Você já ouviu falar sobre energia solar? Trata-se da energia gerada a partir da radiação do Sol. Essa forma de energia pode ser utilizada para várias finalidades, incluindo o aquecimento de água e a produção de eletricidade.
A geração de eletricidade é a aplicação mais frequente e, por esse motivo, muitas vezes o termo “energia solar” é usado como sinônimo da eletricidade obtida através da luz solar, utilizando sistemas fotovoltaicos, conhecidos popularmente como “kits solares”.
Por ser limpa, renovável e sustentável, a energia solar tem ganhado cada vez mais importância na matriz energética do Brasil. Isso não é surpreendente, visto que o país possui uma excelente incidência de raios solares em todo seu território.
Para você entender melhor, a área com menor incidência de sol no Brasil possui um índice de radiação solar que supera em 40% o da área mais ensolarada da Alemanha, um dos países que mais utiliza essa fonte energética mundialmente. Isso demonstra nosso imenso potencial!
Você quer saber mais sobre essa fonte de energia? Então, acompanhe este artigo e aprenda tudo sobre energia solar!
Índice
O que é energia solar?
A energia solar é a energia proveniente da luz e do calor emitidos pelo sol. Essa fonte de energia é alternativa, renovável e sustentável, resultante da radiação eletromagnética (luz e calor) que o sol irradia diariamente.
Existem diversas tecnologias que aproveitam essa energia, incluindo aquecedores solares, painéis fotovoltaicos e usinas heliotérmicas (também conhecidas como termossolares).
Atualmente, o termo energia solar está frequentemente ligado à produção limpa de eletricidade por meio dos painéis fotovoltaicos, que convertem a luz solar diretamente em energia elétrica.
Na energia solar fotovoltaica, quando os fótons, que são partículas de luz solar, atingem os painéis solares, é gerada uma corrente elétrica. Essa energia pode ser utilizada para abastecer casas, empresas e indústrias, tanto em áreas urbanas quanto rurais.
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Como a energia solar é transformada em energia elétrica?
O sistema fotovoltaico se trata da tecnologia que transforma a energia dos raios solares em eletricidade. Essa conversão é possível por meio de um fenômeno físico conhecido como efeito fotovoltaico, onde uma tensão elétrica é gerada em materiais semicondutores, como o silício, ao serem iluminados.
Existem duas formas de operação do sistema fotovoltaico: on grid, que está ligado à rede elétrica pública, e off grid, que funciona de maneira independente.
Veja algumas informações sobre cada um desses sistemas:
- On Grid: O sistema de energia solar on-grid, ou sistema fotovoltaico conectado à rede, é aquele que permanece vinculado à rede de distribuição.
Dessa forma, nos períodos em que não há geração de energia, é possível consumir a eletricidade fornecida pela distribuidora e, quando há produção acima do necessário, o sistema injeta essa energia extra na rede elétrica e seu usuário recebe créditos de energia.
Com essa configuração on-grid, não há necessidade de investir em baterias solares, o que torna a instalação mais econômica e ajuda a diminuir a conta de luz por meio da utilização dos créditos gerados.
- Off Grid: Já o sistema off grid opera de forma totalmente independente, o que significa que não está conectado à rede elétrica pública. É especialmente indicado para áreas remotas ou sem acesso à distribuição de energia, como zonas rurais.
A energia gerada é armazenada em baterias, garantindo o fornecimento durante a noite ou em períodos sem geração, como em dias nublados. Isso proporciona uma completa autonomia energética.
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Quais são os tipos de energia solar?
Existem diversas maneiras de utilizar a energia solar como fonte renovável. Os principais tipos de energia solar disponíveis incluem a energia solar fotovoltaica, a energia solar térmica e a energia heliotérmica, também conhecida como termossolar. Conheça um pouco mais sobre cada uma delas:
- Energia solar fotovoltaica: A energia solar fotovoltaica consiste na conversão direta da luz solar em eletricidade por meio de células fotovoltaicas, feitas de materiais semicondutores, sendo o silício (Si) o mais comum.
Quando os fótons da luz do sol atingem essas células, eles energizam os elétrons do material semicondutor, fazendo com que se movam e gerem uma corrente elétrica.
Os módulos fotovoltaicos, utilizados para produzir energia em residências e empresas, são formados por várias células conectadas em série e encapsuladas de forma segura em uma estrutura, garantindo proteção e durabilidade. Esses módulos são popularmente chamados de placas solares.
O sistema de energia solar fotovoltaica é constituído por um conjunto de componentes que inclui:
– painéis solares;
– inversor solar;
– caixa de strings;
– sistema de montagem das placas solares (comumente chamadas de placas solares);
– conectores e fiação.
A energia fotovoltaica já está presente há mais de um século e se destaca como a fonte de energia limpa que mais se expande mundialmente.
- Energia solar térmica: A energia solar térmica é muito utilizada globalmente através dos sistemas de aquecimento solar, também conhecidos como aquecedores solares.
Esses sistemas utilizam coletores solares, que são placas projetadas para captar a radiação solar e converter seu calor em energia para aquecer água ou outros líquidos armazenados em um reservatório, conhecido como boiler. Essa água aquecida será utilizada posteriormente em residências ou empresas.
No Brasil, a tecnologia dos aquecedores solares está em uso desde a década de 1970, tendo se tornado bastante popular entre lares e negócios, além de ser aplicada em diversos programas sociais voltados para habitação.
- Energia solar heliotérmica: A energia heliotérmica, também conhecida como Energia Solar Concentrada (CSP), representa uma alternativa para a geração de eletricidade utilizando a radiação solar, mas focando no calor que ela emite.
Uma usina heliotérmica, ou termossolar, emprega diversos espelhos (chamados de heliostatos) para capturar os raios solares e direcioná-los concentradamente para um único ponto.
Nesse local, há um receptor com um líquido que se aquece devido à intensidade do calor concentrado. O vapor gerado a partir desse líquido aquecido é então utilizado para movimentar turbinas, transformando a energia mecânica em eletricidade.
Quais as principais vantagens da energia solar?
A energia solar oferece uma série de vantagens, tanto para a preservação ambiental quanto para a economia dos consumidores, que podem perceber uma significativa redução nas despesas mensais com eletricidade das concessionárias.
Algumas das principais vantagens são:
- Trata-se de uma fonte de energia renovável e alternativa;
- É uma forma de energia limpa, sem emissões poluentes;
- Está amplamente disponível em todo o mundo, especialmente em nações tropicais como o Brasil;
- Possui aplicação em áreas remotas que não têm acesso à rede elétrica;
- É uma fonte gratuita e mais econômica de produção energética;
- As tecnologias de painéis solares têm longa durabilidade, requerem pouca manutenção e os preços estão em constante queda.
Por que investir em energia solar?
A energia solar se apresenta como uma alternativa mais acessível e sustentável para a geração de eletricidade. Isso significa que, além de oferecer redução nos gastos com a conta de luz, também ajuda na conservação do meio ambiente.
Tanto em residências quanto em indústrias, é possível produzir energia solar facilmente, pois os sistemas de captação podem ser instalados em diversas superfícies.
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Energia solar no Brasil
Conforme o Atlas Brasileiro de Energia Solar – 2ª edição, elaborado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Aéreas (INPE) em parceria com outras entidades, o Brasil possui médias anuais elevadas de irradiação, especialmente na região conhecida como cinturão solar, que inclui estados do Nordeste, Sudeste e Centro-Oeste.
Esse cenário faz da energia solar uma alternativa excelente para o país, que pode aproveitá-la para diversificar sua matriz elétrica de maneira sustentável e eficiente. Nos últimos dez anos, a adoção da energia solar fotovoltaica cresceu consideravelmente em todo o território nacional.
Segundo informações da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), ao final de 2023, o Brasil ultrapassou a marca de 36 GW de potência instalada em energia solar fotovoltaica.
O valor considerado 11 GW provenientes de usinas de grande porte (geração centralizada) e 25 GW gerados nos sistemas de produção própria de energia instalados em residências e empresas (geração distribuída), representa 16,3% da matriz elétrica nacional.
Como obter energia solar?
A captação de energia solar pode ocorrer de maneira direta ou indireta, utilizando sistemas que fazem uso passivo ou ativo da radiação solar. Entenda mais sobre os tipos de energia solar:
Direta
Os métodos diretos envolvem uma única etapa para transformar a energia solar em trabalho ou energia que beneficiem o ser humano. Um exemplo é a energia solar fotovoltaica, que gera eletricidade diretamente quando os fótons de luz incidem sobre a célula fotovoltaica.
Indireta
Os métodos indiretos requerem duas ou mais fases para transformar a energia solar na forma desejada. Um exemplo que pode representar esse tipo de método é a energia heliotérmica, que concentra os raios solares para aquecer líquidos e produzir vapor. Esse vapor, por sua vez, aciona turbinas que geram energia mecânica, a qual é posteriormente convertida em energia elétrica.
Conclusão
O aumento do mercado de energia solar é impulsionado por vários fatores, sendo os altos preços da energia elétrica no Brasil e os frequentes aumentos nas tarifas de luz os principais.
Além disso, a redução dos custos dos sistemas fotovoltaicos, as opções de financiamento mais acessíveis, às condições climáticas favoráveis do país, o baixo custo de manutenção dos sistemas fotovoltaicos e a preocupação com a sustentabilidade também contribuem para essa expansão.
Apesar desse crescimento acelerado, o mercado de energia solar ainda está longe de atingir seu pleno potencial no Brasil. Atualmente, menos de 2% das unidades consumidoras possuem telhados solares instalados, o que significa que há uma grande oportunidade para um crescimento ainda maior nesse setor.
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