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Energia Solar: Como funciona? Vantagens e desvantagens

A energia solar é aquela energia produzida pela luz solar e o seu calor. Trata-se de uma captação dos raios solares para a geração de eletricidade ou a produção de calor. É inesgotável e renovável, uma vez que vem do sol. Ela é aproveitada usando painéis e espelhos.

As células solares fotovoltaicas convertem a luz solar diretamente em eletricidade pelo chamado efeito fotovoltaico, pelo qual certos materiais são capazes de absorver fótons (partículas de luz) e liberar elétrons, gerando uma corrente elétrica.

Por outro lado, os coletores solares térmicos utilizam painéis ou espelhos para absorver e concentrar o calor do Sol, transferindo-o para um fluido e conduzindo-o por canos para usá-lo em prédios ou instalações, e também para produção de eletricidade (termoelétrica solar).

Quais são os benefícios da energia solar?

A energia solar oferece muitos benefícios que a tornam uma das formas de energia mais promissoras. Renovável, não poluente e disponível em todo o planeta, contribui para o desenvolvimento sustentável e a criação de empregos onde está instalado.

Da mesma forma, a simplicidade dessa tecnologia a torna ideal para uso em áreas rurais ou de difícil acesso e isoladas da rede elétrica. A energia solar também é útil para gerar eletricidade em grande escala e injetá-la na rede, especialmente em regiões onde a meteorologia proporciona muitas horas de sol por ano.

Os módulos de captura solar são relativamente fáceis de manter, o que, uma vez que que temos a redução contínua e acentuada no custo dos painéis fotovoltaicos. As usinas solares também não emitem gases poluentes e são silenciosas.

Outra vantagem da energia proveniente do Sol é sua capacidade de gerar riqueza local, diminuindo a dependência energética do exterior. Embora seja certo que a energia solar é intermitente e depende diretamente do clima e dos ciclos diurnos e noturnos, os rápidos avanços nas tecnologias de armazenamento de eletricidade estão reduzindo essa dependência e levarão à crescente participação da energia solar no sistema energético.

RESUMO DOS BENEFÍCIOS DA ENERGIA SOLAR

  • Renovável
  • Inesgotável
  • Não poluente
  • Evita o aquecimento global
  • Reduz o uso de combustíveis fósseis
  • Reduz as importações de energia
  • Gera riqueza e empregos locais
  • Contribui para o desenvolvimento sustentável
  • É modular e muito versátil, adaptável a diferentes situações
  • Pode ser aplicado da mesma forma para geração de eletricidade em grande escala e em pequena escala em áreas isoladas da rede

Como a energia solar é obtida?

O sol fornece energia de duas maneiras diferentes:

  • Ele fornece calor extraído por espelhos que concentram a luz do sol em um receptor que contém um fluido que atinge temperaturas de até 1.000 °C. O calor transforma o fluido em vapor que move uma turbina e finalmente produz eletricidade.
  • Ele fornece luz que é convertida em eletricidade através de painéis solares fotovoltaicos. Painéis fotovoltaicos são formados por grupos de células ou células solares que convertem luz (fótons) em energia elétrica (elétrons).

A energia solar funciona capturando a energia do sol e transformando-a em eletricidade. Nosso sol é um reator nuclear natural. Ele libera pequenos pacotes de energia chamados fótons, que viajam a 93 milhões de quilômetros do sol para a Terra em cerca de 8,5 minutos.

A cada hora, fótons suficientes afetam nosso planeta para gerar energia solar suficiente para satisfazer as necessidades globais de energia por um ano inteiro.

Atualmente, a energia fotovoltaica representa apenas cinco décimos de um por cento da energia consumida nos Estados Unidos. Mas a tecnologia solar está melhorando e o custo da energia solar está caindo rapidamente, então nossa capacidade de aproveitar a abundância de energia do sol está aumentando.

Um relatório de 2017 da Agência Internacional de Energia mostra que a energia solar se tornou a fonte de energia que mais cresce no mundo – marcando a primeira vez que o crescimento da energia solar ultrapassou o de todos os outros combustíveis.

Nos próximos anos, todos estaremos aproveitando os benefícios da eletricidade gerada por energia solar de uma forma ou de outra.

Como funcionam os painéis solares?

Quando os fótons atingem uma célula solar, eles soltam os elétrons de seus átomos. Se os condutores estão ligados aos lados positivo e negativo de uma célula, forma um circuito elétrico.

Quando os elétrons fluem por esse circuito, eles geram eletricidade. Células múltiplas formam um painel solar e vários painéis (módulos) podem ser conectados para formar um painel solar. Quanto mais painéis você puder implantar, mais energia você pode gerar.

O que são painéis solares feitos?

Os painéis solares fotovoltaicos (PV) são compostos de muitas células solares. As células solares são feitas de silício, como semicondutores. Eles são construídos com uma camada positiva e uma camada negativa, que juntos criam um campo elétrico, assim como em uma bateria.

Como os painéis solares geram eletricidade?

Os painéis solares fotovoltaicos geram eletricidade de corrente contínua (DC) e com ajuda de um inversor, converte-se a corrente contínua em corrente alternada.

Com corrente alternada, os elétrons são empurrados e puxados, invertendo a direção periodicamente, muito parecido com o cilindro do motor de um carro. Os geradores criam eletricidade CA quando uma bobina de fio é girada ao lado de um imã. Muitas fontes de energia diferentes podem “girar a manivela” deste gerador, como gás ou diesel.

A eletricidade CA foi escolhida para a rede de energia elétrica dos EUA, principalmente porque é menos dispendiosa transmitir por longas distâncias. No entanto, os painéis solares criam eletricidade de corrente contínua.

O que faz um inversor solar?

Um inversor solar retira a eletricidade de DC do painel solar e usa isso para criar eletricidade CA. Inversores são como os cérebros do sistema. Juntamente com a inversão de corrente contínua em corrente alternada, eles também fornecem proteção contra falha de aterramento e estatísticas do sistema, incluindo tensão e corrente nos circuitos CA e DC – produção de energia e rastreamento do ponto de potência máxima.

Inversores centrais dominaram a indústria solar desde o início. A introdução de micro-inversores é uma das maiores mudanças tecnológicas na indústria de PV. Os micro-inversores otimizam para cada painel solar individual, não para um sistema solar inteiro, como os inversores centrais fazem.

Isso permite que cada painel solar funcione com potencial máximo. Quando um inversor central é usado, ter um problema em um painel solar (talvez esteja na sombra ou esteja sujo) pode reduzir o desempenho de todos os painéis solares.

Como funciona um sistema de painel solar?

Aqui está um exemplo de como funciona uma instalação de energia solar em casa. Primeiro, a luz solar atinge um painel solar no telhado. Os painéis convertem a energia em corrente contínua, que flui para um inversor.

O inversor converte a eletricidade de DC para AC, que você pode usar para alimentar sua casa. É lindamente simples e limpo, e está ficando mais eficiente e acessível o tempo todo.

No entanto, o que acontece se você não estiver em casa para usar a eletricidade que seus painéis solares estão gerando a cada dia ensolarado? E o que acontece à noite quando o seu sistema solar não está gerando energia em tempo real?

Desvantagens da energia solar

Embora muitas coisas boas sejam ditas todos os dias sobre a energia solar, as pessoas devem se familiarizar com as desvantagens da energia solar antes de comprometer qualquer recurso financeiro. Aqui está um esboço das desvantagens básicas da energia solar:

  1. Não é 100% confiável

Isso significa que quando o sol não está brilhando, não há geração de energia. A geração de energia é afetada principalmente durante a noite e durante os meses de inverno. A maioria das pessoas já investiu em sistemas de backup de bateria, que armazenam energia para serem usados ​​quando o sol não está brilhando. No entanto, investir em sistemas de backup pode aumentar o custo total da instalação de um painel solar. Na maior parte acaba não agregando valor à tecnologia de energia solar.

Ao contrário de outras fontes de energia renováveis que também podem ser operadas durante a noite, os painéis solares são inúteis, o que significa que você precisa depender da rede elétrica local para obter energia durante a noite ou comprar baterias solares para armazenar o excesso de energia para utilizar na noite. Além disso, tempestades ou furacões também reduzem sua capacidade de atrair energia durante esses dias.

  • 2. Problema de eficiência

Muito tem sido documentado sobre a ineficiência da energia solar. A maioria das pessoas não entende o que significa eficiência. As pessoas olham para 15% de eficiência e acham que não é bom o suficiente. Eles acham que a eficiência ideal deveria ser 100%. A eficiência é toda sobre a quantidade de espaço necessária para gerar a energia. Você ficaria chocado ao saber que um painel solar de 250 watts com 15% de eficiência produz a mesma potência que um painel solar de 250 watts com 20% de eficiência. A disparidade é mostrada em tamanho. Painéis menores tendem a ser mais eficientes do que os painéis maiores.

Maior eficiência é vital quando se olha para alimentar pequenos eletrônicos devido ao aspecto espacial. No entanto, um teto é adequado para gerar energia para qualquer uso doméstico. Isto significa que as pessoas só investem em painéis solares no telhado quando o espaço do telhado é pequeno. Também é bom notar que painéis mais eficientes são relativamente caros.

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