Nº.61 UNIVERSO Dez 2016 | Jan 2017

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Por Mariana Castro Alves
13/5/15

Ele já foi venerado como deus em várias culturas antigas, como nas civilizações inca e asteca no período da América Pré-Colombiana. Dá nome para um dos dias da semana nas línguas inglesa (sunday) e alemã (sonntag). Também foi motivo de acalorados debates científicos e religiosos quando, no século XVII, Galileu Galilei, retomando a teoria de Nicolau Copérnico, que afirmou que o Sol estava no centro do universo, revolucionando a Física, a Astronomia e toda a ciência com o chamado Sistema Heliocêntrico.

O sol é a principal fonte de energia da Terra. Seu calor aquece o planeta e promove a formação de padrões climáticos, o aquecimento dos mares, a formação de correntes oceânicas e o movimento da atmosfera. Sua energia é responsável direta ou indiretamente por todas as formas de vida. Além de manter a água no estado líquido, permite que ocorra a fotossíntese, que virou poema na música de Caetano Veloso: “Luz do sol / Que a folha traga e traduz / Em verde novo / Em folha, em graça / Em vida, em força, em luz…”. Esse processo – em que organismos como plantas e algas produzem oxigênio usando água e dióxido de carbono – é fundamental para toda a cadeia alimentar. Mas, além da fotossíntese, a energia solar pode ser capturada de outras maneiras, para outras finalidades. Entenda como a energia solar é utilizada e quais as vantagens da sua aplicação no nosso cotidiano.

Aquecimento e energia elétrica

Um projeto de edifício residencial ou comercial pode optar por um sistema de aquecimento solar para parte da água utilizada, como por exemplo, para banho. Para isso é necessário um sistema específico onde a água, que fica em um reservatório, é aquecida através de um coletor solar térmico. “Esses coletores solares são tubos de cobre pintados de preto instalados dentro de uma caixa, que tem o fundo isolado para não perder energia. No topo, instala-se um vidro, que possibilita que os raios solares atinjam os tubos”, explica o engenheiro mecânico Allan Starke, pesquisador vinculado ao Laboratório de Engenharia de Processos de Conversão e Tecnologia de Energia (Lepten), da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC). “O sistema de aquecimento de água doméstico é a tecnologia solar mais madura hoje em operação, a sua utilização em larga escala data dos anos 1960, em países como Austrália, Japão e Israel”, afirma o pesquisador.

Coletor solar. Reprodução de Entrepreneur’s Toolkit!

Já a geração de energia elétrica demanda a instalação de um sistema fotovoltaico, mecanismo que funciona por meio de um fenômeno físico e químico. Nesse caso, células fotovoltaicas são construídas com algum tipo de material semicondutor, como silício. Várias células arranjadas lado a lado formam um módulo maior, o coletor fotovoltaico. “Esse tipo de sistema é bastante utilizado em casas, para gerar energia para os equipamentos domésticos ou até mesmo em relógios”, exemplifica Starke.

Painel fotovoltaico. Fonte: SolarPowerPlantSerpa, por Ceinturion em Wikipédia inglesa.

Outra aplicação para a energia solar é a geração termoelétrica. Nesse sistema utiliza-se um coletor de energia solar cujo calor aquece um fluido a temperaturas bem altas. Como uma chaleira, a ideia é aquecer e gerar vapor d’água até 400 ou 500ºC. “Esse vapor é então conduzido para algum tipo de turbina, onde se choca com algumas pás gerando um eixo que está diretamente conectado com um gerador elétrico. Várias centrais já foram construídas pelo mundo para esse tipo de aplicação”, detalha o pesquisador.

Vantagens

A energia solar é uma fonte limpa e renovável. De acordo com Allan Starke, sua utilização traz muitas vantagens, entre elas a diminuição do efeito estufa causado pelas termelétricas que queimam combustíveis fósseis, como o carvão, por exemplo. Outro bom motivo para usá-la é a atual necessidade de diminuir o consumo de energia elétrica por conta da crise hídrica. Em época de crise energética e baixos níveis nos reservatórios de água, se estabelece uma competição entre direcionar a água para o consumo e para gerar eletricidade.

Ainda segundo Starke, o uso da energia solar também é economicamente viável. A aplicação mais simples e barata é o aquecimento de água doméstica, que pode ser utilizada para tomar banho, diminuindo em até 70% o consumo do chuveiro elétrico de uma residência. “Estudos mostram que a economia de energia elétrica causada pela adoção de um sistema de aquecimento solar proporciona um retorno ao investimento em menos de quatro anos para os usuários”, afirma. Outra vantagem é a grande disponibilidade. “O montante de energia solar que chegou durante uma hora no planeta Terra foi equivalente ao consumo de energia em todo o mundo em 2001, considerando todas as fontes de energia combinadas”, diz Allan Starke.

Crescimento

O uso de energia solar vem crescendo em todo mundo. Entre 2002 e 2008, a Europa triplicou a taxa de crescimento de captação de 10% para 34% ao ano. Esse aumento foi desacelerado em 2008, devido à crise econômica, passando a uma taxa de 10% em 2010, segundo Allan.

No Brasil – que está na sexta posição em termos de capacidade instalada, atrás de China, Estados Unidos, Alemanha, Turquia e Austrália –, esse crescimento ainda é pequeno: “Em 2005, apenas 0,4% dos domicílios brasileiros utilizaram sistema de aquecimento solar. Além disso, os dados sobre vendas de coletores solares no período de 1983 a 2000 mostram uma taxa de crescimento de 10% ao ano. Dessa forma, pode-se projetar que em 2019, apenas 0,63% dos domicílios utilizarão esse tipo de sistema”, aponta Starke. Por isso, o pesquisador avalia que, embora haja crescimento no setor, esse aumento é tímido e demorará muito para impactar a matriz energética brasileira. “O Brasil possui um crescimento fraco no mercado de energia solar. As pessoas teriam que se sentir realmente motivadas a trocar o chuveiro elétrico pelo sistema solar”, acredita o pesquisador. “O único jeito de acelerar a adoção desse tipo de sistema seria uma política de incentivo vinda do governo, com medidas como as que foram tomadas em outros países e funcionaram bem”, avalia.

O estudioso da UFSC destaca ainda que outro benefício seria a geração de postos de trabalho e consequente desenvolvimento econômico. “No caso da energia solar, a geração de empregos está associada ao processo de manufatura dos coletores, reservatórios térmicos e instalação, esta decentralizada, já que os equipamentos deverão ser instalados em cada edifício ou casa do território nacional”, imagina.

 

Fontes:

Carolina T. Machado, Fabio S. Miranda. Energia Solar Fotovoltaica: Uma Breve Revisão. Revista Virtual de Química, Vol. 7, No 1 (2015)

Energia Solar, Ministério do Meio Ambiente.