Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, a energia solar é a energia eletromagnética proveniente da radiação do sol. Visto do Sol, a Terra é apenas uma minúscula partícula em meio à imensidão da via láctea. De toda energia que é emitida pelo sol (cerca de 4,0 x 1026 W), apenas uma parcela muito pequena atinge a superfície terrestre (1,71 x 1011 W). Todavia, a cada segundo a Terra recebe do sol uma energia equivalente a 12 milhões de Itaipu (segunda maior usina hidrelétrica do mundo).
No sol ocorrem reações nucleares, nas quais átomos de hidrogênio sofrem fusão formando átomos de hélio. Essa reação libera uma quantidade enorme de energia, a qual é irradiada em todas as direções do sistema solar na forma de partículas chamadas fótons. A intensidade que a irradiação solar chega ao nosso planeta através dessas partículas de energia é da ordem de 1000 W/m², porém a intensidade que chega ao solo depende da localização geográfica de cada região, bem como de suas condições climatológicas.
Uso da energia solar
A radiação solar é essencial para todo o ecossistema terrestre. Ela pode ser convertida e utilizada em duas principais vertentes: térmica ou fotovoltaica.
Energia Solar térmica
A energia solar térmica converte a radiação solar em energia térmica utilizável. Esse processo envolve o aquecimento de um fluido de trabalho, geralmente água. A energia solar térmica se divide entre aplicações de baixa, média e altas temperaturas.
Energia solar térmica de baixas temperaturas – até 100 ºC
Aplicações de baixa temperatura incluem aquecimento de água para uso em banho, torneiras e outros usos domésticos, e também algumas aplicações comerciais como higienização de empreendimentos como açougues, abatedouros. Esse tipo de equipamento ainda pode ser utilizado para aquecimento de piscinas, entre outros. O sistema de aquecimento solar de água geralmente utiliza coletores solares de placa plana, onde a água é aquecida, e também um boiler térmico, onde a água quente é armazenada.
Energia solar térmica de médias e altas temperaturas – 100 a 550 ºC
Por outro lado, aplicações de médias e altas temperaturas são voltadas para processos industriais ou geração de energia elétrica. Nesses sistemas os fluidos de trabalho são geralmente óleo mineral ou sal fundido. Os receptores de raios solar utilizados não são mais coletores de placa plana. No lugar desses, concentradores de raios solar são utilizados. Os tipos mais comuns são: concentrador de calha parabólica, concentrador Fresnel linear, concentrador parabólico e concentrador de torre. Neste último, o sal fundido absorve o calor vindo de centenas de espelhos, que focam os raios solar na torre, e as temperaturas podem passar de 550 ºC.
Energia solar fotovoltaica
Além dos processos descritos acima, em que a radiação solar é convertida em calor, a mesma também pode ser convertida diretamente em energia elétrica. O termo energia solar fotovoltaico engloba a conversão da radiação solar diretamente para energia elétrica através do uso de painéis fotovoltaicos. Nesse processo, os raios solares atingem o material semicondutor presente nos painéis fotovoltaicos, este absorve energia suficiente para que os elétrons de sua camada de valência se desprendam, gerando assim uma corrente elétrica. Este fenômeno é conhecido como efeito fotovoltaico.
As placas fotovoltaicas nada mais são que uma sequência de materiais semicondutores montados em conjunto e protegidos por camadas de vidro para maior durabilidade. Estes painéis são encontrados em diversos modelos e tamanhos ¹, em potências que variam entre 3 Wp e 330 Wp. Atualmente o fotovoltaico é a fonte energética que possui maior taxa de crescimento no mundo. Somente no ano de 2017, esta cresceu mais de 32 % (Fonte: Agência Internacional de energia) ² e mais de 300% no Brasil.
Aproveitamento da energia solar
Mesmo com todo este potencial, nosso aproveitamento da energia solar ainda é muito pequeno. Segundo a Agência Internacional de Energia, a produção energética mundial proveniente de fontes renováveis (solar, vento e outros) em 2016 foi menor que 1,4 % do montante total aproveitável. No Brasil a potência solar instalada em janeiro de 2018 foi de mais de 1.000 MW ³, o que representa apenas 0,6% da potência energética instalada.
