A captação da energia solar pode ser feita por meio de diversos métodos, como painéis fotovoltaicos, usinas heliotérmicas e aquecedores solares. Há duas formas principais para obter energia solar, sendo elas: direta e indireta.
Ambas fazem proveito da energia do sol para gerar energia elétrica. A principal diferença entre essas duas maneiras está no processo de captação dessa energia. Confira sobre cada uma delas no artigo a seguir.
Energia solar direta
Essa forma de obtenção de energia solar é caracterizada pela produção de energia a partir de um sistema fotovoltaico, que pode inclusive ser instalado no próprio imóvel do consumidor. Os painéis solares do sistema são compostos por células fotovoltaicas, normalmente fabricadas a base de silício (um material semicondutor), que captam a luz do sol e a transformam em energia elétrica.
Quando a luz advinda dos raios solares atinge as células fotovoltaicas, é diretamente transformada em eletricidade. Esse processo ocorre com a incidência dos fótons sobre os átomos das células, proporcionando a emissão de elétrons, que geram corrente elétrica.
Esse processo é considerado direto por não necessitar da geração de energia térmica para a produção de eletricidade. A energia obtida dessa forma pode ser aplicada por meio de algumas técnicas, como na energia solar ativa, com o aquecimento e a refrigeração solar, e energia solar passiva, na qual a arquitetura bioclimática é inserida.
Como energia solar fotovoltaica, a energia solar direta é a mais conhecida forma de geração de energia sustentável. O constante avanço desta tecnologia está proporcionando o aumento da capacidade de fornecimento de eletricidade em todo o mundo, permitindo que a energia solar fotovoltaica seja uma opção viável, de baixo custo e com manutenção mínima.
A energia elétrica gerada pode ser aproveitada para produzir energia térmica para aquecimento da água, mas esse processo também pode ser realizado de maneira isolada.
Consumidores preocupados com o aumento na conta de luz em decorrência dos banhos quentes no inverno podem optar pela energia fototérmica ou de aquecimento solar.
A energia solar térmica é normalmente usada para produzir água quente para banho ou processos industriais. O foco dessa técnica é justamente o aquecimento de água, seja em casas, prédios, comércios ou até mesmo em indústrias. É um processo extremamente eficiente e reduz em até 80% o consumo de energia relativo ao aquecimento da água.
Assim como a energia fotovoltaica, a energia fototérmica também faz uso de painéis solares, que são, na verdade, placas coletoras. Esses equipamentos coletam a energia térmica da radiação solar e a transferem para a água, aquecendo-a. Essa água poderá ser armazenada em um reservatório, com capacidade para manter sua temperatura até o momento do uso.
Esses itens são geralmente fabricados em cores escuras, aumentando a capacidade de absorção. Ao contrário dos painéis usados para geração de energia solar fotovoltaica, as placas coletoras com a finalidade de gerar energia térmica são fabricadas em cobre ou alumínio, que são ótimos condutores de corrente.
O tamanho do reservatório e a área/quantidade de coletores solares térmicos necessários para o sistema de aquecimento solar devem corresponder à quantidade de água quente a ser utilizada na residência.
Sua capacidade geralmente é o suficiente para armazenar calor para uso durante a noite ou em dias nublados. Caso não seja, o sistema conta com um apoio energético, responsável pela conexão com uma fonte secundária de aquecimento, que pode ser a rede elétrica convencional ou o sistema de gás.
Assim, a água pode ser aquecida mesmo que as condições não sejam as mais favoráveis à captação de radiação solar. Muito parecido com o que vemos no sistema fotovoltaico on-grid, não é?!
Essa tecnologia pode ser utilizada em qualquer tipo de edificação: casas, comércios, indústrias e prédios. Como depende da rede convencional, acaba tendo um desgaste natural com o tempo, demandando manutenção frequente.
Energia solar indireta
Já a maneira indireta de captação da energia solar acontece em áreas de usinas heliotérmicas, geralmente implementadas para a geração em larga escala, aproveitadas de maneira inconsciente. Essas usinas são compostas por painéis e coletores. Como é um método mais complexo do que os outros, é utilizado somente em processos industriais.
As usinas devem estar localizadas em áreas com grande incidência de insolação. Realizam um processo indireto pois geram energia por meio do aquecimento de água ou outros fluidos. A eletricidade é gerada apenas após a transformação de calor em eletricidade.
A energia solar indireta inconsciente pode ser gerada em usinas instaladas nessas áreas, onde são implementados centenas de coletores solares para facilitar a captação indireta. Ela pode ser tecnicamente explorada de diversas formas, como para a geração de energia elétrica, aquecimento de água e produção de vapor, entre outras.
A energia heliotérmica é também chamada de energia termossolar, e é obtida pelos coletores solares por meio da concentração e absorção do calor. A conversão da energia térmica em eletricidade é feita por um turbogerador. A energia passa por duas transformações: primeiro em energia mecânica, depois em energia elétrica.
Assim como no caso da energia fototérmica, a radiação solar é absorvida e pode ser armazenada. Sua maior vantagem é a capacidade de armazenamento de grandes quantidades de energia na forma de calor. Uma usina heliotérmica pode produzir energia por 20 horas ao dia.
Seu funcionamento é semelhante com o de uma usina termoelétrica, que gera eletricidade a partir da queima de combustíveis orgânicos, aquecendo uma grande quantidade de água e gerando quantidade de vapor suficiente para movimentar turbinas.
Além de ser mais econômica e ter menos impacto ambiental que a energia convencional, essas formas de energia elétrica também possibilitam o desenvolvimento de novas tecnologias e favorecem a expansão do mercado energético.
A primeira usina heliotérmica no Brasil está para ser lançada em breve. Com estudos realizados desde 2015, a Eudora Energia iniciou um projeto de pesquisa e desenvolvimento para implementação de uma usina na Usina Hidrelétrica de Porto Primavera, entre os estados de São Paulo e Mato Grosso do Sul.
A construção da planta foi finalizada em 2021, contando com 30 mil metros quadrados de espelhos parabólicos para geração de eletricidade através de uma turbina a vapor.
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