O
que são fontes de energia?
Entende-se por energia a
capacidade de realizar trabalho. Fontes de energia, dessa
forma, são determinados elementos que podem produzir
ou multiplicar o trabalho: os músculos, o sol, o
fogo, o vento etc.
Através do uso racional do trabalho, especialmente
na atividade industrial, o homem não apenas sobrevive
na superfície terrestre – encontrando alimentos,
abrigando-se das chuvas ou do frio etc –, mas também
domina e transforma a natureza: destrói florestas,
muda o curso dos rios, desenvolve novas variedades de plantas,
conquista terras ao mar, reduz distâncias (com modernos
meios de transporte e comunicação), modifica
os climas (com a poluição, as chuvas artificiais
etc), domestica certos animais e extermina outros.
As primeiras formas de energia que o homem utilizou forma
o esforço muscular (humano e de animais domesticados),
a energia eólica (do vento) e a energia hidráulica,
obtida pelo aproveitamento da correnteza dos rios. Com a
Revolução Industrial, na Segunda metade do
século XVIII e no século XIX, surgem as modernas
máquinas, inicialmente movidas a vapor e que hoje
funcionam principalmente a energia elétrica. A eletricidade
pode ser obtida de várias maneiras: através
da queima do carvão e do petróleo (usinas
termelétricas), da força das águas
(usinas hidrelétricas), da fissão do átomo
(usinas nucleares) e de outros processos menos utilizados.
As chamadas modernas fontes de energia, ou seja, as mais
importantes, são: o petróleo, o carvão,
a água e o átomo. As fontes alternativas,
que estão conhecendo um grande desenvolvimento e
devem tornar-se mais importantes no futuro, são o
sol (energia solar), a biomassa e os biodigestores, o calor
proveniente do centro da Terra energia geotérmica),
as marés, o xisto betuminoso e outras.
É importante ressaltar que as fontes de energia estão
ligadas ao tipo de economia: quanto mais industrializada
ela for, maior será o uso de energia. O carvão
mineral foi a grande fonte de energia da Primeira Revolução
Industrial, e o petróleo foi a principal fonte de
energia do século XX e continua a desempenhar esse
papel, apesar de um recente e progressivo declínio.
Tanto o petróleo como o carvão mineral são
recursos não renováveis, isto é, que
um dia se esgotarão completamente; eles também
são muito poluidores, na medida em que seu uso implica
muita poluição do ar. Por esses dois motivos
eles estão em declínio atualmente, em especial
o petróleo, que foi básico para a era das
indústrias automobilísticas e petroquímicas.
Vivemos na realidade numa época de transição,
de passagem do domínio do petróleo para a
supremacia de outras fontes de menos poluidoras e renováveis,
ou seja, que não apresentam o problema de esgotamento.
Este pensamento está pelo menos na cabeça
dos ambientalistas de todo o planeta, mas a realidade ainda
é um mundo dominado pelos combustíveis fósseis.
A série “Que energia é essa?” irá trazer
as principais fontes de energia usadas em nosso planeta;
como surgiram, onde são usadas, qual a dependência
humana dessas fontes e muito mais. Neste capítulo
conheceremos a fonte de energia chamada “Solar”.
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O
Sol
Astro central,
luminoso do sistema planetário do qual a Terra
faz parte. Em torno dele gravitam o nosso e os demais
planetas. O movimento da Terra em torno do Sol acarreta
um deslocamento aparente deste em relação
às estrelas. Em seu movimento aparente, o Sol
descreve um círculo máximo da esfera
celeste, a eclítica, inclinada de 23º
27’ em relação ao Equador. Deste conhecimento
do movimento do Sol resulta um sistema de coordenadas
(longitude de latitude) referidas ao círculo
máximo eclítico e a seus pólos.
A inclinação da eclítica em relação
ao Equador acarreta a existência de estações
bem como uma variação da duração
relativa dos dias e das noites. O Sol é uma
estrela da Quinta grandeza, distante cerca de 149.600.000
km da Terra.
Centro do sistema solar, é direta ou indiretamente,
a fonte de toda a forma de energia existente em nosso
planeta e responsável pela existência
de vida na Terra. Seu diâmetro é de 1.394.000
km, sua densidade é quatro vezes menor que
a da Terra e a intensidade da gravidade é 29
vezes maior que a do nosso planeta. Seu volume é
aproximadamente 1.400.000 vezes maior que o da Terra
e calcula-se que a temperatura na sua superfície
seja de 6.500ºC e que no seu centro atinja valores
incalculáveis. Em cerca de 25 dias, o Sol executa
uma revolução completa em torno de um
eixo inclinado 7º 11’ em relação
a eclítica.
Essa rotação não se efetua uniformemente
para o conjunto do globo: é tanto menos rápida
quanto se consideram latitudes mais afastadas do Equador,
sendo 24,9 dias no Equador e 34 dias na vizinhança
dos pólos. |
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As substâncias
que o constituem, dada a alta temperatura, encontram-se
em estado gasoso, supondo-se que sejam semelhantes
às da Terra, sendo as principais: o hidrogênio,
o magnésio, o ferro e o cálcio. Observando-se
o Sol através do telescópio, vê-se
várias manchas circulares que aparecem e desaparecem
não tendo nem forma nem local fixo. Distingui-se,
também um disco luminoso chamado fotosfera,
que é uma região onde se encontram gases
de alta pressão. Circundando a fotosfera, encontra-se
outra região luminosa, com espessura de 7.000
a 10.000 km, visível durante os eclipses solares,
denominada cronosfera, que pode ser considerada como
sendo a atmosfera solar. Envolvendo a cronosfera,
vemos uma auréola de brilho pouco intenso,
visível por ocasião dos eclipses totais
e chamada coroa solar. Esta não é uma
massa fixa, nem homogênea, mas constituída
de gases altamente ionizados. O Sol, além de
emitir radiações luminosas, emite também
radiações magnéticas e radioelétricas,
sendo a intensidade delas medida pela energia que
nos fornecem. A atividade solar tem grande influência
em vários fenômenos terrestres, sendo
a coroa solar a fonte das tempestades magnéticas,
produzindo interferência nas radiocomunicações
e nos ventos solares, que influem nos gases do espaço
interplanetário. Apesar dos progressos da Astronomia,
ainda não foi possível determinar todas
as influências solares sobre os fenômenos
terrestres. Através do Sol, os astrônomos
poderão tirar outras conclusões a respeito
das demais estrelas, que se supõe tenham comportamento
análogo ao desse astro, cognominado “astro-rei”.
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A
energia solar
A quantidade de energia solar que atinge a Terra
em dez dias é equivalente a todas as reservas de
combustível conhecidas, além de ser uma fonte
energética não poluente e renovável.
A geração de energia elétrica tendo
o sol como fonte pode ser obtida de forma direta, por meio
de células fotovoltaicas (onde a irradiação
solar é transformada em energia elétrica),
geralmente feitas de silício, um dos elementos mais
abundantes na crosta terrestre. Para obter energia de forma
indireta, constroem-se usinas em áreas de grande
insolação (áreas desérticas,
por exemplo), onde são instaladas centenas de espelhos
côncavos (coletores solares) direcionados para um
determinado local, que pode ser uma tubulação
de aço inoxidável, como ocorre no deserto
de Mojave, maior central solar do mundo, na Califórnia
(EUA), ou um compartimento contendo simplesmente ar, como
ocorre em Israel, ou ainda utiliza-se painéis termoreceptores
(possuem tubulação de metal sendo percorrida
por água) para o aquecimento doméstico da
água. Alguns poucos países utilizam bastante
esse tipo de energia: em Israel, 70% das residências
possuem coletores solares e na Indonésia milhares
de casas são totalmente iluminadas por células
fotovoltaicas.
Também alguns protótipos de carros movidos
a energia solar já rodam no Japão, na Alemanha
e nos Estados Unidos, mas somente como experimentos a serem
aperfeiçoados. A energia solar é a solução
ideal para áreas afastadas e que ainda não
possuem eletricidade, especialmente num país como
o Brasil, onde se encontram bons índices de insolação
em qualquer parte do território, pois o Sol, trabalhando
como um imenso reator à fusão, irradia na
Terra todos os dias um potencial energético extremamente
elevado e incomparável a qualquer outro sistema de
energia, sendo fonte básica e indispensável
para praticamente todas as fontes energéticas utilizadas
pelo homem. Infelizmente o governo, pelo menos por enquanto,
acha uma alternativa muito cara e inviável.
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Os raios solares que chegam até nosso planeta
representam uma quantidade fantástica de energia.
Calcula-se que eles poderiam produzir um total de
energia elétrica com cerca de 2000 vezes maior
que toda a produção mundial em 1995
(de usinas nucleares, termelétricas e hidrelétricas).
E isso levando em conta apenas a insolação
recebida pelas partes emersas da superfície
terrestre: os continentes e as ilhas.
O problema consiste em descobrir como aproveitar essa
energia de forma econômica e como armazená-la
(construção de “baterias solares”).
Atualmente, ela é utilizada em aquecimento
de água e de interiores de prédios,
mas ainda de maneira irrisória na maioria dos
países. Também é usada na indústria
eletrônica, em calculadoras pequenas, por exemplo.
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Energia
solar reduz o uso de agrotóxicos
A solarização,
uma técnica relativamente simples, desenvolvida
nos anos 70 por pesquisadores israelenses, pode reduzir
o uso de venenos na horticultura, além de melhorar
a qualidade das verduras e legumes. Consiste na colocação
de um filme plástico transparente sobre o solo
úmido por aproximadamente 60 dias durante a
época mais quente do ano. |
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| O
aumento da temperatura desinfesta o solo e reduz a
população de patógenos, pragas
e plantas daninhas. Pesquisadores do Instituto Biológico,
da Embrapa-Meio Ambiente, do Instituto Agronômico
e da Esalq-USP realizaram durante três safras
um experimento de solarização em uma
propriedade de Mogi das Cruzes (SP).
“Outra vantagem que constatamos foi a redução
de 8 a 11 dias no ciclo da cultura, que é o
tempo entre o plantio e a colheita”, diz a pesquisadora
Flávia Patrício, do Instituto Biológico.
A pesquisa também comparou o teor de nutrientes
das alfaces colhidas em áreas solarizadas e
não-solarizadas.
Houve aumento de cobre e de manganês nas plantas
cultivadas nas parcelas solarizadas. “A alface fica
mais bonita e uniforme”, diz o produtor Mário
Okuyama. Depois de utilizar a técnica em três
safras, Okuyama está convencido dos benefícios
da solarização. “O controle do mato
e de algumas pragas e bactérias do solo é
assustador”, diz.
Ele reclama, porém, do preço do plástico,
que impede a utilização da técnica
em escala comercial. “Não serve qualquer tipo
de filme. É preciso cobrir o solo com um plástico
especial. E o preço ainda é elevado.
Para um canteiro de 600 m² gasta-se em média
R$ 180”, diz o produtor.
Okuyama espera que a divulgação da técnica
possa atrair mais adeptos, aumentando a demanda por
plástico. Com isso, as empresas poderiam expandir
a produção e reduzir o preço.
Além da alface, os pesquisadores conduziram
experimentos em culturas de morango e de cenoura.
Os resultados obtidos também foram positivos. |
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Espelho
gigante dá poder à energia solar
Para a maioria das pessoas, a energia solar parece
ser uma eterna promessa. Mas para David Faiman, da Universidade
Bem-Gurion do Negev, em Israel, ela pode ser mais barata
que a proveniente dos combustíveis fósseis
agora, não no futuro remoto.
Os cientistas trabalham há décadas em meios
de obter painéis de captação da energia
solar mais eficientes. Enquanto os sucessos nesse sentido
continuam andando a passo de tartaruga, Faiman resolveu
pegar um atalho. Se não há como melhorar o
painel, pensou, que tal melhorar o Sol?
Ampliar a quantidade de energia que o Sol fornece pode até
parecer uma luta de Davi contra Golias, mas David garante
que não passa de uma brincadeira de criança.
Aliás, boa parte delas já fez isso em algum
ponto de suas vidas – usando uma lupa sob o Sol para queimar
folhas ou formiguinhas indefesas.
O processo envolvido na tortura das formiguinhas é
o mesmo que ele quer usar para viabilizar economicamente
a energia solar. Só que, em vez de lupa, ele pretende
usar um enorme espelho côncavo sob um painel solar.
O espelho direcionado para o Sol, coletaria toda a luz e
a apontaria para a placa conversora de energia.
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| A
idéia é tão simples que nem é
dele. “A idéia é muito mais velha. Provavelmente
vem dos anos 70 ou 80”, diz. “Minha contribuição
é perceber que, se os espelhos são bem
grandes, a eletricidade pode ser barata o bastante
para competir com os combustíveis fósseis.”
Faiman já montou um espelho de cerca de 20
metros de diâmetro em um centro de pesquisa
na universidade, no deserto de Negev, e está
pronto para realizar os experimentos que podem confirmar
suas contas.
“Estamos procurando uma companhia interessada em comercializar
o sistema quando a parte de pesquisa e desenvolvimento
estiver concluída”, diz.
Segundo Faiman, há duas boas razões
para usar espelhos em conjunto com painéis
fotovoltáicos.
“A menor delas é que você ganha espaço,
porque as células funcionam com muito mais
eficiência sob luz concentrada”, diz. “Em vez
de 400 m² de espelhos, você precisaria
de 800 m² de painéis para ter o mesmo
rendimento.”
“Mas a grande vantagem seria econômica: 800
m² de células custariam cinco vezes mais
que um espelho de 400 m² com uma célula
de 1 m².”
Pelas contas do físico, o sistema pode de fato
se tornar competitivo. “Com os custos do espelho na
conta, podemos calcular o custo do kWh [quilowatt/hora]
em US$ 0,07. No caso de energia vinda de combustíveis
fósseis, o custo médio é de US$
0,10 por kWh”, diz.
As estimativas dele são feitas com base no
escaldante sol do deserto de Negev. Lá, um
painel de 1 m², construído com US$ 700,
produziria 190 kWh a cada ano, energia que valeria
US$ 19 anuais, pelo atual preço de mercado
(US$ 0,10 por kWh). O tempo de retorno do investimento
seria de 37 anos. |
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Reprodução/Pixabay |
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Já
com um painel de 1 m² sobre um espelho de 400
m², gastando US$ 100 mil, a produção
energética subiria para 150.000 kWh anuais
– valendo US$ 15 mil. O retorno viria em apenas sete
anos.
Enquanto muitos cientistas estão à espera
do amadurecimento da tecnologia, buscando painéis
orgânicos mais baratos, Faiman acha que já
está na hora de transformar a promessa em realidade.
“Só é preciso investimento. A tecnologia
já é boa o bastante.” |
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Tecnologia
nacional custa menos que a importância
O doutor em engenharia
pelo Instituto de Energia Solar da Universidade Politécnica
de Madri e professor da PUC-RS (Pontifícia
Universidade Católica do Rio Grande do Sul)
Adriano Moehlecke, 37, recebeu das mãos do
presidente Fernando Henrique Cardoso, o 18º Prêmio
Jovem Cientista. O projeto de Moehlecke estabelece
a produção eficaz e barata de energia
elétrica a partir de células solares.
Ou seja, trata-se de uma técnica que poderá
ajudar o país a evitar novos problemas de racionamento
energético.
Moehlecke já foi procurado pela Secretaria
de Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul
para desenvolver um consórcio com empresas
privadas para fabricar equipamentos que transformem
energia solar em energia elétrica. Os equipamentos
para esse tipo de conversão, no Brasil, são
importados e de alto custo.
“Otimizamos o processo. A célula que desenvolvemos
tem 17% de eficiência e seu custo é de
cerca 70% inferior ao atual no Brasil”, afirma, ressaltando
que a economia deverá ser ainda maior com o
crescimento da produção.
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FONTE
COMPLEMENTAR...
De acordo com Moehlecke, sua tecnologia ajudaria a
complementar a matriz energética brasileira,
composta em sua maior parte de energia hidrelétrica
– sensível a variações no regime
de chuvas. “Quando há seca, há vantagens
econômicas, há o fato de que a energia
solar é limpa.”
Na PUC-RS, Moehlecke está montando, segundo
ele, o primeiro laboratório de prototipagem
de células solares. A inauguração
será em dezembro.
O projeto tem o apoio da Secretaria de Minas, Energia
e Comunicações do Rio Grande do Sul,
no governo de Olívio Dutra (PT).
O cientista premiado por FHC se diz esperançoso
no interesse do governo de Luiz Inácio Lula
da Silva (PT). A secretária da pasta no Estado,
Dilma Roussef, deixou a função para
integrar a equipe de transição do governo
federal, justamente nessa área.
O prêmio ao jovem cientista é iniciativa
da Gerdau, do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento
Científico e Tecnológico), da Eletrobrás/Procel
e da Fundação Roberto Marinho. |
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Energia
solar é a melhor solução para regiões
isoladas
Na década
de setenta, com a crise do petróleo, a energia
solar chegou a ser vista como a panacéia capaz
de solucionar todos os problemas energéticos
da humanidade. Hoje, ninguém mais acredita
nisso, mas os especialistas são unânimes
em afirmar que a obtenção de energia
através de células fotovoltaicas (também
conhecida como células solares) é a
melhor solução para locais isolados
com consumo pequeno, aonde não vale a pena
estender os cabos da rede elétrica convencional.
As aplicações vão desde o bombeamento
de água até a alimentação
de equipamentos de telecomunicação.
Um estudo realizado por um grupo constituído
pelo Ministério das Minas e Energia, do qual
participaram, entre outras instituições,
A Petrobras e a Eletrobrás, comparou a energia
solar com a obtida por geradores a diesel e com a
fornecida pela rede elétrica convencional em
diferentes situações. Os resultados
mostram que a energia solar e, em vários casos,
a opção mais econômica, como conta
Bruno Topel, diretor-presidente da Heliodinâmica,
empresa a fabricar fotovoltaicas no Brasil.
FUNCIONAMENTO...
A célula fotovoltaica é um disco de
silício com o tamanho de um pires e espessura
da ordem de décimos de milímetro. Iluminada
por uma fonte de luz qualquer, ele fornece energia
elétrica através de dois pequenos fios.
Em geral, algumas dezenas de células são
ligadas em série, formando um painel solar.
Um sistema completo inclui uma bateria, para armazenamento
da energia que será utilizada à noite.
Com um único painel, é possível
captar energia suficiente para alimentar uma lâmpada
fluorescente de 15 watts (equivalente a uma incandescente
de 40 watts) durante seis horas por dia, ou um pequeno
TV a cores durante a cinco horas.
Um conjunto com vários painéis permite
alimentar lâmpadas mais potentes, bombas para
água, ou mesmo um pequeno refrigerador. É
o que acontece no posto de saúde de Marujá,
localizado na ilha do Cardoso (litoral sul de São
Paulo), que possui um refrigerador (usado para guardar
vacinas e medicamentos), três luminárias
com lâmpadas fluorescentes e um radiotelefone,
tudo alimentado por painéis solares. |
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Reprodução/Pixabay |
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MODULARIDADE...
Duas características importantes da energia
fotovoltaica são a modularidade e a ampla gama
de potência em que poder ser obtida. Ela serve
tanto para alimentar um relógio de pulso ou
calculadora quanto para, através de uma grande
central fotovoltaica, fornecer eletricidade a uma
cidade inteira.
No campo das centrais de lata potência, as experiências
de maior porte estão no oeste norte-americano.
A maior central fotovoltaica do mundo funciona na
Califórnia (EUA), com uma potência de
1 megawatt (1 milhão de watts). Para localidades
isoladas, no Brasil, a solução pode
estar no uso combinado de várias fontes de
energia. Em Fernando de Noronha, por exemplo, os especialistas
advogam a implantação de um sistema
que combine energia eólica com energia solar.
Em julho de 1987, o Ministério das Minas e
Energia lançou o Programa Nacional de Energia
Solar – Pró-solar, com o objetivo de incrementar
o uso da energia solar no país. Na ocasião,
foi formado um grupo de trabalho, encarregado de fazer
um alevantamento da situação de energia
solar no Brasil e elaborar um plano diretor para a
execução do Pró-solar. Desse
grupo fazem parte universidades, empresas públicas
e privadas.
EXPORTAÇÃO...
Esse programa é, na oposição
de Topel e de Fernando Fonseca, pesquisador do Laboratório
de Microeletrônica da USP (LME), um possível
caminho para que o Brasil passe a dar à energia
solar a import6ancia que ela merece. “A insolação
(quantidade de luz solar que chega à superfície)
do Brasil é uma das maiores do mundo. Países
como Japão e Itália, com menos insolação,
investem mais que o Brasil em energia solar”, diz
Fonseca.
Bruno Topel também reclama da pouca seriedade
com que a energia solar é tratada no Brasil:
“Se a Heliodinâmica pertencesse a um país
desenvolvido estaria muito à frente”. Mesmo
assim, ele alimenta grandes esperanças: “Em
cinco anos, podemos nos tornar a número um
no mundo em painéis solares.”
Enquanto isso, a Heliodinâmica investe na produção
de lâminas de silício para microeletrônica
e para células fotovoltaicas, além de
exportar para Índia, Argentina e outros países. |
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A
célula fotovoltaica e a energia elétrica
As células
solares transforma a energia solar em elétrica
através de um efeito fotoelétrico interno
denominado fotovoltaico. Foi Becquerel, em 1893, quem
descobriu este fenômeno com um dispositivo de
selênio, mas por causa do baixo rendimento que
ele obteve, só foi ressaltado o aspecto físico
da prova. A primeira célula solar capaz de
produzir energia elétrica com certa eficiência
foi feita em 1954 com silício monocristalino.
As células solares consistem em uma folha de
um material semicondutor (cuja condutividade elétrica
situa-se dos condutores metálicos e a dos isolantes)
de lata pureza. Estes materiais têm seu elétrons
de valência (elétrons da última
camada) ligados aos átomos com energias muito
semelhante às dos fótons que constituem
a luz solar.
Quando esta incide sobre o semicondutor, seus fótons
rompem as ligações e os elétrons
de valência ficam livres para circular por ele.
A estrutura de uma célula convencional é
formada por uma barra cristalina de silíco,
“dopado” (adicionado) com bório, que se corta
em discos de uma espessura aproximada de 0,3 mm. A
superfície de cima é “dopada” com fósforo,
criando no silício duas zonas. Para recolher
a corrente, se colocam dois contatos de metal, um
na parte anterior e um na posterior.
A reflexão da luz na superfície da célula
afeta a sua absorção, reduzindo o rendimento
da célula, que só absorve de 60 a 70%
da incidente. O problema se resolve depositando camadas
finas de materiais antirreflexivos (geralmente vidro)
que emitem alcançar absorções
de 90%.
As células solares são montadas e conectadas
a módulos ou painéis solares para sua
utilização.
As células de silício são as
mais antigas e têm a vantagem de utilizar um
material estável e abundante. Depois do oxigênio,
o silício é o material mais abundante
na crosta terrestre. As rochas e a areia de quartzo
que se usam normalmente para sua extração
são baratas e de fácil manipulação.
Existem muitos estudos e linhas de trabalho visando
reduzir o custo da eletricidade fotovoltaica (proveniente
das células solares), aumentando sua rentabilidade
a fim de torná-la mais competitiva em relação
a outras fontes de energia. As investigações
realizadas com este objetivo vão basicamente
em duas direções: |
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1º)
Substituindo o silício monocristalino por outros
materiais de maior rendimento e/ou menor custo em
seu processamento, como as células fabricadas
com arsênio de gálio, sulfato de cádmio
ou com silício policristalino ou amorfo. 2º)
Reduzindo a superfície total ou o número
de células solares de silício monocristalino
utilizadas graças ao emprego de concentradores
de radiação solar.
CONCENTRAÇÃO...
Os sistemas de concentração são
constituídos por um sistema refletor ou refrator
ou uma combinação de ambos, e permitem
manter os raios solares focados nas células
solares. Eles querem um sistema de observação
de controle. Concentram somente a radiação
solar direta, enquanto que a radiação
difusa se perde, sendo inconvenientes para os climas
chuvosos. Os concentradores mais usuais são
os espelhos e as células solares de concentração.
Na maioria das aplicações fotovoltaicas,
para que esta energia seja rentável e para
sua utilização em horas de baixa e nula
insolação é necessária
a acumulação de uma parte da energia
gerada pelos painéis solares.
As aplicações fotovoltaicas podem ser
classificadas em autônomas ou não, se
coexistem com outras fontes de energia. As primeiras
são as mais freqüentes.
Nestas, existe consumo de energia também à
noite e em dias de menos calor, o que obriga a instalação
de uma unidade de acumulação de energia.
Os geradores |
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fotovoltaicos
se compõem de um painel (conversor), baterias
(acumulador) e o regulador (sistema eletrônico).
Quase todas as aplicações atuais operam
com painéis planos sem concentração,
são fixas ou permitem realizar um número
reduzido de ajustes periódicos de inclinação.
Em 1974 se iniciou a utilização terrestre
dos painéis, anteriormente só usados
em série para conseguir uma maior potência.
Sua vida média está em torno de vinte
anos, a partir dos quais seu rendimento baixa progressivamente.
Muitos fatores ambientais podem afetar o seu rendimento,
por isso, antes de serem vendidos, são submetidos
a provas que testam sua resistência. |
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Energia:
o futuro é solar!
O chuveiro elétrico
está presente em quase todas as residências
paulistas. E o banho quente diário representa 35%
do total consumido pelo setor doméstico e 7% do consumo
global de energia elétrica do Estado. Foi pensando
nessa alta demanda energética para o prolongado e
relaxante banho quente dos paulistas que técnicos
da Agência para Aplicação de Energia,
órgão da Administração Unificada
da Energia de São Paulo, (Eletropaulo, Cesp, CPFL
e Comgás), elaboraram uma proposta de financiamento
de coletores solares para famílias com renda mensal
acima de dez salários mínimos.
O físico José Goldemberg considera bem mais
econômico para o Estado subsidiar a aplicação
de energia solar, como forma de reduzir parcialmente a demanda
energética no setor doméstico; do que investir
na construção de novas usinas hidrelétricas.
O potencial solar de São Paulo é considerado
extremamente satisfatório. A execução
da região litorânea, que apresenta nebulosidade
e altos índices pluviométricos, o potencial
de insolação em todo o Estado é da
ordem de 1.825 kWh por m²/ano, ou seja, quase 4kWh
por m²/dia. Três placas solares de dois metros
cada uma são suficientes para abastecer de água
quente uma família de cinco pessoas. Confeccionadas
com materiais caros (vidro, cobre e alumínio), cada
uma dessas placas coletam cerca de 10 a 15 kW por dia
Além de ter modificado a rotina de milhões
de brasileiros por conta do risco do apagão, a crise
energética que estouro no início de 2001 trouxe
também a ameaça de que uma nova usina nuclear
fosse construída em Angra dos Reis (RJ) e motivou
o governo a apresentar um plano de construção
de usinas movidas à carvão mineral.
Ambas as propostas são ambientalmente incorretas
e, mas grave, não resolvem o problema. Em primeiro
lugar, estas alternativas não combatem as causas
reais da crise energética. Apesar de o governo ter
atribuído a crise à falta de investimentos
na geração e na transmissão de energia,
a verdade é que, por trás dela, esconde-se
uma crise muito maior: o esgotamento dos recursos hídricos.
A falta d’água se deve à fatores como desmatamentos,
destruição de nascentes de rios e impermeabilização
do solo, entre outros.
Por outro lado, as termelétricas não representam
uma solução de longo prazo, já que
dependem de combustíveis fósseis como o gás
natural, o carvão e o petróleo – principais
responsáveis pelas mudanças climáticas
que vêm desestabilizando o planeta. E é de
conhecimento público que o programa nuclear brasileiro,
além de apresentar graves riscos ao meio ambiente
e à saúde humana, não é uma
solução para a questão de fornecimento
de energia do País.
O Greenpeace propõe que os esforços governamentais
sejam direcionados para reduzir o desperdício de
eletricidade, através da promoção de
equipamentos mais eficientes em todos os setores, e para
a implementação de todos os projetos de fontes
renováveis de energia cuja viabilidade já
esteja demonstrada. Alguns exemplos são a substituição
de chuveiros elétricos por aquecimento solar da água,
a construção de fazendas eólicas (geração
de energia a partir do vento), a geração de
eletricidade com o uso de biomassa, pequenas centrais hidroelétricas
(PCHs) e programas de co-geração de energia.
Está na hora de fazer um plano de desenvolvimento
energético que possa atravessar o próximo
decênio e seja ambientalmente sustentável:
economia de energia e energias renováveis. O futuro
é solar!
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Área
rural descobre as aplicações da energia solar
O Sítio Duas Cachoeiras,
em Amparo (SP), tem relevo acidentado e uma horta orgânica,
cultivada em estufa, na parte mais baixa do terreno de 21
hectares. Seu proprietário, o agricultor Guaraci
Maria Diniz Júnior, aproveita ao máximo a
topografia montanhosa para levar água para a horta
por gravidade.
Pega a água da nascente, lá em cima , e a
transporta morro abaixo de mangueiras. Nem sempre, porém,
há água em quantidade suficiente na nascente
– ainda mais agora, em tempos de El Niño. O jeito
foi construir um açude ao lado da estufa.
BOMBA DE IRRIGAÇÃO...
O problema passou a ser, em seguida, como bombear a água
do açude para a horta. Guaraci é agricultor
orgânico e não queria utilizar bombas movidas
a óleo diesel. A energia elétrica para acionar
a bomba, significaria um investimento absurdo, pois da rede
principal até a horta seriam mais de 500 metros de
fiação e posteamento, cujo dinheiro de instalação
teria de sair do bolso do próprio Guaraci.
A solução, no final, foi condizente com o
pensamento ecológico de Guaraci. Um painel solar,
com 110x30 centímetros , no qual foram investidos
R$ 70 e uma bomba de irrigação própria
para ser movida por energia solar, que custou R$ 200, garantem,
agora, a irrigação diária da horta.
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CÉLULAS FOTOVOLTAICAS...
O painel, composto de por células fotovoltaicas
de silício que transforma luz do solar em energia,
tem custo só de instalação. A
manutenção do painel, cuja a estrutura
é de alumínio e não enferruja,
é quase desnecessária.
“Basta passar um pano de vez em quando para tira o
pó do painel”, ensina Guaraci. Segundo o empresário
Luiz Carlos Berto sócio da empresa especializada
na instalação desses painéis,
“a garantia de instalação desses painéis
é de 25 anos”.Guaraci colocou o painel ao lado
da horta, há cerca de um ano. Há outro
painel na casa de Guaraci, que fornece energia para
as lâmpadas e para a televisão.
“Nós sofríamos bastante por aqui com
a falta constante energia”, conta o agricultor. “Agora
sem luz nós não ficamos mais.”
A luz solar captada durante o dia pelo painel é
transformada em energia e armazenada em uma bateria
automotiva comum, de 12 volts. Assim, é possível
utilizar durante a noite essa energia armazenada,
quando os painéis solares estão inativos.
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REDE ELÉTRICA É MUITO CARA EM ALGUNS
CASOS...
O uso da energia solar apara acionar da bomba de irrigação
foi a saída mais econômica no sítio
de Guaraci. Se a energia elétrica, que é
gerada na região, pela Companhia Paulista de
Força e Luz (CPFL), fosse de fácil acesso
o agricultor dispensaria o uso da energia solar.
“O problema é
que nós temos de pagar a instalação
dos postes e da fiação da linha transmissora
para a porta do sítio”, explica. Depois os
sitiantes cotizam-se para cuidar da manutenção
das linhas”, continua.
“Como no campo tudo é distante, e há
poucos moradores para se cotizarem, a linha acaba
ficando cara”, completa Guaraci, que puxou a fiação
apenas até sua casa e outras dependências
importantes do sítio.
A instalação dos painéis fotovoltaicos
ao lado da horta resolveu o problema. A bomba de irrigação,
de 12 volts, é própria para a energia
solar e, com capacidade para bombear 500 litros por
hora, suficiente para irrigar a horta de Guaraci.
“Outra grande vantagem é que agora tenho disponível
uma fonte inesgotável e gratuita de energia”,
orgulha-se Guaraci.Segundo Berto, fabricante dos painéis,
a bomba pode ser colocada diretamente na água.
“Isso elimina uma etapa do bombeamento”, explica.
“Ou seja, a bomba já puxa a água da
própria água e transporta daí
para a mangueira que vai irrigar a horta.”
ECOWATT LEVA LUZ
A ÁREAS DISTANTES...
Em determinados lugares do País, a energia
elétrica jamais chegará. Principalmente
em áreas de proteção ambiental
e estações ecológicas, nos quais
é proibida a instalação de torres
de transmissão que é inviável
interligar as comunidades à rede principal.
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Por
isso a Companhia Energética de São Paulo
(Cesp) lançou o Ecowatt, um programa que pretende
levar alguns dos confortos da vida moderna, como luz
elétrica e televisão, para essas comunidades
no Estado. A solução encontrada foi
a energia solar. |
PAINÉIS
ENERGIZAM CERCAS...
O uso de energia solar no campo é bastante
diversificado. Na pecuária, por exemplo, é
possível utilizar painéis fotovoltaicos
para gerar energia em cercas elétricas. Na
Fazenda Icatu, em Amparo (SP), o método Voisin
– de rodízio de pastagens – e a cerca elétrica
acionada por energia solar complementam-se de maneira
exemplar.
Na propriedade de 600 hectares, pertencente ao criador
Luís Eduardo Pinto Lima, são mantidas
450 cabeças de gado nelore. Destas 256 forma
confinada nos inverno e o restante engorda em regime
de semi-confinamento, no pasto dividido em piquetes
limitados pela cerca elétrica.
“É bem mais fácil trabalhar com a cerca
elétrica”, diz o funcionário da fazenda,
Rodrigo Antonio Carlos Amaral.
Ele explica que, cada vez que tem de mudar a cerca
de lugar, a fim de abrir piquetes que tem capim novo
para o gado e fechar aqueles cujo pasto já
se esgotou, o pequeno painel solar que energiza a
cerca é movimentado também, sem grande
trabalho. |
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INTERRUPTOR...
Para energizar a cerca, Amaral mostra, logo abaixo
do painel, um interruptor. Basta acioná-lo
para que o painel comece a transformar a luz solar
em energia.
POUCO TEMPO...
O painel fotovoltaico recebe a luz do sol e a transforma
em corrente elétrica contínua de 12
volts. Uma bateria comum, de caminhão, de 12
volts, armazena a eletricidade. |
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Em seguida, um aparelho chamado inversor converte
a corrente continua em corrente alternada, de 110
ou 120 voltas.
A partir daí, é possível acionar,
além de bomba de irrigação e
cercas elétricas, lâmpadas, televisores,
rádios e outros eletrodomésticos, desde
que não fiquem muito tempo ligados.
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