Fonte
Energia solar é a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa (e, em certo sentido, da energia térmica) proveniente do Sol e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizada pelo Homem, seja directamente para aquecimento de água ou ainda como energia eléctrica ou mecânica.
Esta radiação disponível à superfície terrestre divide-se em três componentes:
- directa: a que vem "directamente" desde o disco solar;
- difusa: a proveniente de todo o céu excepto do disco solar, das nuvens, gotas de água, etc.;
- reflectida: proveniente da reflexão no chão e dos objectos circundantes.
A soma das três componentes é denominada como radiação global,
Conversão
Existem duas formas diferentes de utilizar a energia solar:
- activa: transformação dos raios solares noutras formas de energia: térmica ou eléctrica.
- passiva: aproveitamento da energia para aquecimento de edifícios ou prédios, através de concepções e estratégias construtivas.
Conversão: Energia solar térmica activa
Vantagens:
Tanto na sua forma mais simples, obtenção de água quente, como em outras aplicações do género, a significativa poupança energética e económica (que chega a atingir em alguns casos mais de 80%), e ainda a grande disponibilidade de tecnologia no mercado, são factores que transformaram a energia solar térmica uma das mais comuns, vantajosas e atractivas formas de energia renovável.
Desvantagens:
O elevado investimento inicial na instalação solar, apresenta-se por vezes como o maior entrave ao desenvolvimento desta solução.
Principais aplicações:
- produção de Água Quente Sanitária (AQS), para uso doméstico, hospitais, hotéis, etc.: temperatura inferiores a 60ºC, com períodos mínimos de utilização do equipamento solar entre oito e dez meses por ano. Estas instalações dimensionam-se, normalmente, para as necessidades energéticas anuais, evitando assim excedentes energéticos nos meses de verão;
- aquecimento de piscinas: dependendo do tipo e finalidade da piscina, os valores da temperatura de utilização variam entre 25-35ºC, sendo possível a aplicação a piscinas de utilização anual ou sazonal (verão);
- aquecimento ambiente: do ponto de vista tecnológico é possível a utilização da energia solar para o aquecimento ambiente de forma activa dos edifícios, no entanto esta aplicação está limitada pela utilização em apenas 3 a 4 meses por ano, sendo assim economicamente menos interessante;
- arrefecimento ambiente: é possível produzir frio combinando energia solar com máquinas de absorção ou sistemas híbridos (solar-gás), que operam a temperaturas na ordem dos 80ºC (máquinas de Brometo de Lítio), ou 120ºC (máquinas de Amónia/H2O), o que, combinado com o aquecimento ambiente no Inverno, tornam estas aplicações muito interessantes, quer do ponto de vista ambiental com a redução de consumo de energia primária, quer do ponto de vista económico, com a rentabilização total do sistema;
- produção de água a elevadas temperaturas destinada a uso industrial: temperaturas superiores a 80ºC e 100ºC (água saturada ou vapor), com aplicações industriais directas, de pré-aquecimento de água de processo ou vapor para produção de energia eléctrica (temperaturas de superiores a 450ºC).
- outras aplicações: aplicações de baixa ou intermédia temperatura, como estufas, secadores desalinizadores, secadores, destoxificadores (Ultra Violeta) e ainda cozinhas solares.
Conversão: Energia solar eléctrica ou Fotovoltaica (PV)
A conversão directa da energia solar em energia eléctrica é baseada na geração de diferenças de potencial eléctrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente eléctrica entre ambos. Mediante a transformação adequada é possível obter que tal energia mostre-se em outras formas finais de uso directo, em forma de luz, movimento ou calor, segundo os elementos da conservação da energia.
Vantagens:
A energia fotovoltaica é uma das mais promissoras fontes de energia renováveis. A vantagem mais clara é a quase total ausência de poluição. Para além desta vantagem a ausência de partes móveis susceptíveis de partir, não produz cheiros ou ruídos, têm baixa ou nenhuma manutenção, e com tempo de vida elevados para os módulos.
Desvantagens:
No entanto uma das principais limitações dos dispositivos fotovoltaicos é o seu baixo rendimento, isto é, uma baixa conversão da energia solar em energia eléctrica. A razão deste facto reside fundamentalmente na deficiente exploração do espectro da radiação incidente (sol) por parte dos dispositivos. Outro inconveniente é os custos de produção dos painéis, estes devidos principalmente à pouca disponibilidade de grandes quantidades de materiais semicondutores, e de processos de obtenção, por vezes, muito caros. No entanto este factor está progressivamente a desaparecer com os desenvolvimentos das deposições e das microtecnologias.
Principais aplicações:
- electrificação remota: actualmente uma das principais aplicações da energia fotovoltaica é a possibilidade de fornecer energia eléctrica a lugares remotos, onde os custos da montagem de linhas eléctricas é superior ao sistema fotovoltaico, ou existe a impossibilidade deste tipo de fornecimento;
- sistemas autónomos: bombagem de água para irrigação, sinalização, alimentação de sistemas de telecomunicação, etc.;
- aplicação de micro-potência: relógios, maquinas de calcular, etc.;
- integração em edifícios: a integração de módulos fotovoltaicos na envolvente dos edifícios (paredes e telhados) é uma aplicação recente, podendo representar reduções de custos construtivos e energéticos. A energia produzida em excesso pode ser vendida à companhia eléctrica, e quando existem insuficiências, esta pode ser comprada;
- veículos: outra aplicação, ainda em fase de investigação, é a de automóveis de recreio providos de células fotovoltaicas, com suficiente potência para movimentá-los, assim como também embarcações de recreio.
Conversão: Energia solar passiva
Aproveitamento da energia solar, incidência dos raios solares, para aquecimento de edifícios ou prédios, através de concepções e estratégias construtivas.
Vantagens:
O baixo custo de algumas soluções, como o bom planeamento e orientação do edifício que podem resultar consumos energéticos evitados até 40%.
Principais aplicações:
Quanto às possíveis aplicações, em qualquer edifício habitacional, de escritórios ou industrial, podem ser aplicadas soluções de eficiência energética e de energia solar passiva, tendo em conta as questões de projecto e estudo de forma a maximizar este tipo de aproveitamento energético.
Vantagens e desvantagens da energia solar
Vantagens:
- A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é totalmente controlável utilizando as formas de controlos existentes actualmente;
- As centrais necessitam de manutenção mínima;
- Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente viável;
- A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão.
Desvantagens:
- Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação climatérica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia.
- Locais em latitudes médias e altas sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de Inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variações diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade.
- As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas por exemplo aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia hidroeléctrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da laranja)
Energia Solar no Mundo
Em 2004, a capacidade instalada mundial de energia solar era de 2,6 GW, cerca de 18% da capacidade instalada de Itaipu. Os principais países produtores, curiosamente, estão situados em latitudes médias e altas. O maior produtor mundial era o Japão (com 1,13 GW instalados), seguido da Alemanha (com 794 MW) e Estados Unidos (365 MW).
Entrou em funcionamento em 27 de Março de 2007 a Central Solar Fotovoltaica de Serpa (CSFS), a maior unidade do género do Mundo. Fica situada na freguesia de Brinches, Alentejo, Portugal, numa das áreas de maior exposição solar da Europa. Tem capacidade instalada de 11 MW, suficiente para abastecer cerca de oito mil habitações.
Entretanto está projectada e já em fase de construção outra central com cerca de seis vezes a capacidade de produção desta, também no Alentejo, em Amareleja, concelho de Moura.
Muito mais ambicioso é o projecto australiano de uma central de 154 MW, capaz de satisfazer o consumo de 45 000 casas. Esta situar-se-á em Victoria e prevê-se que entre em funcionamento em 2013, com o primeiro estágio pronto em 2010. A redução de emissão de gases de estufa conseguida por esta fonte de energia limpa será de 400 000 toneladas por ano.
Esta radiação disponível à superfície terrestre divide-se em três componentes:
- directa: a que vem "directamente" desde o disco solar;
- difusa: a proveniente de todo o céu excepto do disco solar, das nuvens, gotas de água, etc.;
- reflectida: proveniente da reflexão no chão e dos objectos circundantes.
A soma das três componentes é denominada como radiação global,
Conversão
Existem duas formas diferentes de utilizar a energia solar:
- activa: transformação dos raios solares noutras formas de energia: térmica ou eléctrica.
- passiva: aproveitamento da energia para aquecimento de edifícios ou prédios, através de concepções e estratégias construtivas.
Conversão: Energia solar térmica activa
Vantagens:
Tanto na sua forma mais simples, obtenção de água quente, como em outras aplicações do género, a significativa poupança energética e económica (que chega a atingir em alguns casos mais de 80%), e ainda a grande disponibilidade de tecnologia no mercado, são factores que transformaram a energia solar térmica uma das mais comuns, vantajosas e atractivas formas de energia renovável.
Desvantagens:
O elevado investimento inicial na instalação solar, apresenta-se por vezes como o maior entrave ao desenvolvimento desta solução.
Principais aplicações:
- produção de Água Quente Sanitária (AQS), para uso doméstico, hospitais, hotéis, etc.: temperatura inferiores a 60ºC, com períodos mínimos de utilização do equipamento solar entre oito e dez meses por ano. Estas instalações dimensionam-se, normalmente, para as necessidades energéticas anuais, evitando assim excedentes energéticos nos meses de verão;
- aquecimento de piscinas: dependendo do tipo e finalidade da piscina, os valores da temperatura de utilização variam entre 25-35ºC, sendo possível a aplicação a piscinas de utilização anual ou sazonal (verão);
- aquecimento ambiente: do ponto de vista tecnológico é possível a utilização da energia solar para o aquecimento ambiente de forma activa dos edifícios, no entanto esta aplicação está limitada pela utilização em apenas 3 a 4 meses por ano, sendo assim economicamente menos interessante;
- arrefecimento ambiente: é possível produzir frio combinando energia solar com máquinas de absorção ou sistemas híbridos (solar-gás), que operam a temperaturas na ordem dos 80ºC (máquinas de Brometo de Lítio), ou 120ºC (máquinas de Amónia/H2O), o que, combinado com o aquecimento ambiente no Inverno, tornam estas aplicações muito interessantes, quer do ponto de vista ambiental com a redução de consumo de energia primária, quer do ponto de vista económico, com a rentabilização total do sistema;
- produção de água a elevadas temperaturas destinada a uso industrial: temperaturas superiores a 80ºC e 100ºC (água saturada ou vapor), com aplicações industriais directas, de pré-aquecimento de água de processo ou vapor para produção de energia eléctrica (temperaturas de superiores a 450ºC).
- outras aplicações: aplicações de baixa ou intermédia temperatura, como estufas, secadores desalinizadores, secadores, destoxificadores (Ultra Violeta) e ainda cozinhas solares.
Conversão: Energia solar eléctrica ou Fotovoltaica (PV)
A conversão directa da energia solar em energia eléctrica é baseada na geração de diferenças de potencial eléctrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente eléctrica entre ambos. Mediante a transformação adequada é possível obter que tal energia mostre-se em outras formas finais de uso directo, em forma de luz, movimento ou calor, segundo os elementos da conservação da energia.
Vantagens:
A energia fotovoltaica é uma das mais promissoras fontes de energia renováveis. A vantagem mais clara é a quase total ausência de poluição. Para além desta vantagem a ausência de partes móveis susceptíveis de partir, não produz cheiros ou ruídos, têm baixa ou nenhuma manutenção, e com tempo de vida elevados para os módulos.
Desvantagens:
No entanto uma das principais limitações dos dispositivos fotovoltaicos é o seu baixo rendimento, isto é, uma baixa conversão da energia solar em energia eléctrica. A razão deste facto reside fundamentalmente na deficiente exploração do espectro da radiação incidente (sol) por parte dos dispositivos. Outro inconveniente é os custos de produção dos painéis, estes devidos principalmente à pouca disponibilidade de grandes quantidades de materiais semicondutores, e de processos de obtenção, por vezes, muito caros. No entanto este factor está progressivamente a desaparecer com os desenvolvimentos das deposições e das microtecnologias.
Principais aplicações:
- electrificação remota: actualmente uma das principais aplicações da energia fotovoltaica é a possibilidade de fornecer energia eléctrica a lugares remotos, onde os custos da montagem de linhas eléctricas é superior ao sistema fotovoltaico, ou existe a impossibilidade deste tipo de fornecimento;
- sistemas autónomos: bombagem de água para irrigação, sinalização, alimentação de sistemas de telecomunicação, etc.;
- aplicação de micro-potência: relógios, maquinas de calcular, etc.;
- integração em edifícios: a integração de módulos fotovoltaicos na envolvente dos edifícios (paredes e telhados) é uma aplicação recente, podendo representar reduções de custos construtivos e energéticos. A energia produzida em excesso pode ser vendida à companhia eléctrica, e quando existem insuficiências, esta pode ser comprada;
- veículos: outra aplicação, ainda em fase de investigação, é a de automóveis de recreio providos de células fotovoltaicas, com suficiente potência para movimentá-los, assim como também embarcações de recreio.
Conversão: Energia solar passiva
Aproveitamento da energia solar, incidência dos raios solares, para aquecimento de edifícios ou prédios, através de concepções e estratégias construtivas.
Vantagens:
O baixo custo de algumas soluções, como o bom planeamento e orientação do edifício que podem resultar consumos energéticos evitados até 40%.
Principais aplicações:
Quanto às possíveis aplicações, em qualquer edifício habitacional, de escritórios ou industrial, podem ser aplicadas soluções de eficiência energética e de energia solar passiva, tendo em conta as questões de projecto e estudo de forma a maximizar este tipo de aproveitamento energético.
Vantagens e desvantagens da energia solar
Vantagens:
- A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente da fabricação dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares é totalmente controlável utilizando as formas de controlos existentes actualmente;
- As centrais necessitam de manutenção mínima;
- Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente viável;
- A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão.
Desvantagens:
- Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação climatérica (chuvas, neve), além de que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia.
- Locais em latitudes médias e altas sofrem quedas bruscas de produção durante os meses de Inverno devido à menor disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente cobertura de nuvens (Curitiba, Londres), tendem a ter variações diárias de produção de acordo com o grau de nebulosidade.
- As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas por exemplo aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia hidroeléctrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da laranja)
Energia Solar no Mundo
Em 2004, a capacidade instalada mundial de energia solar era de 2,6 GW, cerca de 18% da capacidade instalada de Itaipu. Os principais países produtores, curiosamente, estão situados em latitudes médias e altas. O maior produtor mundial era o Japão (com 1,13 GW instalados), seguido da Alemanha (com 794 MW) e Estados Unidos (365 MW).
Entrou em funcionamento em 27 de Março de 2007 a Central Solar Fotovoltaica de Serpa (CSFS), a maior unidade do género do Mundo. Fica situada na freguesia de Brinches, Alentejo, Portugal, numa das áreas de maior exposição solar da Europa. Tem capacidade instalada de 11 MW, suficiente para abastecer cerca de oito mil habitações.
Entretanto está projectada e já em fase de construção outra central com cerca de seis vezes a capacidade de produção desta, também no Alentejo, em Amareleja, concelho de Moura.
Muito mais ambicioso é o projecto australiano de uma central de 154 MW, capaz de satisfazer o consumo de 45 000 casas. Esta situar-se-á em Victoria e prevê-se que entre em funcionamento em 2013, com o primeiro estágio pronto em 2010. A redução de emissão de gases de estufa conseguida por esta fonte de energia limpa será de 400 000 toneladas por ano.
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