Resumo de Física - Energia Solar

A energia solar é uma energia renovável obtida a partir da radiação solar que pode ser utilizada como fonte direta de energia para aquecimento ou para produzir eletricidade.

Há diferentes tecnologias que são usadas para o aproveitamento da energia solar, das quais destacam-se os processos heliotérmico e o fotovoltaico. No sistema heliotérmico, a radiação é convertida em energia térmica e em seguida em elétrica; já no fotovoltaico a radiação solar é convertida diretamente em energia elétrica.

A captação da energia solar através do processo heliotérmico consiste no aproveitamento da radiação solar para o aquecimento de líquidos ou gases. Os equipamentos mais utilizados para este tipo de aproveitamento são os coletores e concentradores solares.

No processo fotovoltaico, a energia é gerada através da conversão direta da radiação solar em eletricidade. Essa conversão é feita por meio de células fotovoltaicas, constituídas geralmente por silício.

Tecnologias solares

As tecnologias solares, de modo geral, são caracterizadas como ativas ou passivas, a depender da forma de captura, conversão e distribuição de energia solar.

Entre as técnicas solares ativas estão o uso de painéis fotovoltaicos, concentradores solares térmicos das usinas heliotérmicas e os aquecedores solares.

Já as técnicas solares passivas consistem na orientação de prédios e residências para o sol, na seleção de materiais com massa térmica favorável ou propriedades translúcidas e em projetar espaços que façam o ar circular naturalmente.

Tipos de energia solar

Considerada uma das mais limpas formas de produção de energia, a luz do sol pode gerar dois tipos de energia: energia térmica e energia elétrica.

Na captação de energia térmica, os coletores solares são instalados em telhados, nos quais a radiação solar é absorvida e empregada no aquecimento da água para fins domésticos e industriais.

 Além disso, é possível obter energia elétrica a partir da energia térmica, através de usinas solares térmicas que concentram calor para gerar vapor. O vapor gerado pelos concentradores acionam uma turbina atrelada a um gerador, que produz energia elétrica.

A energia elétrica é gerada diretamente pelos painéis fotovoltaico. Eles são compostos por um conjunto de células fotovoltaicas que produzem uma pequena corrente elétrica à medida em são atingidas pela luz do sol.

A corrente elétrica é transferida para outros componentes do sistema, podendo ser usados sistemas ligados à rede elétrica ou armazenada em baterias.

Como funciona 

Em uma superfície normal em ângulo reto com o Sol, a Terra recebe 1 410 W/m² de energia. Desse total, cerca de 19% é absorvido pela atmosfera e aproximadamente 35% sofre refração nas nuvens.

Durante a passagem pela atmosfera a energia solar se encontra na forma de luz visível e luz ultravioleta. A radiação solar, em conjunto com outros recursos secundários, são responsáveis por grande parte da energia renovável disponível na Terra.

A luz solar absorvida pelos oceanos e as massas de terra são responsáveis por manter a temperatura média do planeta. A fotossíntese das plantas verdes transforma a energia solar em energia química, que produz alimentos, madeira e biomassa.

Apesar de ser aproveitada em diferentes níveis em todo o mundo, apenas uma pequena parte da energia solar disponível é utilizada. Cabe ressaltar que quanto mais perto do equador, mais radiação solar pode ser potencialmente captada para produção de energia.

Vantagens e desvantagens

Estudos revelam que o desenvolvimento de tecnologias de fontes de energias acessíveis, inesgotáveis ​​e limpas terá enormes benefícios a longo prazo. Além de possibilitar o aumento da segurança energética, o uso da energia solar contribui com a redução da poluição e com os custos de mitigação das mudanças climáticas, mantendo os preços dos combustíveis fósseis mais baixos.

Entre as principais vantagens, estão:

  • É uma fonte de energia renovável, limpa e barata;
  • Tem recebido investimentos em tecnologia para se tranar mais barata ela se tornará;
  • As usinas solares permitem o armazenamento de energia excedente que não foi aproveitada, para usar quando necessário;
  • Possibilidade de instalação em regiões distantes ou isoladas;
  • Pouca necessidade de manutenção.

As desvantagens do uso dessa fonte de energia são:

  • Custos elevados das placas solares, o resulta em pouca adesão seu uso;
  • Exigência de haver boa insolação, uma vez que se houver vários dias sem sol a energia não pode ser captada;
  • Necessidade de grande quantidade de matéria-prima para fabricação de equipamentos, como o silício, o que demanda um grande número de recursos.
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