A energia solar, como o próprio nome diz, é a energia proveniente do sol, caracterizada como renovável, que vem cada vez mais ganhando o seu espaço na matriz energética mundial. A fonte desta energia, do ponto de vista humano é considerado como inesgotável, que devido a esta característica temporal e por se enquadrar como energia limpa se tornou consideravelmente atrativa.
A geração de energia através da luz solar remete do século XIX, onde o físico Alexandre Edmond Becquerel observou pela primeira vez o efeito fotovoltaico quando realizava experiências com eletrodos, criando em 1939 o conceito de energia solar.
Por muitos anos, a energia solar foi vista como uma tecnologia futurista e com elevado custo, que se restringia exclusivamente a pesquisadores para análises científicas, não se pensando em produção em maior escala ou até sua popularização. Entretanto, após os avanços no setor elétrico, em especial com aprimoramentos nos materiais que compõem os módulos fotovoltaicos, como o grande marco ocorrido em 1954 que foi apresentado em reunião na National Academy of Sciences a primeira célula solar produzida com eficiência e rendimento consideráveis.
A partir disso, novas melhorias e tecnologias foram embutidas na estrutura dos painéis solares, sendo atualmente compostos pelas camadas da figura a seguir, que descreve a sequência dos componentes dos painéis, divididos em caixas de junção, fundo protetor, película encapsulante, células fotovoltaicas, película encapsulante, vidro especial e moldura de alumínio.
Fazem parte da estrutura também os inversores (que convertem corrente contínua em corrente alternada), as baterias, os cabos de interligação e os controladores de carga.
A captação da energia solar em si, pode ser realizada de forma direta, indireta e por sistema passivo e ativo. Ou seja, como captação direta entende-se como sendo necessário apenas uma etapa para transformar a energia do sol em energia elétrica para utilização humana, como por exemplo a própria célula fotovoltaica que cria eletricidade assim que a energia do sol a atinge.
A captação indireta ocorre quando é necessário mais de uma etapa para a conversão em energia passível de utilização humana, como é o caso da energia heliotérmica, que através de espelhos refletem o raio solar a um foco principal, o receptor, um tubo a vácuo por onde passa água, se transformando posteriormente em vapor que irá alimentar uma turbina para gerar energia elétrica.
Existem também os sistemas passivos, que funcionam como estufas transferindo o calor do sol para o ar, mantendo o ambiente quente. Já os sistemas ativos funcionam através de dispositivos mecânicos para melhorar o desempenho da captação da energia solar.
Neste artigo, será focado na captação direta, através de painéis solares. Para tanto, além das especificações mencionadas dos equipamentos necessários para a instalação do sistema, é necessária toda uma análise prévia, em especial vinculado à direção e inclinação do projeto pensado.
No Brasil, a posição ideal para instalação dos painéis é para o norte geográfico, evitando-se ao máximo as sombras, para melhor desempenho dos painéis. Além disso, o ângulo de inclinação é baseado normalmente como o da latitude do local onde o projeto será instalado. Por exemplo, a latitude da cidade de Goiânia é de 16°, então a posição ideal, para evitar redução na eficiência, seria na face norte com 16° de inclinação. A orientação do sol durante o dia também deve ser levada em consideração, principalmente em virtude do sombreamento.
Em termos de porte da instalação, atualmente são vistos desde a utilização de painéis solares em residências, indústrias, comércios, bem como, em empreendimentos independentes de maior porte, os chamados parques solares, como veremos a seguir.
A utilização de painéis solares nos telhados de residências vem se tornando prática relativamente mais recorrente nos últimos anos, com o objetivo de utilizar a energia na própria residência e gerar crédito para abatimento no valor total da conta de luz.
Para isso, os painéis são instalados nos telhados com determinada posição, definida a partir de análise prévia, conforme visto no início do artigo; para a geração de energia durante os dias com boa incidência solar. A energia gerada no painel, que está em corrente contínua, passará pelo inversor, que a transformará em corrente alternada e irá equalizar a frequência, tornando assim a energia a ser utilizada compatível com os aparelhos da residência.
Essa energia, que normalmente fica conectada no quadro de luz, vai sendo utilizada pelos eletrodomésticos, e em caso de consumo total da energia produzida, o restante será fornecido pela Distribuidora local. Caso seja gerado mais energia do que consumido, o extra irá para a distribuidora, gerando um ‘crédito de energia’ para a residência.
No que tange a utilização desta tecnologia em empresas e indústrias, também vem se tornando mais comum e atrativo, não apenas pela economia do custo mensal de energia, como também pela boa publicidade, trazendo diferencial sustentável na área de atuação do empreendimento.
Existem também os parques solares, que são estruturas de maior porte e com maior capacidade de geração de energia. O princípio desta estrutura é similar aos critérios descritos nas áreas de menor porte, entretanto, um importante diferencial é que neste caso, por serem instaladas diretamente no terreno há maior autonomia para definir a localização, a inclinação e a direção.
No Brasil este tipo de empreendimento vem apresentando crescimento exponencial, onde a energia gerada será comercializada no mercado livre de energia. A título de exemplo têm-se o Parque Solar Nova Olinda, com 930 mil painéis solares capazes de produzir 292 MW e o Parque Solar de Belo Horizonte, que atende cerca de 108 mil famílias e produz até 103 MW.
Por fim, iniciou-se mais recentemente estudos, projetos e a implantação propriamente dita de parques solares em reservatórios. Pensado como forma de aproveitar a área disponível, utilizando-se do resfriamento natural pela água e pelo vento, já que as placas tendem a perder eficiência sob forte calor, e vincular a geração de energia hidroelétrica e solar. Tal tecnologia está passando por série de pesquisas para aprimoramento da viabilidade econômica.
Ao que tudo indica a energia solar veio para ficar, com os incentivos adequados, o apoio as pesquisas para redução do custo de fabricação e o aumento da eficiência dos painéis, espera-se que esta tecnologia se torne cada vez mais comum no cotidiano das cidades. Além disso, a descentralização em pequena escala da geração de energia e a redução de custo ao consumidor final ajudam a estimular o empreendedorismo e catabolizar a economia.
Maria Beatriz Ayello Leite
Redação Ambientebrasil
