Energia solar

 Energia solar é a aquela gerada por meio da luz e do calor do Sol. As tecnologias modernas permitem que a luz do Sol seja transformada diretamente em calor. Ela é muito utilizada para o aquecimento de líquidos (principalmente água) e para a produção de eletricidade, de forma fotovoltaica ou heliotérmica.

Limpa, renovável e amplamente disponível, a energia solar traz vantagens em seu processo de produção e utilização para a maior parte dos países. O Brasil apresenta todas as condições naturais para que essa técnica seja crescente em utilização, mas a participação da energia solar na matriz elétrica do país ainda é baixa.

Leia também: Energia eólica — a energia renovável gerada por meio do vento

Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre energia solar
• 2 - O que é a energia solar?
• 3 - Tipos de energia solar
• 4 - Como é o funcionamento da energia solar?
  • → Energia solar térmica
  • → Energia solar fotovoltaica
  • → Energia heliotérmica
• 5 - Quais são as vantagens da energia solar?
• 6 - Quais são as desvantagens da energia solar?
• 7 - Energia solar no Brasil
• 8 - Energia solar no mundo
• 9 - Exercícios resolvidos sobre energia solar

Resumo sobre energia solar

• Energia solar é a energia proveniente da luz e calor do Sol.

• Existem três tipos de energia solar: a térmica, a fotovoltaica e a heliotérmica. A energia térmica aquece líquidos, especialmente água, e as formas fotovoltaica e heliotérmica geram eletricidade por meio da luz solar.

• As vantagens da energia solar estão relacionadas, principalmente, à questão ambiental, pois ela é renovável, livre de emissão de poluentes na atmosfera, de baixo custo a longo prazo e possível de ser gerada na maior parte dos países.

• As desvantagens da energia solar envolvem o fato de ela não poder ser produzida durante a noite, ser limitada nos países situados em altas latitudes e ter elevado custo na implantação dos sistemas de produção energética.

• O Brasil possui todas as condições naturais necessárias para a ampla utilização da energia solar em residências e empresas, mas a participação na composição da matriz elétrica do país ainda é tímida.

• Os países que mais utilizam a energia solar no mundo são China, Estados Unidos, Japão, Alemanha e Itália.

O que é a energia solar?

Energia solar é a energia obtida por meio da luz e do calor emitidos pelo Sol. Trata-se de uma fonte renovável e sustentável que pode ser utilizada para o aquecimento de água e para a geração de eletricidade.

Tipos de energia solar

Existem três tipos de energia solar, classificadas de acordo com o seu aproveitamento: térmica, elétrica fotovoltaica e elétrica heliotérmica.

• Energia térmica: promove o aquecimento de líquidos, especialmente água, pela luz do Sol.

• Energia fotovoltaica: produz eletricidade por meio da utilização direta da luz solar por materiais semicondutores em placas fotovoltaicas.

• Energia heliotérmica: também chamada de energia solar concentrada, é outra forma de gerar eletricidade com os raios solares. Nesse caso, uma grande quantidade de espelhos captam os raios solares, que são refletidos em um receptor que contém líquido. Esse líquido altamente aquecido gera vapor, que move turbinas produtoras de eletricidade.

Como é o funcionamento da energia solar?

Os três diferentes tipos de energia solar têm formas distintas de produção.

→ Energia solar térmica

É aquela que consegue gerar aquecimento por meio da luz do Sol. Nesse sistema, placas de aquecimento solar funcionam como captadores do calor presente na radiação solar e o transferem para um sistema de aquecimento (boiler) de água ou de qualquer outro tipo de líquido que fica armazenado em um reservatório específico. Esse líquido aquecido será utilizado em uma residência ou empresa. Nesse caso, não há geração de eletricidade, apenas o aquecimento direto de líquidos, especialmente água.

No Brasil, essa tecnologia é utilizada desde a década de 1970 e se tornou popular nas residências a fim de reduzir o consumo de eletricidade convencional para o aquecimento da água de piscinas e especialmente dos tradicionais chuveiros elétricos.

→ Energia solar fotovoltaica

É a energia gerada por meio da captação de luz do Sol por placas fotovoltaicas possuidoras de semicondutores, principalmente silício. A luz solar incide sobre as placas, através dos elétrons do seu material semicondutor, que se movimentam, produzindo uma corrente elétrica.

A capacidade de geração elétrica de uma placa fotovoltaica varia de acordo com a quantidade de material semicondutor existente em cada uma. A instalação das placas fotovoltaicas em um imóvel, residencial ou comercial, é feita considerando o total de consumo energético. Quanto maior o consumo, maior a quantidade de placas que devem ser instaladas.

→ Energia heliotérmica

Também conhecida como energia solar concentrada, trata-se da energia elétrica gerada por meio da instalação de inúmeros espelhos que captam os raios do Sol e os refletem para um ponto específico, que contém um líquido que será aquecido.

Com esse aquecimento, ocorre a formação de vapor, que é escoado e utilizado para alimentar turbinas que geram energia elétrica por meio de energia mecânica. A energia heliotérmica ainda não é popular, devido ao seu alto custo de instalação.

Veja também: Energia geotérmica — a energia renovável gerada por meio do calor interno da Terra

Quais são as vantagens da energia solar?

São vantagens da energia solar em seus diferentes usos:

• obtenção de energia renovável;

• obtenção de energia limpa, isto é, que não emite poluentes na atmosfera;

• ampla disponibilidade em todo o mundo, especialmente nos países localizados em baixas e médias latitudes;

• alta durabilidade e baixo custo de manutenção dos painéis solares;

• baixo custo de obtenção a longo prazo.

Quais são as desvantagens da energia solar?

As desvantagens desse tipo de energia incluem:

• custo inicial geralmente elevado (alto preço dos equipamentos);

• não produção durante a noite;

• descompasso com localidades situadas em altas latitudes, onde os invernos são longos e caracterizados por grandes períodos sem luminosidade durante as 24 horas do dia.

Energia solar no Brasil

O Brasil possui grande potencial para utilização da energia solar em todos os seus tipos, pois seu território é grande e está situado quase totalmente na zona intertropical do mundo, que recebe os raios de sol de forma intensa ao longo de todo o ano. A energia solar é uma excelente alternativa na diversificação da matriz elétrica do país, por ser renovável e disponível para todos os estados brasileiros.

Entretanto, ainda que o país apresente características naturais favoráveis ao uso da energia solar, sua utilização ainda é muito restrita. Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica, em 2020, a energia fotovoltaica representou apenas 1,6% do total da eletricidade consumida em todo o Brasil. O alto custo da implantação dos sistemas de geração dessa energia configura a principal razão para a sua baixa utilização.

Saiba mais: Energia nuclear no Brasil — uma alternativa para suprir as demandas energéticas

Energia solar no mundo

Veja abaixo uma tabela que lista os países que mais utilizam energia solar no mundo|1|:

Exercícios resolvidos sobre energia solar

Questão 1

(Uerj 2021)

O aproveitamento da fonte de energia abordado na reportagem é favorecido pela seguinte característica ambiental brasileira:

A) disposição orográfica

B) índice pluviométrico

C) posição latitudinal

D) cobertura vegetal

Resolução:

Alternativa C

A posição latitudinal do Brasil, situado quase totalmente na zona intertropical, nas baixas e médias latitudes, garante oferta de luz solar durante o ano todo em todas as regiões brasileiras.

Questão 2

(Unilago 2015) Leia o texto a seguir.

O aumento de 40% das tarifas cobradas pelas distribuidoras de energia elétrica no primeiro trimestre (no Brasil) está abrindo espaço para a chamada geração de energia distribuída, principalmente a partir de painéis solares fotovoltaicos. A geração distribuída é a produção doméstica e em pequenas empresas de energia, a chamada microgeração.

(Disponível em: <https://planetasustentavel.abril.com.br/>. Acesso em: 11 maio 2015.)

Com base no texto e nos conhecimentos sobre energia, considere as afirmativas a seguir.

I. Em latitudes médias e altas, a produção de energia solar é intensa devido à maior disponibilidade diária de energia solar, o que justifica o seu aproveitamento em grande parte do território nacional.

II. Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é viável em grande parte do território. A sua utilização ajuda a diminuir a procura energética em locais distantes dos centros de produção e a reduzir a perda de energia no processo de transmissão.

III. Apesar de a energia solar, térmica e fotovoltaica, ser gratuita, o seu aproveitamento requer instalações complexas e dispendiosas para que se possa captar a forma disseminada pela qual é transmitida.

IV. Os sistemas fotovoltaicos geram energia elétrica pelas células fotovoltaicas por meio da montagem de painéis ou módulos solares. Esses sistemas podem ser isolados ou conectados em redes.

Assinale a alternativa correta.

A) Somente as afirmativas I e II são corretas.

B) Somente as afirmativas I e IV são corretas.

C) Somente as afirmativas III e IV são corretas.

D) Somente as afirmativas I, II e III são corretas.

E) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.

Resolução:

Alterativa E

O Brasil não está posicionado em áreas de altas latitudes, e sim quase totalmente em baixas e médias latitudes, o que garante oferta de intensa luz do Sol em todo o território.

Notas

|1| Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA). RENEWABLE Energy Statistics 2019. Disponível aqui.