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Energia solar é a energia eletromagnética cuja fonte é o Sol. Ela pode ser transformada em energia térmica ou elétrica e aplicada em diversos usos. As duas principais formas de aproveitamento desse tipo de energia são a geração de energia elétrica e o aquecimento solar da água.

A produção de energia elétrica pode ser feita a partir de dois sistemas. O primeiro, chamado de heliotérmico, converte a radiação solar em energia térmica e, posteriormente, em energia elétrica. Já o segundo, que recebe o nome de fotovoltaico, converte a radiação solar diretamente em energia elétrica.

Os proprietários dessa tecnologia têm um método claro e simples para reduzir suas emissões de gases do efeito estufa, fazendo um investimento que oferece uma taxa interna de retorno mais alta do que contas de poupança, CDs e certificados de investimento global nos Estados Unidos e Canadá.

Apesar da crença de que a instalação é complicada ou burocrática, a energia solar fotovoltaica é uma alternativa econômica, prática e segura para obtenção de energia limpa. Caso tenha interesse na instalação completa – incluindo o financiamento – de um sistema de energia solar em sua casa, sem dor de cabeça, preencha o formulário abaixo para receber um orçamento.

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Energia heliotérmica ou energia solar concentrada (CSP)

De acordo com dados do Ministério de Minas e Energia, o Brasil possui cerca de 70% de sua matriz energética baseada em energia hidráulica. No entanto, esses dados também mostram que outras fontes de energia renováveis, como biomassa, eólica e solar, vêm recebendo incentivos.

Sob condições hidrológicas desfavoráveis, com períodos de estiagem cada vez mais prolongados, a energia heliotérmica se apresenta como uma alternativa – ainda mais se considerarmos que os períodos de seca estão associados ao aumento do potencial solar, em virtude da baixa interferência de nuvens e da radiação solar mais intensa.

Nesse cenário, existem vários tipos de coletores, sendo que a escolha do mais apropriado depende da aplicação. Os mais utilizados são o cilindro ou disco parabólico e a torre central.

Os coletores são equipamentos que captam radiação solar e a convertem em calor, transferindo-o para um fluido. Eles possuem superfície refletora, que direciona a radiação para um foco, onde está localizado um receptor. Uma vez tendo absorvido calor, o fluido escoa pelo receptor.

Energia solar fotovoltaica

A energia solar fotovoltaica é aquela na qual a radiação solar é transformada diretamente em energia elétrica, sem passar pela fase de energia térmica (como seria no sistema heliotérmico).

Como funciona?

As células fotovoltaicas são feitas a partir de materiais semicondutores, normalmente silício. Quando a célula é exposta à luz, parte dos elétrons do material iluminado absorve fótons, isto é, partículas de energia presentes na luz solar.

Os elétrons livres são transportados pelo semicondutor até serem puxados por um campo elétrico, que é formado na área de junção dos materiais por uma diferença de potencial. Em seguida, eles são levados para fora das células de energia solar e ficam disponíveis para serem usados na forma de energia elétrica.

Ao contrário do sistema heliotérmico, o sistema fotovoltaico não requer alta radiação solar para funcionar. Contudo, a quantidade de energia gerada depende da densidade das nuvens, de forma que um alto número de nuvens pode resultar em uma menor produção de eletricidade em comparação com dias de céu completamente aberto.

Segundo o Ministério do Meio Ambiente, o governo desenvolve projetos de geração de energia solar fotovoltaica para suprir as demandas energéticas das comunidades rurais e isoladas. Tais projetos focam áreas como bombeamento de água para abastecimento doméstico, irrigação e piscicultura, iluminação pública, sistemas de uso coletivo (eletrificação de escolas, postos de saúde e centros comunitários) e atendimento domiciliar.

Aproveitamento térmico

Outra forma de aproveitamento da radiação solar é o aquecimento térmico. Ele costuma ser feito por meio de um processo de absorção da luz solar por coletores, que são instalados nos telhados das edificações e residências.

Como a incidência de radiação solar sobre a superfície terrestre é baixa, é necessário instalar alguns metros quadrados de coletores. Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), para atender o suprimento de água aquecida em uma residência de três a quatro moradores, são necessários 4 m2 de coletores. Apesar da demanda por essa tecnologia ser predominantemente residencial, também existe o interesse de outros setores, como edifícios públicos, hospitais, restaurantes e hotéis.

Se você tem interesse em instalar um sistema de aquecimento solar na sua residência e ser um dos geradores de energia, confira o Guia para a instalação de energia solar em casa.

Vantagens e desvantagens da energia solar

A energia solar apresenta diversas vantagens. Ao contrário dos combustíveis fósseis, o processo de geração de eletricidade a partir de painéis solares não emite dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio e dióxido de carbono – poluentes com efeitos nocivos à saúde humana e que contribuem para o aquecimento global. Por isso, a energia solar pode ser considerada uma fonte de energia renovável.

Além disso, o Brasil recebe grandes quantidades de radiação solar, já que está localizado próximo à linha do Equador. Assim, ele apresenta alto potencial para a geração de eletricidade a partir dessa fonte de energia.

Por outro lado, a instalação de painéis solares requer grandes espaços. Dessa maneira, é importante que se faça a análise do local mais apropriado para a implantação, uma vez que haverá supressão da vegetação. Além disso, outro ponto a ser considerado diz respeito ao impacto ambiental causado pela matéria-prima utilizada para compor as células fotovoltaicas: o silício.

A mineração do silício causa diversos impactos ambientais, como poluição do solo e da água. Também é imprescindível que sejam proporcionadas boas condições ocupacionais aos trabalhadores, a fim de evitar acidentes de trabalho e desenvolvimento de doenças ocupacionais. A Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (Iarc) aponta, em relatório, que a sílica cristalina é cancerígena, podendo provocar câncer de pulmão ao ser cronicamente inalada.

O relatório do Ministério de Ciência e Tecnologia aponta outros dois pontos importantes no que se refere à energia solar: a necessidade que os painéis recebam destinação apropriada, uma vez que apresentam potenciais de toxicidade, e o fato de a reciclagem de painéis ainda não ter atingido um nível satisfatório. Ademais, apesar do Brasil ser o segundo maior produtor de silício metálico do mundo, perdendo apenas para a China, a tecnologia para a purificação do silício em nível solar ainda está em fase de desenvolvimento.

Portanto, mesmo sendo renovável e não emitindo gases poluentes, a energia solar ainda apresenta desvantagens que devem ser consideradas. Apesar de promissora, ela se tornará economicamente viável apenas com a cooperação entre setores públicos e privados, e com o investimento em pesquisas para o aprimoramento das tecnologias que englobam o processo produtivo, desde a purificação do silício até o descarte das células fotovoltaicas.

Verdadeiro valor da energia solar

Durante anos, algumas empresas de serviços públicos temeram que os painéis solares aumentassem os custos de eletricidade para pessoas sem painéis. No entanto, uma pesquisa realizada por especialistas da Universidade de Michigan mostrou que os proprietários dessa tecnologia ligada à rede estão, na verdade, subsidiando seus vizinhos.

“Qualquer pessoa que instala painéis solares está sendo um grande cidadão para seus vizinhos e para sua concessionária local”, sugere o líder da pesquisa. “Os clientes com geração distribuída estão fazendo com que as empresas de serviços públicos não tenham de fazer tantos investimentos em infraestrutura. Ao mesmo tempo, a energia solar reduz as demandas de pico quando a eletricidade é mais cara”.

Além disso, os especialistas descobriram que os proprietários são subcompensados na maior parte dos Estados Unidos, já que o “valor solar” eclipsa a medição líquida e taxas de dois níveis que as concessionárias pagam pela eletricidade solar.

O “valor solar” está se tornando o método preferido para avaliar a economia de sistemas fotovoltaicos vinculados à rede. No entanto, os cálculos são desafiadores e há divergências generalizadas na literatura sobre os métodos e dados necessários para realizá-los. Para superar essas limitações, os especialistas analisaram estudos anteriores para desenvolver um modelo generalizado, que considere custos e responsabilidades realistas que as empresas de serviços públicos podem evitar quando pessoas instalam painéis solares ligados à rede.