A energia renovável é o futuro - Energia Solar

O consumo exagerado de energia nos últimos anos levou a que os recursos fósseis começassem a escassear, sendo assim necessário encontrar alternativas.

A Energia solar é a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa (e, em certo sentido, da energia térmica) proveniente do sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo Homem, seja directamente para aquecimento de água ou ainda como energia eléctrica ou mecânica.

A energia solar é, de longe, a melhor alternativa possível aos combustíveis e energias fósseis, tornando-se assim num factor quase constante em casas particulares e até empresas, já que a energia existente é praticamente inesgotável. Foi importante encontrar as melhores soluções a nível de sistemas de absorção e armazenamento dessa mesma energia.

A energia solar é considerada uma fonte de energia limpa e renovável, pois não polui o meio ambiente e não acaba.

No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m² de energia, medição feita numa superfície normal (em ângulo recto) com o Sol. Disso, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é reflectido pelas nuvens. Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz visível e luz ultravioleta.

A radiação solar, juntamente com outros recursos secundários de alimentação, tal como a energia eólica e das ondas, hidro-electricidade e biomassa, são responsáveis por grande parte da energia renovável disponível na terra. Apenas uma minúscula fracção da energia solar disponível é utilizada.

Vantagens

A utilização da energia solar possui vantagens, tanto para o planeta e ambiente como também para todos aqueles que recorrem a esta para a transformação e utilização da energia: 
 - A energia solar não provoca qualquer tipo de poluição durante todo o seu uso e armazenamento. A criação e fabricação dos equipamentos necessários para a construção dos painéis solares que servem para a absorção da radiação é feita de forma controlada, para que não exista emissão de gases poluentes para o ambiente; 
 - Os sistemas de energia solar requerem uma manutenção mínima, sendo bastante autónomos e com poucos problemas para quem os utiliza;
 - O custo dos materiais necessários tem vindo a baixar, dada a grande adesão por parte da sociedade; a sua potência tem vindo cada vez mais a subir, tornando-se assim numa solução cada vez mais viável e poupada; 
 - A sua fácil instalação e até a possibilidade de utilização em pequena escala permite que estes sistemas possam ser utilizados, até em zonas mais remotas, com um investimento baixo;
 - A utilização deste tipo de sistemas é extremamente viável em qualquer parte do mundo, porém, em zonas onde o sol é uma constante diária, a sua utilização é levada quase ao extremo com muito mais resultados positivos e em praticamente todo o tipo de territórios.

Desvantagens

A utilização de energia solar possui também algumas desvantagens, em menor escala que as vantagens, mas que devem ser referidas: 
- A energia solar está limitada consoante o tipo de situação climatérica, por isso é importante saber que esta energia não é produzida em todos os horários (já que durante a noite não existe sol), sendo assim necessário que exista métodos de armazenamento de energia produzida; 
- Alguns locais do planeta não têm o mesmo tipo de produção que outros, como é o caso de locais com elevada altitude ou mesmo com uma grande presença de nuvens, pois dificultam a absorção e armazenamento desses mesmos raios solares;
- Em comparação a outros tipos de combustíveis fósseis, o armazenamento da energia produzida através da energia solar é extremamente mais complicado de conseguir em pleno;
- Os painéis solares possuem apenas 25% de rendimento na sua totalidade.

À semelhança de outros países do mundo, em Portugal desde Abril de 2008 um particular pode produzir e vender energia eléctrica à rede eléctrica nacional, desde que produzida a partir de fontes renováveis. Um sistema de microprodução ocupa cerca de 30 metros quadrados e permite ao particular receber perto de 4 mil euros/ano.

Existem dois tipos de painéis solares: o painel solar fotovoltaico e o painel solar térmico, que vamos analisar de seguida.

Painel Solar Fotovoltaico

A tecnologia dos painéis solares fotovoltaicos permite converter energia

Solar em energia eléctrica. Os painéis solares fotovoltaicos são compostos por células solares, assim designadas já que captam, em geral, a luz do Sol.Hoje em dia a tecnologia dos painéis fotovoltaicos está bastante desenvolvida, atingindo-se eficiências na ordem dos 15-17%, podendo atingir-se soluções esteticamente agradáveis e integradas em grande parte das situações e onde o preço por kW ronda os 5000€. O solar fotovoltaico tem ainda outra vantagem que deriva do facto da cobertura dos painéis, que em regra geral é de vidro, ter que ser suficientemente resistente para permitir que as células fotovoltaicas não sejam afectadas, nem por alterações significativas de temperatura nem por vibrações (som). Consequentemente, o revestimento de uma superfície com este tipo de painéis resulta num isolamento térmico e acústico superior a qualquer material no mercado que cumpra o mesmo fim. A este facto acresce ainda que, a média do tempo de garantia de um painel solar fotovoltaico pode chegar a cerca de 30 anos.

Actualmente o fotovoltaico, quando é utilizado, é na sua maioria em casos de injecção na rede, visto que os incentivos para este tipo de tecnologia passam pelo facto da EDP comprar o kW produzido por fotovoltaico mais caro do que aquilo que cobra pelo kW normal. Desta forma, os edifícios preferem utilizar a rede eléctrica nacional e produzir electricidade que é injectada na rede. Por esta razão, é preciso que o aumento da cota deste tipo de tecnologia seja aumentada gradualmente, senão é incomportável do ponto de vista da viabilidade da EDP. Um exemplo deste tipo de utilização em Portugal são as coberturas das bombas de gasolina da BP, cuja electricidade produzida é totalmente incorporada na rede. Este tipo de sistemas não tem tido o impacto nem uma expansão significativa visto exigir um investimento inicial muito grande, factor que leva muitas pessoas a não apostarem neste tipo de tecnologia.

Vantagens da Energia Solar Fotovoltaica 

- O Sol é uma fonte de energia e calor inesgotável, logo a maioria da luz solar que chega à Terra pode ser convertida pelas centrais de energia solar fotovoltaico para produzir energia, sendo assim uma fonte de energia renovável e alternativa;

- É uma fonte de energia livre, limpa, sem fontes de poluição. No fim de vida útil dos equipamentos usados para produzir painéis solares fotovoltaicos, estes podem ser reutilizados, estando ainda a haver estudos para melhor reutilizar estes materiais;

- As centrais de conversão de energia solar fotovoltaica podem operar durante anos com pouca manutenção necessária. Só é necessário manter os painéis limpos de poeiras que impeçam a absorção da luz solar pelo painel;

- Os custos operacionais são baixos. Apenas tem de se investir no início da construção de uma central de produção;

-  A rede eléctrica de energia solar é economicamente superior em termos de custos quando comparado com ligações de combustível que têm custos de implementação superiores;

-  O uso de uma rede eléctrica proveniente de fontes de energia solar fotovoltaica pode ajudar a reduzir o desperdício de transmissão de energia que ocorre ao longo da linha eléctrica;

- Quando comparado com as fontes de energia fósseis ou nucleares, as quantias investidas na investigação da fonte de energia solar fotovoltaica têm sido diminutas;

- Células de energia solar fotovoltaica experimentais têm mostrado eficiências de conversão de energia superiores a 40%. A eficiência está a aumentar de acordo com a produção em massa.

Painel Solar Térmico

Os painéis solares térmicos transformam a radiação solar directamente em energia térmica para o aquecimento de águas ou outros fins. Um sistema solar térmico pode reduzir até um terço a factura energética de cada habitação. Estes equipamentos captam a radiação solar através de colectores, que a transformam em calor e a transmitem à água que utilizamos nas nossas casas, nomeadamente para tomar banho e cozinhar. A tecnologia de colectores solares permite que a energia solar também possa ser usada para aquecimento de água. A instalação destes sistemas leva a uma grande redução no consumo de energia eléctrica, pois mesmo quando radiação solar não chega para aquecer a água às temperaturas desejadas permite o seu pré-aquecimento. Por outro lado, pode utilizar-se um sistema de aquecimento central em que a água é aquecida por colectores solares. Esta situação é vantajosa até mesmo em “casas de fim-de-semana” ou de férias visto poder ficar sempre ligado e conseguir que a casa esteja, pelo menos, sempre a uma temperatura ambiente mais elevada que numa situação sem aquecimento.

Desde os anos 70 que se tem feito investigação nesta área e que se têm

conseguido grandes avanços.

A superfície do painel solar transforma a luz solar em calor aproveitável.
Este calor é absorvido pelo líquido solar que se encontra dentro do painel e é transportado com a ajuda de uma bomba através de tubos devidamente isolados, até ao depósito de água quente. A água quente está agora disponível num depósito acumulador. O material isolante deste impede o arrefecimento da água, sendo possível utilizar a água quente através da energia solar em períodos em que não existe sol, como por exemplo, durante a noite.

Actualmente, os painéis solares já não têm que ser inestéticos como se via há uns anos, mas podem e devem ser integrados na fachada dos edifícios.

Existem já várias soluções e vários tipos de colectores que conseguem atingir diferentes temperaturas permitindo diversificar as suas aplicações desde o funcionamento doméstico até à sua introdução em processos industriais. Os colectores de custo mais elevado são também aqueles que são capazes de produzir aquecimentos superiores.

Tal como para os painéis fotovoltaicos, apesar de este tipo de tecnologia ser altamente vantajosa, visto que tira partido de uma fonte de energia inesgotável e gratuita, não tem conseguido expandir-se como deveria em Portugal. Aliás, países como a Alemanha e Áustria, apesar de não terem uma situação tão favorável como Portugal, em termos do recurso solar, estão mais desenvolvidos, havendo desde logo um grande interesse da população em introduzir este tipo de tecnologias.

Benefícios de ter uma instalação de painéis solares térmicos

-  O primeiro sinal benefício para as famílias que aderirem a esta tecnologia de microprodução de energia é ver a sua conta mensal de energia (eletricidade e gás) reduzida. Um sistema bem dimensionado permite poupar até 70% da energia necessária para o aquecimento de água que se em casa. Por outro lado, a compra deste tipo de equipamentos tem um benefício fiscal associado de 30% do valor do investimento, no ano da aquisição;

-     Os sistemas solares térmicos são feitos para durar cerca de 20 anos com poupança de energia, zelando pelo ambiente. Contudo, necessitam de uma manutenção preventiva anual, para que durem o tempo previsto sem perderem eficiência

Portugal, independentemente da região, é um dos países da Europa com melhor recurso solar, sendo sempre vantajosa a instalação de energia solar térmica. Nas zonas do Alentejo e Algarve a radiação solar atinge níveis ainda mais elevados. 
A diferença entre o painel solar térmico e o fotovoltaico é que, enquanto o primeiro transforma a radiação solar directamente em energia térmica para o aquecimento de águas ou outros fins; o fotovoltaico, converte a energia solar directamente em corrente eléctrica.