{"id":7345,"date":"2021-04-01T08:00:58","date_gmt":"2021-04-01T11:00:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/?p=7345"},"modified":"2021-09-06T04:06:59","modified_gmt":"2021-09-06T07:06:59","slug":"uma-visao-geral-sobre-a-energia-solar","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/2021\/04\/01\/uma-visao-geral-sobre-a-energia-solar\/","title":{"rendered":"Uma vis\u00e3o geral sobre a Energia Solar"},"content":{"rendered":"
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[vc_row][vc_column][vc_column_text]<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Apesar do termo energia solar<\/em> ser empregado quase que exclusivamente na transforma\u00e7\u00e3o direta de energia solar em energia el\u00e9trica ou t\u00e9rmica \u201cpronta para uso\u201d, existem poucas formas de energia que n\u00e3o dependem, ao menos indiretamente, do Sol. Para exemplificar: biomassa \u00e9 resultado do crescimento de plantas, que fazem fotoss\u00edntese e necessitam de luz para tal; as hidrel\u00e9tricas dependem dos rios, que por sua vez mant\u00eam-se fluindo gra\u00e7as ao ciclo da \u00e1gua, no qual o Sol tem o papel de fornecer energia para evapora\u00e7\u00e3o; energia e\u00f3lica necessita de vento, que \u00e9 causado por condi\u00e7\u00f5es clim\u00e1ticas que, adivinha s\u00f3, dependem do Sol. A mais conhecida forma de energia que n\u00e3o depende do Sol \u00e9 a nuclear<\/a>, que prov\u00e9m da energia resultante da fiss\u00e3o de n\u00facleos at\u00f4micos pesados [1].<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Para transformar energia solar em energia el\u00e9trica, por exemplo, precisamos dos famosos pain\u00e9is solares. Um painel solar \u00e9 composto de unidades menores chamadas c\u00e9lulas solares<\/em>. Um c\u00e9lula solar absorve a energia da luz (solar) e a converte em energia el\u00e9trica. Essas c\u00e9lulas s\u00e3o, em sua maioria, feitas \u00e0 base de sil\u00edcio (Si) cristalino; e n\u00e3o somente sil\u00edcio, mas sil\u00edcio dopado<\/strong>, o que significa que s\u00e3o adicionadas impurezas (outros elementos) na estrutura do cristal, e dependendo de quais elementos s\u00e3o, isso transforma o semicondutor em um semicondutor do tipo p<\/em> ou do tipo n<\/em>. Os do tipo n<\/em> (lembrando n<\/em><\/strong>egativo<\/em>) t\u00eam mais el\u00e9trons livres, e os do tipo p<\/em> (lembrando p<\/em><\/strong>ositivo) <\/em>t\u00eam mais aus\u00eancia de el\u00e9trons, o que chamamos de \u201cburacos\u201d [1, 2].<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Para formar a c\u00e9lula solar, juntam-se semicondutores do tipo p<\/em> e n<\/em> e ent\u00e3o conectam-se suas extremidades com um condutor. Quando os f\u00f3tons* vindos do Sol atingem o semicondutor, el\u00e9trons s\u00e3o libertos por efeito fotovoltaico, e devido \u00e0 jun\u00e7\u00e3o P-N dos semicondutores, estes viajam da extremidade de um lado para a do outro por meio do material condutor que liga os dois semicondutores, assim gerando corrente el\u00e9trica [1, 2]. A descoberta do efeito fotovoltaico \u00e9 creditada ao f\u00edsico Alexandre Edmond Becquerel, que descobriu o efeito em 1839 com apenas 19 anos de idade [2].<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Para saber um pouco mais do potencial da energia solar, aqui v\u00e3o alguns fatos: o Sol irradia na Terra 1,73×1017<\/sup> joules de energia a cada segundo na forma de luz, dez mil vezes mais energia do que n\u00f3s usamos [2]; um deserto de tamanho razo\u00e1vel recebe mais energia solar em 6 horas do que a popula\u00e7\u00e3o mundial usa em 1 ano [3]. Mas ent\u00e3o por que n\u00e3o montamos fazendas de pain\u00e9is solares em desertos, instalamos estes em telhados de casas e em tantas outras localiza\u00e7\u00f5es e nos baseamos somente em energia solar para viver? Calma l\u00e1, n\u00e3o se empolgue tanto, pois h\u00e1 muitos desafios a serem superados sobre o uso vi\u00e1vel de energia solar.<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0A energia solar n\u00e3o \u00e9 bem distribu\u00edda pelo planeta e \u00e9 inconsistente, ou seja, n\u00e3o est\u00e1 sempre dispon\u00edvel, afinal, temos dias nublados e, \u00f3bvio, as noites; isso requer maneiras eficientes de transportar e armazenar a energia, e boa efici\u00eancia das c\u00e9lulas solares. A maior efici\u00eancia atingida em c\u00e9lulas solares est\u00e1 em torno de 46%, ou seja, 46% da energia solar \u00e9 convertida em energia el\u00e9trica [2], mas a maior parte dos pain\u00e9is comerciais ainda chegam apenas a 22,6% [4].<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Outro problema \u00e9 que pain\u00e9is solares eficientes s\u00e3o muito caros. Uma alternativa que j\u00e1 foi proposta e desenvolvida \u00e9 o uso de espelhos para focar mais luz em pain\u00e9is solares, aumentando a energia absorvida enquanto mant\u00e9m-se o tamanho do equipamento [5]; isso reduz bastante os custos, mas ainda \u00e9 mais caro comparado a outras formas de energia. Outro problema \u00e9 que, apesar de ter sido usado como exemplo a energia recebida em desertos, pain\u00e9is solares n\u00e3o seriam muito eficientes nesse tipo de ambiente, pois sua maior efici\u00eancia \u00e9 atingida em temperaturas abaixo de 25\u00b0 C, e reduz acima disso.<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Para superar esses desafios, muitas tecnologias e ideias foram desenvolvidas, como: agrovoltaics<\/em>, em que os pain\u00e9is s\u00e3o colocados em terrenos com planta\u00e7\u00f5es, o que ajuda no arrefecimento dos pain\u00e9is; photovoltaic trackers<\/em>, em que sistemas mec\u00e2nicos fazem o painel acompanhar o movimento do Sol, aumentando em at\u00e9 quase 31% os ganhos energ\u00e9ticos; thermal solar power<\/em>, em que se usa um tipo de combust\u00edvel t\u00e9rmico que absorve energia luminosa e a armazena em liga\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas, podendo ser liberada mais tarde na forma de calor; at\u00e9 mesmo janelas fotovoltaicas, com c\u00e9lulas solares transparentes, j\u00e1 s\u00e3o uma realidade [5].<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0N\u00e3o vamos deixar de lado as vantagens da energia solar, \u00e9 claro. Uma das mais percept\u00edveis \u00e9 que a energia pode ser gerada no mesmo local onde ser\u00e1 usada, o que elimina o problema de perda energ\u00e9tica pela transmiss\u00e3o, que pode chegar aos 30% nas linhas de transmiss\u00e3o usadas para outras fontes de energia [1]. O uso de energia solar n\u00e3o emite gases do efeito estufa, o que \u00e9 muito vantajoso no cen\u00e1rio atual de mudan\u00e7as clim\u00e1ticas, al\u00e9m de ser uma fonte renov\u00e1vel de energia. Pelas vantagens dessa fonte, existem diversas iniciativas governamentais de diferentes pa\u00edses para o desenvolvimento desse setor energ\u00e9tico [6]. Aqui mesmo, no Brasil, a startup Insolar<\/em> deu in\u00edcio a um projeto nas comunidades do Rio de Janeiro para instala\u00e7\u00e3o de pain\u00e9is solares e capacita\u00e7\u00e3o dos moradores sobre a tecnologia de tais, findando criar oportunidades de crescimento nessas comunidades [7].<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Entretanto, nem tudo s\u00e3o flores no campo: os pain\u00e9is solares t\u00eam em sua composi\u00e7\u00e3o materiais t\u00f3xicos ao meio ambiente, e os custos para reciclagem desses equipamentos s\u00e3o t\u00e3o altos que ainda hoje n\u00e3o existem empresas que fa\u00e7am tal processo, pois n\u00e3o gera lucro [8].<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Pode-se concluir que mesmo sendo uma alternativa energ\u00e9tica que parece ser t\u00e3o boa, a energia solar ainda possui muitos desafios a serem superados para se tornar algo mais confi\u00e1vel dentro da matriz energ\u00e9tica mundial. Enquanto novas ideias surgem, junto de suas concretiza\u00e7\u00f5es, seguimos esperan\u00e7osos por um futuro mais sustent\u00e1vel e limpo, por um mundo melhor.<\/span><\/p>\n

Texto por:\u00a0<\/strong>Bruno Henrique Lisenko Ribeiro.<\/span><\/p>\n

Refer\u00eancias:<\/span><\/p>\n

[1] Solar Energy<\/em>. SciShow YouTube Channel. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=4uPVZUTLAvA<\/a>>. Acessado em: 28\/03\/2021.<\/span><\/p>\n

[2] How do solar panels work? – Richard Komp<\/em>. TED-Ed YouTube Channel. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=xKxrkht7CpY&list=PLnz0n_OXVqfJ8nuR84XdklgKAtLSYb5rn&index=89<\/a>>. Acessado em: 28\/03\/2021.<\/span><\/p>\n

[3] The beautiful future of solar power | Marjan van Aubel. TED YouTube Channel. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=_lyP_2p5MJc<\/a><\/em>>. Acessado em: 28\/03\/2021.<\/span><\/p>\n

[4] SVARC, Jason. Most Efficient Solar Panels 2021<\/em>. Clean Energy Reviews. <https:\/\/www.cleanenergyreviews.info\/blog\/most-efficient-solar-panels<\/a><\/em>>. Acessado em 29\/03\/2021.<\/span><\/p>\n

[5] 5 Inventions Showing Us the Future of Solar Energy<\/em>. SciShow YouTube Channel. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=XwFB22r9zRo<\/a><\/em>>. Acessado em: 28\/03\/2021<\/span><\/p>\n

[6] HAGY, Bill. Federal Funding Suporting Renewable Energy & Energy Efficiency<\/em>. Solar Today Magazine. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/ases.org\/federal-funding-supporting-renewable-energy-energy-efficiency\/<\/a><\/em>>. Acessado em: 28\/03\/2021.<\/span><\/p>\n

[7] BATISTOTI, Vit\u00f3ria. Startup democratiza acesso \u00e0 energia solar em comunidades e capacita moradores<\/em>. Revista Pequenas Empresas & Grandes Neg\u00f3cios. Dispon\u00edvel em : <https:\/\/revistapegn.globo.com\/Startups\/noticia\/2017\/07\/startup-democratiza-acesso-energia-solar-em-comunidades-e-capacita-moradores.html<\/a>>. Acessado em: 28\/03\/2021.<\/span><\/p>\n

[8] SHELLENBERGER, Michael. If Solar Panels Are So Clean, Why\u00a0 Do They Producen S\u00f3 Much Toxic Waste?<\/em>. Forbes. Dispon\u00edvel em: <https:\/\/www.forbes.com\/sites\/michaelshellenberger\/2018\/05\/23\/if-solar-panels-are-so-clean-why-do-they-produce-so-much-toxic-waste\/?sh=532a1a18121c<\/a>>. Acessado em 29\/03\/2021.<\/span><\/p>\n

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