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Posted in Ciência e Tecnologia

Energia Solar – Sem poluição

Energia Solar – Sem poluição

Já não é de agora que a emissão de gases poluentes e destruição de matas nativas por parte de hidrelétricas têm sido uma preocupação mundial. Outras fontes de geração de energia, como o carvão, o petróleo e o gás, são ainda mais poluentes. Além dos problemas ambientais, o esgotamento dos recursos naturais utilizados para a geração de energia já causa preocupação.

Por outro lado a energia nuclear sofre grande rejeição por supostamente ser mais agressiva que o carvão, o petróleo e o gás natural. Mas isto é assunto para um outro post.Foto de uma Usina Hidroeletrica

Fontes de energia renováveis tem sido alvo de pesquisas e experimentos já há alguns anos. Entre as fontes renováveis, a energia solar é praticamente inesgotável (a não ser que nosso sol desapareça – levando a humanidade consigo), e sua energia pode ser aproveitada de muitas maneiras. Além disso, é uma energia limpa, ou seja, não agride o meio ambiente. Mas antes de discutirmos os principais métodos de captação desse tipo de energia, vamos falar um pouco sobre a evolução desse processo.

A evolução das pesquisas sobre a energia solar – Em 1839 foi observada pelo físico Alexandre Becquerel a primeira demonstração de efeito fotovoltaico.
Esse efeito ocorre quando a luz incide em um material que cria um tipo de corrente elétrica, sendo que 38 anos depois, foi desenvolvido por Richard Day o primeiro dispositivo capaz de produzir essa energia quando em contato com a luz.Foto de um telhado coberto de placas solares A funcionalidade do dispositivo foi melhorada alguns anos depois por Charles Fritts, mas nada muito relevante, já que não conseguiu grandes resultados, apesar de ter construído as primeiras células de fato. Entretanto, um fato que foi importante para o uso dessas células foi a observação de físicos da época de que a corrente elétrica era proporcional ao tempo de exposição da bateria à luz solar. Depois de muitas adaptações às células, em 1954 foi apresentada nos Estados Unidos o primeiro modelo de célula solar.
Os tipos de captação

Hoje, já foram desenvolvidos pelo menos três tipos de captação desse tipo de energia.

  • Energia termossolar: Esse sistema, diferente dos outros dois que serão citados, captam a radiação solar e a transforma em calor, para só depois converter para energia. O sistema funciona a base de espelhos que ficam em uma disposição ideal para captar a luz na maior área possível. Apesar de parecer um processo mais simples, não é o mais usado, porque seus altos custos de produção e manutenção ainda são inviáveis economicamente.

  • Energia térmica: Esse é sistema mais comum que existe, amplamente usado em residências e no comércio por ter um baixo custo de investimento. Sua captação consiste em uma rede de painéis solares que absorvem a radiação solar e converte em calor. Esse calor então é usado para aquecer a água que flui por dentro dos painéis e é levada diretamente para dentro das residências.

  • Energia fotovoltaica: Esse tipo de captação é um pouco mais direto que os outros dois. Células fotovoltaicas são colocadas em painéis solares e convertem a radiação solar que captam diretamente em energia elétrica, já que quando a luz incide é criada uma corrente elétrica nessas células, que são feitas de silício.Imagem de Placa solar no telhado de uma casa de palha

Entretanto, essa última forma de captação demanda um alto investimento, e por esse motivo é mais utilizada por indústrias ou usinas, que geralmente investem em centenas e centenas de placas fotovoltaicas, podendo custar mais de 100 milhões de dólares. Alguns países como o Japão e os Estados Unidos já investem muito nesse setor de energia, e no Brasil está aumentando o número de pessoas que optam por essa fonte renovável. Entretanto, de um modo geral, seu custo ainda é mais alto do que a produção de energia por outras fontes, não sendo tão usado ainda quanto deveria.

O Custo da energia fotovoltaica tem caido constantemente desde 1977, quando o custo era de US$ 76,00/watt, atualmente o custo caiu para US$ 0,30/watt. Veja o gráfico dos preços ao longo do tempo clicando aqui.

Atualmente existem celulas votovoltaicas chamadas OPV – sigla do Inglês para (Organic PhotoVoltaic), que são mais baratas, finas, maleáveis e não apresentam toxixidade. Desta forma, podem ser usadas em múltiplos elementos e formas.

A energia solar não se restringe apenas ao uso comercial ou doméstico. Falando um pouco sobre as tecnologias futuras (ou nem tão futuras assim), já está pronto para teste o primeiro avião movido a energia solar, o Impulse 2. Ele sairá do Japão rumo ao Havaí, cruzando o oceano pacífico. O objetivo na verdade é fazer esse avião dar uma volta ao mundo, mas isso vai precisar de mais testes. O avião tem atualmente mais de 17 mil células nas asas. Isso nos mostra que a energia solar pode ainda substituir muitas fontes de energia não renováveis e poluentes que usamos com maior frequência. Mas infelizmente, essa fonte ainda não é tão explorada. Para se ter uma ideia de quanta energia poderíamos dispor se fosse investido mais pesquisa nessa área, a cada dia, a energia solar que recebemos no planeta é suficiente para abastecer todas as necessidades de eletricidade da humanidade por 27 anos. Imagem do Sol, ocupando 3/4 do quadro

Para que a humanidade possa utilizar a energia solar em larga escala, ainda temos que superar alguns desafios. Um deles é a questão do armazenamento desta energia. Enquanto o sol está presente a energia pode ser captada e convertida para eletricidade, por exemplo.

Combustíveis fósseis, por exemplo, são muito mais fáceis e eficazes de armazenar. Outra vantagem dos fósseis sobre a energia solar é que o clima não interfere em seu uso. Afinal, os automóveis não são impedidos de serem usados em um dia chuvoso ou nublado. Mas a captação de energia solar é altamente prejudicada nesta situação. Outra desvantagem é que regiões localizadas em medias e altas latitudes não podem contar apenas com esse tipo de produção de energia, porque durante o inverno os dias são menores, reduzindo a captação da luz e calor.

Em países como o Brasil, de clima tropical e muitas regiões pouco habitadas onde seria possível instalar as placas e células para a captação, a produção de energia solar teria tudo para dar certo. Mesmo no inverno, o sol permanece por mais tempo do que em outros países, mas infelizmente esse potencial ainda não é explorado em larga escala po aqui, e não só pelos altos custos de investimento e manutenção, mas o interesse das indústrias e usinas prevalece sobre isso.Foto de uma fazenda de placas solares

Dois anos atrás, foi inaugurada nos Emirados Árabes o que à época era o maior centro produtor de energia solar do mundo, com uma capacidade de 100 megawatts, o que superou e muito a de Portugal, construída 8 anos atrás, cuja capacidade é de 11 megawatts. Atualmente este título já foi passado para a Ivanpah Solar Electric Generating System, que fica na California-EUA e tem capacidade de geração de 392 megawatts.

Mas, embora seu potencial ainda não seja amplamente explorado, estudos já apontam que nas próximas décadas nossa principal fonte de energia será a solar. 

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