Glauco Duarte Diniz – o que é energia fotovoltaica e como funciona
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, diante do esgotamento gradual das fontes de energia não renováveis (como principais exemplos os combustíveis de origem fóssil — gasolina, diesel e gás natural), a sociedade atual tem enfrentado desafios. Uma das alternativas viáveis é o investimento em fontes de energia que são ecologicamente corretas, como é o caso da energia solar.
São várias as vantagens de se viabilizar um sistema de energia solar, e umas delas é a diminuição da emissão de gases poluentes na atmosfera. Dessa maneira, naturalmente o estudante já consegue associar a energia solar com a redução dos impactos ambientais no mundo devido à poluição (aumento do aquecimento global, contaminação dos lençóis freáticos, chuva ácida, etc.).
Se você está se preparando para o vestibular e o Enem, fique atento a esse importante tema, que pode ser tratado nas provas tanto de atualidades quanto de Geografia. Continue a leitura e confira!
O que é energia solar?
Energia solar nada mais é do que a possibilidade de converter a energia térmica proveniente dos raios solares em energia elétrica. Em outras palavras, é a utilização de uma fonte natural e renovável de energia (sol) para obtenção de eletricidade.
Cabe destacar que, entre as principais fontes de energia renováveis — sol, vento, biocombustível e biogás —, a energia solar é uma das que ainda não tem a sua aplicação em larga escala, ou seja, é um recurso que demanda muito investimento financeiro, tanto para a captação quanto para a distribuição (isto é, ainda é um desafio para a ciência viabilizar a redução dos custos dessa energia).
Como funciona a energia solar?
O sol despeja diariamente no planeta Terra enorme carga térmica e, a partir de avançadas pesquisas, foi possível viabilizar o aproveitamento dessa fonte gratuita de energia, seja pelo calor, seja pela conversão dela em eletricidade.
Tipos de energia solar
Atualmente, há três tipos de energia solar, dos quais dois são caracterizados essencialmente pela conversão da radiação solar em eletricidade e um definido pelo aproveitamento térmico direto do sol. Acompanhe!
Energia solar fotovoltaica
Essa modalidade de energia solar recorre a placas solares fotovoltaicas para realizar a conversão de energia térmica em elétrica. O seu princípio de funcionamento é simples, pois, ao incidir nas placas (que possuem células solares compostas por elétrons), a radiação estimula os elétrons, fazendo-os vibrar, e, como consequência, há o surgimento de uma corrente elétrica contínua.
Vale destacar que é preciso um inversor de frequência (aparelho que converte corrente contínua em corrente alternada) na aplicação desse processo, visto que grande parte dos aparelhos eletrônicos só funciona quando alimentada com uma corrente alternada.
As placas fotovoltaicas devem ser instaladas em regiões da casa onde há alta incidência solar (principalmente nos telhados e fachadas), e, quando bem distribuídas, oferecem uma ótima eficiência energética.
Entretanto, a energia solar fotovoltaica é um sistema ainda muito caro, porque, além das placas (que já tem um custo considerável), é preciso adquirir outros equipamentos, como: cabeamentos; inversor de frequência; conectores; estrutura de fixação e outros componentes elétricos.
Energia heliotérmica
Já no processo heliotérmico, a radiação solar é captada por meio de uma grande rede de coletores e receptores. Coletores são espelhos (com a superfície extremamente polida e posicionados segundo uma inclinação ideal) que têm o papel de captar os raios solares e os direcionar para os receptores.
Por receber grande e concentrada carga térmica, os receptores (enormes construções verticais que armazenam em seu interior líquidos que serão aquecidos) transformam primeiramente a energia térmica do sol em energia mecânica (rotação de pás mecânicas devido à diferença de pressão causada pela vaporização do líquido), para depois então transformar a energia mecânica em elétrica por meio de um gerador.
Esquematizando de forma didática, temos as seguintes conversões:
ENERGIA TÉRMICA SOLAR (FONTE NATURAL DO SOL) -> ENERGIA MECÂNICA ROTACIONAL (VAPOR DO LÍQUIDO AQUECIDO QUE GIRA UMA HÉLICE) -> ENERGIA ELÉTRICA (ROTAÇÃO DA HÉLICE DE UM GERADOR).
Aquecimento solar
Entre os 3 tipos de energia solar, é o único em que não há conversão em eletricidade, uma vez que a intenção aqui é apenas reutilizar a carga térmica do sol para aquecer a água e facilitar nas atividades domésticas. Aplicado tanto em casas quanto em apartamentos, é uma ótima opção para quem deseja reduzir a conta de energia elétrica, já que esse sistema dispensa o uso do chuveiro e aquecedores elétricos.
Para garantir o aquecimento solar, é preciso investir na compra de painéis solares (que coletarão a energia térmica do sol) e reservatório térmico (armazenamento da água aquecida), e na instalação do circuito hidráulico de distribuição.
O sistema de funcionamento é bem simples: o que ocorre basicamente é apenas o aquecimento da água que circula abaixo dos painéis, sendo assim armazenada no reservatório. Vale destacar que, em dias nublados, é possível contar com água aquecida, porque o reservatório tem nas superfícies internas uma cobertura isolante, impedindo que o calor da água seja dissipado para o ambiente externo.
A energia solar é um tipo de energia limpa?
Sim. O porquê dessa resposta é explicado de forma bem objetiva e direta: todos os tipos de energia solar não emitem gases poluentes na atmosfera. Como já sabemos, são muitas as fontes de energia que emitem CO2 e óxidos nitrosos (contribuindo assim para a intensificação do efeito estufa), entretanto, a de origem solar é considerada totalmente limpa.
Por isso, quanto mais pessoas utilizando esse recurso energético, com certeza o volume de gases poluentes despejados na atmosfera será reduzido.
Vantagens e desvantagens da energia solar
Não são apenas vantagens que cercam a energia solar, há também pontos negativos em relação a essa fonte de energia, como destacaremos abaixo.
Vantagens
é uma energia totalmente limpa;
é abastecida por uma fonte inesgotável e ecologicamente correta (o sol);
não emite gases poluentes na atmosfera;
pode ser implantada de forma individual (apenas em uma residência).
Desvantagens
ainda é um processo custoso;
carece de pesquisas para implementação em larga escala;
é inviável a sua instalação em locais onde não há incidência solar;
os painéis solares apresentam baixo rendimento, ou seja, precisa-se de muita energia térmica para a conversão de pouca carga elétrica.
Sendo assim, após analisar o modo de funcionamento de um sistema de energia solar, é possível entender seus benefícios para o meio ambiente.
