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A energia solar é uma fonte de energia renovável proveniente do sol, considerada uma alternativa limpa por não emitir gases de efeito estufa. Você já deve ter ouvido falar que esse tipo de energia é o futuro. Mas, afinal, o que é energia solar?

À medida em que cresce a preocupação mundial sobre sustentabilidade e a busca por fontes energéticas renováveis eficientes, a produção de energia a partir dos raios do sol tem ganhado cada vez mais destaque por conta de seus diversos diferenciais e vantagens.

Podemos classificar energia solar como qualquer tipo de produção de energia que tenha como base os raios solares, um dos recursos mais abundantes da natureza.

No entanto, há mais de uma forma de se converter a luz e o calor emitidos pelo sol em energia. Por isso, podemos dizer que há diferentes tipos de energia solar, relacionados às várias tecnologias existentes para essa finalidade.

Com métodos distintos para geração de energia, temos três tipos principais de energia solar:

• a energia solar fotovoltaica – capaz de transformar a energia do sol em eletricidade com o uso de placas fotovoltaicas;
• energia solar térmica – na qual o calor da radiação solar é transferido para água ou óleo, para posteriormente ser utilizado como fonte de calor;
• energia solar heliotérmica – que concentra raios solares para gerar energia (um método que também é conhecido como energia termossolar).

Afinal, como o sol gera energia?

De forma simples, podemos dizer que essa energia é gerada a partir da luz e do calor emitidos pelo sol. Com o auxílio de tecnologias, captamos os raios solares, que são convertidos em eletricidade e outras formas de energia.

Porém, podemos ser mais específicos para explicar como funciona a energia solar, recorrendo ao conceito de física da fusão nuclear.

A fusão nuclear

O processo que gera a energia solar ocorre por meio do fenômeno chamado de fusão nuclear (quando dois núcleos de átomos se unem).

Como a maioria das estrelas, o sol tem em sua composição átomos de hidrogênio e hélio em estado de plasma. Quando ocorre a fusão nuclear, partículas de hidrogênio se fundem para formar hélio, em um processo que ocorre sob alta pressão e elevada temperatura (cerca de 15 milhões de graus Celsius), liberando energia.

É possível produzir energia com um sol artificial?

Recentemente, cientistas têm se empenhado para reproduzir, de forma controlada, o processo natural que gera a energia solar.

É o caso do “sol artificial” inaugurado na China em 2020, que procura imitar o fenômeno da fusão nuclear por meio de um gigantesco reator. Trata-se de uma tecnologia impressionante, porém muito cara e complexa para ser aplicada globalmente a médio prazo.

A melhor estratégia para gerar energia solar ainda é contar com os raios do sol, mesmo sabendo que apenas uma fração mínima da energia irradiada chegará até nós.

Essa radiação poderá, então, ser convertida em eletricidade (com o auxílio de recursos como painéis fotovoltaicos, usinas heliotérmicas e aquecedores solares).

Mesmo que a maior parte da energia solar se perca na viagem do espaço até o a Terra, recebemos radiação abundante do sol e suficiente para abastecer nosso planeta.

A energia solar é um recurso renovável

O sol é uma fonte de energia naturalmente reabastecida pelo processo de fusão nuclear. Ou seja, um processo natural faz com que o sol nunca pare de produzir e enviar energia para a Terra.

Uma fonte de energia inesgotável

Cientistas estimam que o sol irá “morrer” em cerca de cinco bilhões de anos, com o esgotamento de seu núcleo. Até lá, porém, teremos muito tempo para aproveitar a energia solar.

Energia alternativa

Para evitar problemas de abastecimento, é fundamental que países tenham a matriz energética diversificada, extraindo eletricidade a partir do máximo de fontes possíveis. A obtenção de energia solar deve sempre ser levada em conta como uma das opções mais vantajosas.

Energia sustentável

Em comparação com outras fontes, a energia solar é uma das mais limpas e ecologicamente corretas. O processo para se obter energia do sol acarreta menos impactos ao meio ambiente, sem gerar resíduos. Por essas características, diversos governos têm incentivado a produção de energia solar em seus países como forma de reduzir as emissões de poluentes causadores do aquecimento global.

A energia solar é econômica

Como investimento, a energia solar tende a resultar em menores gastos a médio e longo prazo, com excelente custo-benefício. Cada tecnologia tem a sua própria manutenção, mas, de forma geral, os equipamentos de energia solar têm longa vida útil.

Um exemplo de economia é a redução de gastos com conta de luz, possível em alguns casos com o uso de sistemas solares fotovoltaicos.

A energia solar é segura

Com diferentes tecnologias, a energia solar vem sendo aplicada por décadas em todo o mundo e é considerada uma forma eficaz, confiável e segura de se gerar eletricidade.

Após a instalação, que deve ser sempre realizada por técnicos especializados e seguindo o correto dimensionamento para cada obra, o risco de acidentes com energia solar é reduzido.

Um cuidado fundamental ao se adquirir qualquer produto de energia solar é ter profissionais de confiança para realizar o trabalho de instalação, checar as informações do fabricante e verificar a qualidade do produto para garantir um bom funcionamento e vida útil ao sistema.

A energia solar demanda menos infraestrutura

De forma geral, a instalação de sistemas de energia solar pode ser feita com menos investimento em infraestrutura do que outras fontes energéticas. Especialmente no caso dos sistemas fotovoltaicos e térmicos, a energia solar costuma ser instalada com rapidez e praticidade.

Cada tecnologia tem suas próprias características, mas um exemplo de flexibilidade na instalação é a energia solar fotovoltaica Off Grid (sem conexão à rede elétrica), que leva eletricidade a regiões isoladas e de difícil acesso — como áreas rurais — sem que seja necessária a construção de uma ampla infraestrutura.

A energia solar está em constante evolução

Os benefícios da energia solar aumentam a cada ano. Com o aprimoramento das tecnologias, temos opções cada vez mais eficientes e baratas para instalar sistemas solares.

A energia solar é abundante e pode ser utilizada de diversas maneiras.

A forma mais simples de se aproveitar essa energia é através de soluções de arquitetura que privilegiem a iluminação solar ou o controle natural da temperatura. Há também a possibilidade da instalação de sistemas de captação da energia solar para depois utilizá-la.

Hoje existem três tipos principais de sistemas de energia solar: o sistema solar fotovoltaico, o sistema solar térmico e o sistema solar heliotérmico (também chamado de termossolar).

Conheça um pouco mais das características de cada um deles:

Energia solar fotovoltaica

Esses sistemas são capazes de gerar energia elétrica através das chamadas células fotovoltaicas, compostas por materiais capazes de transformar a radiação solar diretamente em energia elétrica. Atualmente, há diversos materiais que podem ser utilizados para a construção dessas células, embora o mais comum seja o silício.

Os módulos ou painéis solares fotovoltaicos são compostos por várias dessas células. É com a instalação desses painéis que conseguimos gerar grandes quantidades de energia em regiões com incidência de raios solares.

Para fornecer energia, as células fotovoltaicas geram corrente elétrica a partir da irradiação solar, por meio do “efeito fotovoltaico”, um fenômeno físico que ocorre em semicondutores. A energia é, então, direcionada para um inversor solar, que transforma a corrente elétrica contínua em alternada.

Energia solar térmica (aquecedor solar)

Nesses sistemas, a energia é captada através de painéis solares térmicos, também chamados de coletores solares.

Esses painéis são simples em sua concepção e têm a função de transferir o calor da radiação solar para a água ou óleo que passa por dentro deles para então serem utilizados como fonte de calor.

São os sistemas mais simples para se aproveitar o sol, com uso comum em casas, hotéis e empresas para o aquecimento da água de chuveiros ou piscinas, além do aquecimento de ambientes ou mesmo para permitir o funcionamento de processos industriais.

Energia heliotérmica (termossolar ou energia solar concentrada)

Os sistemas termossolares produzem inicialmente calor, através de um sistema de espelhos (ou concentradores) que, como o nome diz, concentram a radiação solar, e só então transformam esse calor em energia elétrica.

Ao produzirem calor, esses concentradores evaporam um fluido. O vapor é, então, utilizado geralmente em turbinas para gerar energia elétrica.

Trata-se de um processo muito semelhante ao funcionamento de uma usina nuclear — que usa o calor para girar turbinas e, assim, gerar eletricidade. Porém, nesse caso, todo o aquecimento é captado dos raios solares, de forma limpa e sustentável.

A termossolar não deixa de ser um tipo de energia solar térmica, porém o seu propósito final é gerar energia elétrica.

Todas as tecnologias utilizadas para gerar energia solar são limpas, reutilizáveis e econômicas.

No entanto, em uma comparação direta, cada uma das tecnologias mais utilizadas para geração de energia solar possui alguns benefícios e pontos negativos.

Entenda:

Energia solar fotovoltaica

A energia fotovoltaica é muito versátil e confiável, sendo utilizada até mesmo em satélites. Também se destaca por ser adaptável (pode ser aplicada praticamente em qualquer lugar com sol), não gerar ruídos, ter instalação simples e pouca necessidade de manutenção.

Sua principal desvantagem é o investimento inicial para compra dos equipamentos, apesar da constante queda de preços.

Vale destacar, porém, que os painéis fotovoltaicos costumam ter longa vida útil (com mais de 25 anos), o que faz com que tenham excelente custo-benefício após alguns anos de utilização, incluindo redução de gastos na conta de luz.

Uma segunda desvantagem é a dificuldade para se armazenar a energia que não é utilizada imediatamente. Para ter um estoque de energia solar fotovoltaica nos sistemas Off Grid (e poder utilizá-la, por exemplo, nos momentos em que não há sol, como durante a noite ou em dias chuvosos e nublados), é necessária a instalação de uma bateria, o que encarece o preço do sistema.

No caso dos sistemas On Grid, não é necessária a instalação de baterias — já que a rede elétrica pode fornecer energia nos momentos em que os painéis fotovoltaicos não puderem captar energia solar. Porém, quando há queda da rede elétrica, o inversor do sistema On Grid para de funcionar como medida de segurança, o que pode deixar o consumidor momentaneamente sem energia se não houver outra fonte.

Recentemente, os sistemas On Grid têm sido instalados também com baterias, para ajudar nos momentos de queda de energia.

Energia solar térmica (aquecedor solar)

A energia térmica se destaca por ser muito eficiente e econômica. A instalação de um sistema do tipo pode reduzir consideravelmente alguns gastos específicos da conta de luz, como o elevado custo para se aquecer a água de um chuveiro, por exemplo.

O consumidor deve estar ciente, porém, que em dias de baixa incidência de raios do sol, a água do chuveiro ligado à energia solar térmica demorará mais para esquentar. Outra possível desvantagem é o fato de o sistema armazenar a água quente em um boiler solar (reservatórios que possuem tamanho limitado e podem não fornecer a água quente necessária para banhos longos).

Outra desvantagem da tecnologia é aplicação restrita. Por não gerar eletricidade (apenas promover o aquecimento da água por meio dos raios solares), o sistema não é capaz de acender uma lâmpada ou fornecer energia para o funcionamento de eletrodomésticos.

Energia solar heliotérmica (termossolar)

A energia heliotérmica se destaca por ser uma forma limpa e renovável de se produzir grande volume de eletricidade. Assim como a energia térmica, ela também é capaz de armazenar a energia solar em forma de calor, evitando desperdício e podendo gerar grandes reservas.

Muitos países têm priorizado a instalação de usinas de energia heliotérmica (que necessitam apenas de grande exposição ao sol) em detrimento a outros modelos de produção energética de larga escala, como a energia nuclear.

Essa tendência ganha força por conta da sustentabilidade do sistema termossolar, que não gera resíduos que contribuem para o aquecimento global e nem oferece riscos de contaminação ao meio ambiente.

Ainda assim, esse é o tipo menos difundido de energia solar devido ao alto custo e complexidade. Sua aplicação é adequada, especialmente, para grandes instalações.

Há diversas maneiras de se aproveitar a energia produzida pelo sol por meio das diferentes tecnologias (fotovoltaica, térmica e heliotérmica).

Basicamente, em qualquer lugar com incidência de raios solares é possível que ao menos um dos tipos de energia solar seja instalado.

Veja, abaixo, algumas das aplicações mais comuns de energia solar:

• • Energia solar residencial (em casas, apartamentos e condomínios);
  • Energia solar industrial;
  • Soluções solares para iluminação pública, como postes e faróis de trânsito;
  • Estacionamentos solares ou “Carport”;
  • Satélites (com placas solares para abastecimento interno);
  • Energia para canteiros de obras;
  • Gerador de energia para backup;
  • Fazendas solares (com geração de energia para ser distribuída a outros locais);
  • Bombeamento de água por energia solar – irrigação e outras técnicas de agricultura, transferência de água de poços artesianos e abastecimento de caixas d’água;
  • Eletrificação de cercas;
  • Aquecimento de água em chuveiros ou piscinas;
  • Abastecimento de energia para geladeiras;
  • Fornecimento de energia para sistemas de telecomunicações (telecom);
  • Carregamento de veículos elétricos;

“Por que comprar energia solar?” é uma dúvida recorrente.

A resposta é: Sim. Seja como fonte principal ou complementar de energia, os sistemas solares são cada vez mais utilizados por conta de suas vantagens.

Entre os principais benefícios, podemos destacar que se trata de uma energia:

– Limpa;

– Renovável;

– Confiável;

– De instalação simples;

– Manutenção fácil;

– Com longa vida útil;

– Excelente custo-benefício (pode gerar grande economia de gastos nos anos seguintes à instalação).

Outra questão comum é se a energia solar é cara. Não há uma resposta definitiva para esse tipo de pergunta, já que há diversos fatores que devem ser levados em conta na hora de se escolher o melhor sistema a ser instalado para geração de energia.

No caso da energia solar, o custo inicial de um equipamento pode ser alto em comparação a outras tecnologias. Porém, a médio ou longo prazo, muitas vezes o investimento compensa por conta do custo-benefício ou “payback” (retorno financeiro).

Ou seja, em muitos casos a energia solar “se paga” após alguns meses ou anos de uso. No caso dos sistemas fotovoltaicos, por exemplo, a economia gerada com a conta de luz (e a possibilidade de se gerar créditos nas concessionárias de energia ou de se redistribuir energia excedente) após algum tempo costuma cobrir o preço da compra dos produtos solares e sua instalação.

A baixa necessidade de manutenção é outro diferencial que pode tornar o custo-benefício da energia solar mais vantajoso. Um painel fotovoltaico de qualidade, por exemplo, costuma ter vida útil de 30 a 40 anos — uma durabilidade que evita a necessidade de trocas no sistema ao longo de décadas.