15%. 

A integração da energia gerada à rede elétrica da região tem de ser bem analisada em função da sazonalidade e da demanda da rede para conseguir uma boa eficiência.

O “efeito fotoelétrico” é a absorção da luz (fótons) em um material que constitui a célula solar que libera elétrons livres, os quais são direcionados para condutores (fios) e vão gerar a corrente elétrica. Atualmente, a grande maioria das células solares são feitas a partir de pastilhas de silício (semicondutor).

Estas pastilhas são dispostas em forma plana conectadas umas as outras formando superfícies de alguns metros. São cobertas por um material altamente transparente, de modo a interferir minimamente na passagem da luz solar até a célula e, ao mesmo tempo, servir como proteção das mesmas.

Na figura abaixo, vemos uma típica célula e painel (fotovoltaico) solares. O painel solar em geral é montado de forma a dispor uma voltagem de 12V ou 24V em corrente contínua, na saída. Esta corrente, conforme a utilização, poder ser transformada para 127V ou 220V em corrente alternada.

A energia fotovoltaica também varia conforme a variação do sol. Nas unidades residenciais também se faz uso de acumuladores (baterias) que suprem a energia acumulada no período em que o sol se põe (à noite).

A eficiência da conversão da energia solar é ainda relativamente  baixa, de 6% a 9%. Com os níveis de desenvolvimento atuais já se consegue chegar a 14% de eficiência. Os custos têm tido uma sensível redução e a praticidade de instalação tem tornado a sua utilização maior a cada dia.