Tipos de energia solar: quais são, como funcionam e qual a melhor
Se você está pensando em utilizar a energia do sol, primeiramente precisa conhecer os dois tipos distintos de se aproveitá-la. Os dois tipos mais conhecidos são a energia fotovoltaica e a energia térmica.
A energia fotovoltaica gera energia elétrica diretamente dos raios solares. Já a térmica (também conhecida como aquecedor solar), utiliza o calor do sol para aquecer líquidos.
Conheça mais sobre os tipos de energia solar e veja as diferenças.
Tipos de energia solar
Energia fotovoltaica
A tecnologia fotovoltaica (FV) converte diretamente os raios solares em eletricidade. O constante avanço desta tecnologia está proporcionando o aumento da capacidade de fornecimento de energia elétrica no mundo todo, permitindo que a energia solar fotovoltaica seja uma opção viável, de baixo custo e com manutenção mínima.
Os Painéis Solares, normalmente, possuem uma aparência azulada ou preta e são instalados em grupos chamados de sistemas fotovoltaicos. Os painéis solares fotovoltaicos são utilizados em casas, comércios ou indústrias principalmente para gerar eletricidade e reduzir a conta de luz.
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Abaixo, uma foto de um sistema solar fotovoltaico sendo instalado em uma casa:
Energia térmica (aquecedor solar)
Outro tipo de energia solar é a energia solar térmica que usa o calor do sol diretamente para aquecer outro meio, geralmente água. Sistemas solares térmicos usam coletores (também conhecidos como placas) ou tubos a vácuo para captar o calor do sol e transferir o calor para um líquido (água).
A energia térmica é normalmente usada para produzir água quente para banho ou processos industriais. Em dias chuvosos, provavelmente, não haverá sol suficiente para gerar toda a água quente que você precisa, portanto os aquecedores solares possuem também ou uma resistência elétrica ou um aquecedor a gás para auxiliar a atingir a temperatura ideal da água. De qualquer forma, são extremamente eficientes e reduzem em até 80% o consumo de energia relativo ao aquecimento da água.
Você deve ter visto os "painéis solares térmicos em telhados" que normalmente se parecem com isto:
Estes painéis não geram eletricidade. Os painéis contêm fileiras de tubos cheios de água que coletam o calor do sol, desta forma aquecendo a água e à armazenando em um reservatório térmico (boiler).
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Energia térmica ou fotovoltaica: qual escolher?
Existem diversos aspectos a serem avaliados na hora de escolher a melhor opção para o seu imóvel, entre a energia térmica ou a fotovoltaica. Sendo assim, uma delas capta a luz solar para aquecer fluidos, enquanto a outra converte a luz do sol em energia elétrica, respectivamente.
Portanto, a diferença entre as duas é facilmente identificada: a energia térmica oferece o aquecimento solar para o seu imóvel e a energia fotovoltaica gera eletricidade. Ou seja, a energia térmica pode ser utilizada em alguns pontos de sua residência, ou estabelecimento, e a energia solar atua em todo o funcionamento através do seu sistema fotovoltaico.
Desta forma, é válido considerar os custos para aquisição e analisar o investimento de seu projeto em longo prazo, já que o sistema de energia fotovoltaica possui uma vida útil de até 25 anos.
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Vantagens e desvantagens de cada uma
Por ser uma opção mais cara, é preciso colocar suas vantagens e desvantagens na balança. Confira a seguir!
Energia térmica
Vantagens
- Instalação fácil e rápida;
- Possui o auxílio do gás natural como forma de consumo menos poluente;
- Pode ser utilizada em usinas térmicas de diversas formas como: bagaço de cana-de- açúcar e casca de cereais.
Desvantagens
- Queima de derivados de petróleo;
- Impacta no aquecimento de água dos rios;
- Gasto elevado com a compra de combustíveis fósseis.
Energia fotovoltaica
Vantagens
- É um recurso totalmente renovável;
- Não polui o meio ambiente;
- Possui manutenção mínima;
Desvantagens
- Alto custo de aquisição;
- Não pode ser aproveitada durante a noite;
- Falta de incentivos governamentais no Brasil.
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Outros tipos de energia
Abaixo uma visão geral dos principais tipos de energia que estão em uso, além da energia solar.
Energia eólica
Um dos principais tipos de energia renovável em uso no Brasil é a energia eólica, que está se tornando cada vez mais comum no mundo todo. A energia eólica é o uso do fluxo de ar captado através de turbinas eólicas e suas pás para converter a energia mecânica em energia elétrica.
A energia eólica, como alternativa à queima de combustíveis fósseis, é abundante, renovável, amplamente distribuída, limpa, não produz emissões de gases de efeito estufa durante a operação, não consome água e usa pouca terra.
Os impactos ao meio ambiente são muito menos problemáticos do que os das fontes de energia não renováveis. Como por exemplo as usinas térmicas a carvão ou óleo combustível.
Os 2 tipos de turbinas de energia eólica mais usados são as de eixo horizontal e de eixo vertical:
Eixo Horizontal
As turbinas de eixo horizontal possuem pás como as hélices de avião, e geralmente possuem três pás. As maiores turbinas de eixo horizontal são tão altas quanto edifícios de 20 andares e possuem pás de mais de 35 metros de comprimento. As turbinas mais altas com lâminas mais longas geram mais eletricidade. Quase todas as turbinas eólicas atualmente em uso são turbinas de eixo horizontal.
Eixo vertical
As turbinas de eixo vertical possuem pás que são ligadas ao topo e à parte inferior de um rotor vertical. O tipo mais comum de turbina de eixo vertical - a turbina eólica Darrieus, batizada em homenagem ao engenheiro francês Georges Darrieus que patenteou o projeto em 1931 — parece um batedor de ovo gigante de duas lâminas.
Elas não são tão eficientes para fazer parques eólicas porém são mais silenciosas e comumente utilizadas em áreas urbanas para gerar energia para empreendimentos comerciais como um shopping ou um supermercado (existem versões residencias também).
Energia hidrelétrica
Esse é o tipo de energia mais conhecido no Brasil. O que muitas pessoas não estão cientes é que a maioria das cidades no mundo todo dependem deste tipo de energia a décadas. Em 30 de setembro de 1882, a primeira usina hidrelétrica do mundo começou a operar no Rio Fox em Appleton, Wisconsin. Toda vez que você vê uma grande represa, ela provavelmente está fornecendo energia hidrelétrica para alguma cidade ou empresa.
A força da água em movimento (energia potencial), passa pela tubulação da usina com muita força e velocidade, movimentando a turbina da hidrelétrica. As turbinas em movimento estão conectadas a um gerador, que transforma esta energia mecânica em energia elétrica. Conheça os dois principais tipos de usinas hidrelétricas.
Usinas hidrelétricas “a fio d’água”
São aquelas que possuem reservatório de água. Ou seja são instalados no curso do rio e quando este esta com baixo volume a usina não produz energia.
Usinas hidrelétricas “de acumulação”
São aquelas que possuem um reservatório de água, como a famosa Itaipu.
Energia geotérmica
As usinas geotérmicas são semelhantes às outras usinas térmicas que utilizam turbinas a vapor. O calor de uma fonte de combustível (no caso geotérmico, o núcleo da terra) é utilizado para aquecer água ou outro fluido de trabalho. O fluido de trabalho é então usado para girar uma turbina de um gerador, produzindo assim eletricidade. O fluido é então arrefecido e devolvido à fonte de calor.
Este tipo de energia pode ser utilizada por uma unidade residencial ou em grande escala por uma aplicação industrial. Foi usado durante épocas antigas para o banho e aquecimento. A maior desvantagem com a energia geotérmica é que ela só pode ser produzida em locais selecionados em todo o mundo. O maior grupo de usinas de energia geotérmica do mundo está localizado em The Geysers, um campo geotérmico na Califórnia, Estados Unidos. Os dois principais tipos de energia geotérmica em uso são:
Centrais térmicas a vapor seco
Estações de vapor seco são o projeto mais simples e mais antigo. Eles usam diretamente o vapor geotérmico de 150 ° C ou mais para girar as turbinas.
Centrais térmicas de vapor instantâneo
As estações de vapor instantâneas puxam água quente de alta pressão para tanques de baixa pressão e usam o vapor resultante para impulsionar as turbinas. Eles exigem temperaturas fluidas de pelo menos 180 ° C, geralmente mais. Este é o tipo mais comum de estação em operação hoje em dia.
Energia nuclear
A energia nuclear é o uso de reações nucleares que liberam energia nuclear para gerar calor, que mais freqüentemente é usado em turbinas a vapor para produzir eletricidade em uma usina nuclear. No Brasil temos a Angra 1, que é uma usina nuclear situada na Praia de Itaorna, em Angra dos Reis, e foi a primeira usina do programa nuclear brasileiro, que atualmente conta também com Angra 2 em operação, Angra 3 em construção. A usina Angra 3 foi recentemente pauta das notícia devido ao desvio de verbas.
A energia nuclear é extremamente controversa devido aos danos que ela pode causar ao meio ambiente caso aconteça um desastre como foi o caso de Chernobyl, na Ucrânia, que matou mais de 4.000 pessoas de câncer. Dentre outros, o desastre de Fukushima no Japão em 2011 causado por uma tsunami fez com que mais de 200.000 pessoas tivessem de ser removidas da região devido ao perigo de contaminação por radiação.
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Tipos de energia no Brasil
A medida que países vão se desenvolvendo e se industrializando a demanda por energia aumenta. A Alemanha que é o 6° país mais industrializado do mundo, embora possui 1/3 da população que o Brasil possui, tem 33% mais capacidade instalada de energia que nós. A Alemanha possui por volta de 200GWp enquanto o Brasil acabou de alcançar os 152GWp (2017).
O Brasil possui a matriz energética mais renovável do mundo. Mais de 45,3% dos tipos de energia no Brasil utilizados são proveniente de hidroelétricas, biomassa e etanol, eólicas e uma micro participação da fonte Solar Fotovoltaica. As usinas hidrelétricas são responsáveis pela geração de mais de 75% da eletricidade do País. Quando enfrentamos a seca, o que esta cada vez mais frequente, este número cai substancialmente e as poluentes e caras termelétricas são acionadas.
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