Poderia toda a energia do mundo ser obtida pela radiação solar?

A energia solar tem se mostrado como uma alternativa cada vez mais viável e vantajosa para a geração de eletricidade

Energia solar

Apesar das evidentes vantagens da energia solar, há ainda críticos que defendem que esta é uma maneira cara e ineficiente de substituir a energia obtida atualmente pela queima dos combustíveis fósseis. Porém avanços recentes em tecnologia fotovoltaica têm aumentado sua eficiência e reduzido o tamanho da área necessária para a instalação dos painéis solares.

É um fato que a energia solar tem atendido cada vez melhor nossa demanda por energia. Assim, os avanços atuais têm levantado uma questão no mínimo curiosa: poderia o mundo ter sua eletricidade sendo gerada somente por meio da radiação solar?

Por que substituir a fonte de energia?

A estimativa para o esgotamento de nossas reservas de combustíveis fósseis não supera 100 anos. Além disso, sua utilização gera impactos negativos ao meio ambiente ao causar danos irreversíveis à camada de ozônio (amplificando o aquecimento global), e também por oferecer riscos a partir de possíveis contaminações ambientais durante o transporte de grandes quantidades deste tipo de combustível. Os gases provenientes de sua queima acarretam em efeitos adversos à saúde humana, e além dos fatores ambiental e de saúde pública, há também o efeito econômico: combustíveis fósseis são recursos finitos e não reutilizáveis, já que são exauridos logo no primeiro uso.

A energia solar como alternativa

A energia solar que atinge uma milha quadrada (que equivale a quase 2,5 quilômetros quadrados) equivale à energia gerada por quatro milhões de barris de combustível fóssil. Em um período de 40 minutos, a energia que atinge o planeta seria capaz de atender a demanda mundial por energia durante um ano.

Em um ano, a atmosfera terrestre absorve cerca de 3,9 milhões de exajoules, o que significa 7800 vezes a demanda de energia de 2013, que foi estimada em 500 exajoules (ou 500 sextilhões de joules).

É previsto um aumento de 53% na demanda mundial por energia entre 2010 e 2040, o que totalizaria um valor ainda inferior ao total absorvido pela atmosfera terrestre durante um ano.

A produção de energia

A forma mais comum de geração de energia a partir da luz do sol é pela utilização de células fotovoltaicas sensíveis à radiação solar, que a convertem em energia elétrica.

Ao fazer a cobertura de uma área de 366,375 quilômetros quadrados com células fotovoltaicas, poderia ser obtida energia suficiente para a demanda mundial anual por energia. Essa área corresponde ao tamanho aproximado da Alemanha, ou então 0,2% da superfície do planeta que é coberta por terra.

É uma possibilidade real?

Há diferentes tipos de painéis que podem ser utilizados. Cada um apresenta diferentes aplicabilidades e eficiências na conversão de energia.

O Painel Fotovoltaico de Silicone possui baixa eficiência na conversão de energia, sendo ela de 15%. Isso significa que apenas 15% da energia radioativa recebida é transformada em eletricidade. Por esse motivo, para suprir a demanda anual mundial de energia é necessária a instalação desses painéis em uma área muito grande, de aproximadamente 662,4 km², maior que a combinação da Espanha e Portugal.

Já o Painel de Membrana Fina de Células Fotovoltaicas é mais barato e mais fácil de ser produzido. Apresenta maior eficiência de conversão energética (19,2%), e assim ocuparia uma área menor (mas ainda significativa) para suprir a demanda, sendo ela de aproximadamente 507,5 km² (maior que a Tailândia).

O Painel de Células Fotovoltaicas Concentradas apresenta maior eficiência na conversão de energia que os tipos anteriores, atingindo os 31,8%. Utiliza sensores para a focalização da radiação solar nas células fotovoltaicas, e ocupa a menor área dentre os três (cerca de 312,4 km²).

Em suma, a energia solar oferece vantagens e desvantagens, pois, independente do tipo de painel escolhido, cada uma das tecnologias apresentadas requer uma área superficial grande para que sejam implementadas de forma a atender a demanda anual mundial por energia.

Os painéis, se instalados em cinco mil lugares diferentes com cerca de 25 a 30 painéis por país, poderiam alcançar uma solução efetiva para a demanda de energia. Porém, muitos países não possuem área suficiente para a implantação dos painéis de células de silicone nem para os de células fotovoltaicas concentradas, restando os de membrana fina como única opção.

O ideal para a utilização dos outros dois tipos de painéis são desertos inabitados por possuírem área e taxa de incidência de radiação amplas. Dos maiores projetos atualmente em construção, oito deles se situam na Califórnia, Arizona e Nevada.

O Brasil faz sua parte! A Associação Brasileira de Energia Solar (Abens), desde sua inauguração em 1978, tem promovido a divulgação e o incentivo dos estudos no ramo da energia solar no país. Fique de olho nas notícias e datas dos próximos eventos a serem realizados através do site.

Considerações

  • Tempo

As projeções são feitas com base em uma estimativa de duas mil horas de radiação solar de qualidade no período de um ano. Constantemente, as variações do tempo afetam a produção de energia nos painéis. Em um dia nublado, a eficiência pode ser reduzida em até 60%.

  • Custos

O custo inicial da construção de usinas solares é extremamente alto. O atual maior projeto de usina solar (EUA) obteve um total de custos de 2,44 bilhões de dólares. Entretanto, o Departamento de Energia dos Estados Unidos objetiva reduzir o preço de cada watt solar produzido para menos de um dólar até 2020.

  • Ambiente

Células fotovoltaicas tradicionais são feitas de silicone. O silicone, além de ser um produto caro, traz efeitos negativos ao meio ambiente. No entanto, conforme a tecnologia de membranas finas se desenvolve, a tendência para a produção dos painéis é a de se tornar cada vez mais ambientalmente amigável.

Painel solar domiciliar: qual escolher?

Tanto o de silicone quanto o de células voltaicas concentradas não são indicados para instalações em residências. O primeiro graças à sua ineficiência de conversão energética e o segundo por ter proporções grandes demais para uso residencial. Dessa forma, o mais apropriado é o de membrana fina, que é perfeito para instalações em telhados e vidraças de janelas.

Aqui no Portal eCycle já publicamos um guia para a instalação de painéis solares em casa. Confira clicando aqui!

Logo abaixo, confira o vídeo produzido pelo Instituto Ideal, que explica um pouco mais sobre a eletricidade solar e como funciona sua obtenção.

Nossa dependência a longo prazo dos combustíveis fósseis é insustentável, e cada vez mais fontes de energia renováveis têm se mostrado como um caminho alternativo promissor. Conforme a energia solar avança, também avança a possibilidade de um mundo movido 100% por energia solar.


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