Energia Solar

O que é usina solar?

A usina solar, também conhecida por parque solar ou complexo solar, é uma instalação de grande escala destinada à geração de energia elétrica.

Ela utiliza milhares de painéis fotovoltaicos ou outras tecnologias para converter a luz solar em eletricidade, que é então transportada para os centros urbanos através de linhas de transmissão.

Nos últimos anos, esses projetos de energia solar têm conquistado cada vez mais destaque globalmente devido a suas numerosas vantagens.

No Brasil, onde a maior parte da produção energética ainda se baseia em hidrelétricas e as secas severas tornam necessária uma diversificação urgente no mix energético, essa tendência se torna ainda mais relevante.

Neste artigo, você irá descobrir tudo sobre as usinas solares, também conhecidas como parques solares. Confira!

Índice

O que é uma usina solar?

A usina fotovoltaica, também conhecida como central fotovoltaica, é uma instalação de grande porte voltada para a geração e comercialização de energia elétrica proveniente da luz solar.

Essa geração de eletricidade ocorre por meio dos painéis fotovoltaicos, que transformam a luz solar em energia elétrica, a qual é então disponibilizada para a rede.

No Brasil, a energia gerada pelas centrais fotovoltaicas e outras usinas é inserida e distribuída nas diversas regiões do país através do Sistema Interligado Nacional (SIN).

Embora a maioria das usinas solares ao redor do mundo sejam construídas no solo, projetos flutuantes em lagos e reservatórios têm se tornado cada vez mais populares.

Normalmente, as estruturas que sustentam os painéis solares são fixas, mas existem também os chamados trackers (seguidores), que ajustam a posição dos painéis conforme o movimento do sol, garantindo que eles estejam sempre na melhor posição para captar luz.

Apesar de as usinas equipadas com esse sistema de rastreamento gerarem mais energia elétrica, isso também eleva os custos de operação e manutenção do projeto.

Como funciona uma usina solar?

A usina solar fotovoltaica funciona da seguinte maneira: os painéis solares geram eletricidade, que é direcionada a um inversor solar, responsável por transformar essa energia em corrente elétrica alternada. Essa corrente alternada é então transmitida pelas redes de distribuição para ser utilizada em residências ou estabelecimentos comerciais.

Os painéis solares geram energia elétrica na forma de corrente contínua, o que torna necessário o uso de um inversor solar para converter essa energia em corrente alternada, que é o padrão elétrico adotado por qualquer residência ou empresa conectada à rede no Brasil.

Os inversores convertem a energia gerada pelos painéis solares em até 380 Volts. Entretanto, para que a energia seja transmitida por linhas de alta tensão, é necessário atingir voltagens significativamente mais elevadas. Para isso, são utilizados transformadores que aumentam a tensão para níveis como 13.800 Volts, 69.000 Volts, 138.000 Volts e até acima de 230.000 Volts.

Visto que as usinas solares costumam estar localizadas em regiões remotas e afastadas, a energia produzida é transportada para os centros urbanos através de linhas de transmissão, com o objetivo de suprir o consumo das residências, empresas e demais empreendimentos que estão conectados à rede da distribuidora local.

Quais são os principais tipos de usinas solares?

Há dois tipos principais de usinas solares, que se distinguem pela tecnologia utilizada e pelo processo de conversão da luz em energia elétrica.

Veja abaixo:

Usinas fotovoltaicas

As usinas fotovoltaicas são as mais comuns globalmente e empregam um método direto para transformar a radiação solar em eletricidade.

A geração ocorre através dos módulos fotovoltaicos (placas solares), que podem ser instalados tanto no solo quanto sobre a superfície de corpos d’água, conhecido como usina solar flutuante.

Nos últimos anos, os painéis fotovoltaicos também têm sido adotados por milhares de indivíduos e empresas que buscam produzir sua própria energia, escapando assim dos altos preços e aumentos das distribuidoras, utilizando micros e minigeradores fotovoltaicos para geração distribuída.

Usinas heliotérmicas ou termossolares

As usinas de energia heliotérmica, também conhecidas como termossolares, utilizam um método indireto para gerar eletricidade, aproveitando o calor do sol para converter água em vapor e movimentar turbinas elétricas.

Nesses empreendimentos, uma grande quantidade de espelhos, conhecidos como coletores ou heliostatos, captura os raios solares e os foca em um único ponto onde há um recipiente contendo algum tipo de líquido.

Através do calor concentrado dos raios solares, esse líquido se transforma em vapor, que é usado para acionar as turbinas e geradores que produzem energia elétrica.

Diferente dos sistemas fotovoltaicos, a tecnologia heliotérmica é mais adequada para grandes projetos centralizados devido à sua maior complexidade na construção e operação.

Quantas usinas solares existem no Brasil e onde estão localizadas?

De acordo com informações da Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), o Brasil conta atualmente com mais de 18 mil usinas fotovoltaicas em funcionamento, totalizando uma potência outorgada próxima a 14,89 GW.

Além disso, há 144 usinas em construção que somam mais de 6,2 GW e ainda existem 2.758 projetos que não foram iniciados, alcançando um total aproximado de 121 GW. Os elevados níveis de radiação solar no Brasil favorecem a utilização eficiente de painéis solares em quase todas as regiões do país.

Consequentemente, as usinas solares estão distribuídas por 17 estados brasileiros. Conforme dados da Absolar, os estados que apresentam a maior capacidade instalada e em operação de usinas solares são:

Minas Gerais – 4.766 MW

Piauí – 2.097 MW

Bahia – 2.052 MW

Ceará – 1.251 MW

Rio Grande do Norte – 1.228

Vantagens e desvantagens de uma usina solar

A principal vantagem das usinas solares é que elas geram energia completamente renovável e limpa, mas há muitos outros benefícios associados a elas, como contribuir para um planeta mais sustentável e ajudar a reduzir os gastos com a conta de energia elétrica.

Essas usinas não liberam gases poluentes. Diferentemente das termoelétricas, que dependem da queima de combustíveis fósseis como diesel e carvão, as usinas solares não provocam emissões prejudiciais na atmosfera.

A conversão da luz solar em eletricidade ocorre por meio do fenômeno conhecido como efeito fotovoltaico, onde os elétrons são liberados das células solares ao interagirem com os fótons da luz.

O resultado é uma energia totalmente limpa, proveniente de uma fonte renovável e praticamente ilimitada.

Os projetos têm baixo impacto ambiental, pois além de não liberar CO2 durante a produção de energia, uma usina solar apresenta menos efeitos adversos no meio ambiente durante sua construção comparada a uma hidrelétrica ou um parque eólico.

Embora ocupem áreas extensas, os empreendimentos solares podem ser facilmente instalados em locais com alta incidência solar, como regiões desérticas que apresentam quase nenhuma vegetação.

Diferentemente das hidrelétricas, que necessitam ser localizadas em áreas específicas e causam significativos danos à fauna e flora locais devido ao represamento dos rios.

De forma semelhante aos sistemas fotovoltaicos que são montados em residências, lojas e fábricas, as usinas solares de geração centralizada também apresentam uma durabilidade significativa, com os painéis solares tendo uma vida útil que supera os 25 anos.

Desvantagens da usina solar

Apesar de sua importância na geração de energia limpa e renovável, a usina solar apresenta algumas desvantagens. A usina fotovoltaica captura a energia da luz solar, mas certos fatores podem comprometer seu funcionamento.

Os painéis solares necessitam apenas da luz do sol para gerar eletricidade. Entretanto, essa fonte de energia não está sempre acessível, e fatores como nuvens e chuva podem dificultar sua captação.

Atualmente, um dos principais desafios da tecnologia solar é superar essa irregularidade na exposição ao sol. Uma das soluções mais promissoras são as baterias solares.

Em comparação com outras fontes de energia, como as usinas termoelétricas e hidrelétricas, uma central de energia solar fotovoltaica gera uma quantidade relativamente baixa de eletricidade por unidade instalada.

O Parque Solar São Gonçalo, localizado no Piauí, destaca-se como o maior da América Latina e, ao ser finalizado, terá uma capacidade de 856 MW. Em contraste, a usina hidrelétrica de Itaipu possui uma capacidade instalada impressionante de 14 GW.

Por outro lado, a usina termelétrica Porto de Sergipe I, que começou suas operações em março de 2020 em Barra dos Coqueiros (SE), tem uma capacidade de geração de 1.551 MW e é considerada a maior instalação do tipo movida a gás natural na América Latina.

Quanto custa para instalar uma usina solar?

Uma usina solar com capacidade de 1 MW geralmente tem um custo que varia entre R$4 milhões e R$5 milhões. Contudo, fatores como a área destinada à instalação, a potência instalada e as condições climáticas podem influenciar no valor final.

Entretanto, uma das grandes vantagens de uma central fotovoltaica é a sua durabilidade, que supera os 25 anos.

Portanto, mesmo com o investimento inicial considerável, é possível recuperar esse gasto em poucos anos de funcionamento.

Além disso, o Brasil apresenta altos níveis de irradiação solar, o que contribui para um excelente desempenho do sistema em praticamente todas as regiões do país, tornando o investimento ainda mais atrativo.

Conclusão

Atualmente, é indiscutível que as fontes alternativas e renováveis de energia estão em crescente demanda, sendo as usinas solares uma das principais opções.

Isso se deve ao fato de que, ao contrário da energia eólica, essa fonte sempre estará acessível.

Além disso, um grande benefício das usinas solares é a capacidade de suprir a necessidade energética de cidades inteiras. Tudo isso com uma pegada de carbono reduzida, menor impacto ambiental e um alto potencial energético.