Glauco Diniz Duarte Viagens – porque a energia solar é pouco utilizada
De acordo com o Dr. Glauco Diniz Duarte, quanto mais cresce a demanda energética da humanidade, mais é preciso pensar em novas formas de supri-la, gerando o mínimo de impactos negativos possível. Começamos a explorar mais intensamente a energia na Revolução Industrial, com o carvão – pouco abundante e bastante poluente. Passamos, a seguir, para os combustíveis fósseis e energia hidrelétrica.
Embora a energia hidrelétrica seja uma forma limpa de energia, ela ocupa e utiliza uma grande área, o que muitas vezes causa desmatamentos. Além disso, necessita de um grande investimento inicial (que é destinado à construção de barragens, eclusas, estações e cabeamentos), depende de uma estrutura de distribuição (fiações, unidades geradoras e instalações domésticas) e ainda está sujeita a fatores climáticos, como o nível dos rios.
Por isso, o convidamos para conhecer melhor a energia solar e tudo que essa alternativa a oferecer, seu funcionamento e vantagens. Preparamos este artigo especialmente para você que quer tirar suas dúvidas sobre o assunto!
O QUE É ENERGIA SOLAR?
Como você já deve saber, a energia solar é uma fonte limpa e renovável de geração de eletricidade através da captação de luz, irradiação e calor. Seu uso tem crescido nos últimos anos e esse tipo de geração de energia tem potencial para se desenvolver ainda mais no Brasil, que é um país muito ensolarado durante a maior parte do ano.
É interessante observar também que o uso da energia solar traz oportunidades de crescimento econômico para regiões semiáridas, onde a incidência de sol é ainda maior do que nas demais. Essa possibilidade traz ainda um grande impacto social e financeiro, por serem essas regiões historicamente mais pobres e onde as frequentes secas encarecem a conta de luz convencional (geralmente de origem hídrica).
Outra grande vantagem é que energia solar pode ser gerada através de variados sistemas de captação — dos quais trataremos em detalhe mais adiante neste artigo —, que, essencialmente, convertem a energia solar em outra forma de energia: elétrica, térmica ou heliotérmica.
Qual o diferencial da energia solar em relação a outras energias limpas?
Conforme apontamos no começo deste conteúdo, a energia hidrelétrica, atualmente a mais utilizada na maioria dos países, pode ser considerada limpa, mas tem custos elevados com manutenção e distribuição e causa impactos ambientais indiretos.
Como fontes de energia limpa, pode-se citar ainda a eólica e a geotérmica. A primeira utiliza um aerogerador acoplado a um grande catavento, posicionado em regiões em que as condições climáticas sejam favoráveis. Entretanto, suas instalações ocupam uma quantidade significativa de espaço e dependem das condições climáticas para funcionar.
Já a energia geotérmica é pouco abundante, pois depende de fatores específicos, como áreas de gêiseres ou escavações de, no mínimo, cem metros para atingir zonas com calor significativo.
Devido a essas características, ambas possuem pouco incentivo econômico para serem desenvolvidas em maior escala.
Ao contrário dos ventos favoráveis e do calor proveniente do interior da Terra, o sol é uma fonte extremamente abundante. Mesmo em dias nublados, dependendo do tipo de captação energética, ainda é possível ter um bom aproveitamento.
Deve-se observar ainda que, entre as quatro formas de geração de energia elétrica mencionadas até este momento, somente a energia solar fotovoltaica pode ser gerada em sua própria casa ou empresa, com investimento relativamente baixo de transmissão pelo sistema on-grid ou com um custo zero de transmissão se for pelo sistema off-grid, que porém ainda não é a solução ideal devido ao alto custo de implantação, limitações do sistema e alto custo de manutenção. Mais adiante, explicaremos melhor esses dois formatos.
COMO FUNCIONA A ENERGIA SOLAR?
Existem diferentes tipos de sistema de captação e conversão de energia solar: o fotovoltaico, o de aquecimento solar e o heliotérmico (este último é o único que não pode ser usado em residências). No próximo tópico, falaremos sobre cada um desses sistemas.
Quando você opta pela instalação de um sistema de energia solar fotovoltaico, seu relógio de luz é substituído pela concessionária de energia por um relógio bidirecional. Ele passa a medir tanto a energia que entra em seu estabelecimento através da rede elétrica; por exemplo, a noite quando não tem sol; e também a que é injetada na rede da concessionária, que é a energia que não é consumida no momento da geração do sistema solar fotovoltaico em sua residência ou outro estabelecimento que aqui chamamos de “excedente”. Isso acontece porque, caso seja gerada mais energia do que você usa, você recebe um crédito de energia da rede convencional. Este crédito, ou energia gerada não consumida no momento, fica disponível para o seu uso, em períodos de menor geração, pode até 5 anos.
Deve-se frisar que não se trata de venda de excedente de energia, uma prática proibida no Brasil. É apenas um sistema de compensação de energia, regulamentado pela resolução 482/2012 da Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica), órgão que cria diretrizes para o setor.
Além dos usos particulares, pode-se mencionar também o uso de energia solar em redes de iluminação pública, principalmente em estradas e rodovias, que possuem pequenos painéis acoplados acima das lâmpadas, responsáveis por captar a radiação do sol, armazená-la e usá-la durante a noite.
COMO FUNCIONAM OS TRÊS SISTEMAS DE ENERGIA SOLAR?
Conforme mencionado acima, existem três tecnologias diferentes que permitem a utilização da energia solar em residências, estabelecimentos comerciais, propriedades rurais e/ou na indústria.
4.1. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
Esta é a forma mais comum e mais viável de uso de energia solar em residências e comércios.
Sua captação e geração dependem dos seguintes elementos:
placas solares: confeccionadas em materiais semicondutores, como silício, são as principais peças do sistema, pois servem para captar a energia gerada através da luz do sol. Apesar de comumente serem colocadas em telhados, podem também ser instaladas no chão ou em fachadas. Caberá ao profissional responsável pela instalação identificar qual local reúne as condições adequadas, como altura e ângulo de incidência;
inversor solar ou inversor de frequência: após a energia ser captada pelas placas solares, é causada uma agitação de elétrons. Forma-se, então, uma corrente elétrica contínua, que é transformada pelo inversor em corrente alternada, ou seja, energia elétrica consumível por aparelhos elétricos comuns ou de grande porte;
estrutura de fixação: é uma parte fundamental do sistema. Pode ser instalado tanto nos telhados como em montagem sobre o chão. Geralmente feita de alumínio ou aço inoxidável, . Para evitar danos ao painel ou rendimento abaixo do ideal na captação, é fundamental que a estrutura seja compatível com as placas solares e que seja instalada corretamente, pois deve ser firme o suficiente para aguentar ventos fortes e tempestades;
cabos e conectores: intermedeiam os demais elementos do sistema, transportando a corrente de forma adequada.
As placas fotovoltaicas convertem a energia solar captada diretamente em energia elétrica e podem ou não ter uma bateria acoplada, com a finalidade de armazenamento. São os chamados sistemas on-grid (“na rede”, em tradução literal) e off-grid (“fora da rede”).
Os sistemas fotovoltaicos on-grid são os mais utilizados em todo o mundo e também os mais viáveis financeiramente. Eles se conectam à rede elétrica convencional e respondem por até 95% do consumo total de energia da casa. Em alguns casos, o valor da conta de luz pode ser próximo de zero, pagando-se somente o custo mínimo de disponibilidade.
Já o sistema off-grid não se conecta à rede e precisa estocar energia, utilizando bateria com capacidade de armazenamento. Isso eleva bastante seu custo, além de muita manutenção por conta das baterias, tornando-o muito menos utilizado.
4.2. ENERGIA FOTOTÉRMICA OU DE AQUECIMENTO SOLAR
Sabe quando, nos meses mais frios, a conta de luz aumenta devido aos praticamente inevitáveis banhos quentes? Esse tipo de captação e conversão de energia solar minimiza esse problema.
O foco é o aquecimento de água, seja em casas, prédios, comércios ou indústrias.
O sistema de aquecimento solar também utiliza painéis solares do tipo coletor solar térmico, para coletar a energia térmica da radiação solar e transferir para a água, deixando-a aquecida e que será armazenada em um reservatório térmico, que manterá a sua temperatura até o momento da utilização.
Estes painéis são geralmente fabricados em cores escuras, o que aumenta a absorção
Ao contrário dos painéis de energia fotovoltaica, as placas coletoras com a finalidade de gerar energia térmica são fabricadas em cobre ou alumínio, que são ótimos condutores de corrente.
O tamanho do reservatório e a área de coletores solares térmicos (placas solares de aquecimento) necessários para o sistema de aquecimento solar variam de acordo à quantidade de água quente utilizada na residência.
O reservatório térmico tem capacidade de armazenar calor para ser utilizado durante a noite ou em dias nublados. Mas, caso seja insuficiente, há uma parte do sistema chamada de apoio energético, que é responsável por conectar o sistema de energia solar a uma fonte secundária de aquecimento, seja a rede elétrica convencional ou o sistema de gás, para que a água possa ser aquecida mesmo que as condições não sejam favoráveis à captação de radiação solar.
Essa tecnologia para aproveitamento de energia solar pode ser utilizada em qualquer lugar: casas, comércios, pequenas indústrias e prédios. Como desvantagem, pode-se citar que é um sistema que depende muito da rede convencional, tem um considerável desgaste natural e manutenção em poucos anos e também ocasiona um aumento significativo na conta de água.
4.3. ENERGIA HELIOTÉRMICA
Esse método é utilizado somente em processos industriais, por ser mais complexo do que os outros. A energia do sol é acumulada em um único ponto, um receptor, geralmente constituído por espelhos (os concentradores) em uma torre alta.
Assim como no caso da energia fototérmica, a radiação solar é absorvida e pode ser armazenada. A seguir, também passa por duas transformações: primeiro em energia mecânica, depois em energia elétrica.
O funcionamento é parecido com o de uma usina termoelétrica, que gera energia elétrica através da queima de combustíveis orgânicos (bagaços, gás natural, carvão vegetal), aquecendo uma grande quantidade de água e gerando quantidade de vapor suficiente para mover turbinas. A termoelétrica é muito utilizada em países de baixo potencial hidráulico.
QUAIS AS VANTAGENS RELACIONADAS AO USO DA ENERGIA SOLAR?
Nesse tópico, apresentaremos alguns benefícios comprovados de uso de energia solar em residências, prédios, indústria ou comércio. Confira.
5.1. ECONOMIA DE DESPESAS
Nos sistemas fotovoltaicos, a conta, em muitos casos, pode chegar quase a custo zero de consumo, sendo a melhor opção hoje existente para economia de energia elétrica. Para o sistema fototérmico, que atua de maneira complementar à energia tradicional, a redução do preço da conta não é tão significativa, porém é uma opção para reduzir custos na conta de energia.
5.2. PRESERVAÇÃO AMBIENTAL
Sabemos que um dos maiores problemas ambientais atualmente é a alta demanda de energia elétrica, que, em geral, depende de grandes áreas e intervenções na natureza para ser gerada.
A energia solar é abundante, silenciosa, renovável e não poluente. Sua captação não causa desmatamentos ou outros impactos na natureza, nem depende de processos químicos nocivos. Além disso, as placas de captação de radiação solar são feitas de materiais que podem ser reciclados, no fim de sua vida útil.
Ou seja, o processo de geração de energia solar é limpo do início ao fim. Nenhuma outra forma de geração de energia é tão sustentável quanto essa.
5.3. MENOR CUSTO DE INSTALAÇÃO E MANUTENÇÃO
As placas fotovoltaicas, em particular, não exigem muita manutenção, demandando somente uma limpeza simples. Além disso, o kit de captação solar, quando bem instalado e limpo com frequência, tem uma vida útil muito longa, podendo ser por mais de 35 anos.
5.4. MENOS PREOCUPAÇÃO COM RACIONAMENTO DE ENERGIA
Quando há racionamento de energia devido aos baixos níveis dos reservatórios de água, geralmente são estabelecidas tarifas extras para quem ultrapassa determinada cota. São as chamadas bandeiras amarela, vermelha 1 e vermelha 2, e em alguns casos, até importação de energia elétrica de outros países.
As bandeiras tarifárias indicam se os reservatórios de água estão baixos, reduzindo a atividade das usinas hidrelétricas. Quando são aplicadas bandeiras, é preciso reduzir o consumo, pois o preço do quilowatt-hora ficará mais caro.
Quando se chega à bandeira vermelha 2, isso significa que parte da energia elétrica da rede convencional está sendo gerada por usinas termoelétricas, que tem um alto custo para produção de energia elétrica, por isso, o quilowatt-hora pode custar até cinco vezes mais, fora os impactos ambientais associados à construção e operação das mesmas, que ocorre principalmente devido à queima de combustíveis fósseis.
Se você tiver placas fotovoltaicas instaladas em casa, não é preciso se preocupar com isso, pois seu consumo proveniente da rede convencional é mínimo, já que cerca de até 95% da eletricidade necessária vem da energia solar.
5.5. MELHORIA DA REPUTAÇÃO E IMAGEM DA EMPRESA OU MARCA
Como a energia solar é uma fonte alternativa de energia limpa também para indústrias e comércios, a imagem da empresa se fortalece e se destaca, principalmente junto ao público que prioriza a responsabilidade socioambiental.
5.6. DISPONIBILIDADE EM QUALQUER CANTO
Mesmo em locais remotos, a energia solar fotovoltaica pode ser utilizada, onde o fornecimento de eletricidade não existe ou inexiste linhas de transmissão capazes de levarem energia elétrica da rede da concessionária de energia. Neste caso, é preciso utilizar um sistema fotovoltaico off-grid, lembrando porém que o seu custo de instalação e manutenção é muito mais alto que um sistema on-grid, mas é uma opção para estes tipos de situações.
5.7. TRANSFORMAÇÃO SOCIOECONÔMICA
Conforme já mencionamos acima, a energia solar tem enorme potencial econômico e de transformação social.
Pode, por exemplo, gerar milhares de empregos no setor, considerando os mais diversos tipos de atividades, pois demanda a atuação de especialistas em instalação, engenheiros, eletricistas, vendedores, etc.
Esses benefícios são significativos, principalmente para a população de regiões que são simultaneamente mais áridas e menos desenvolvidas, o que é bastante comum no Brasil.
QUAL A MANUTENÇÃO NECESSÁRIA?
A manutenção dos sistemas solares consiste, em geral, na limpeza dos seus componentes, para que o acúmulo de poeira, poluição e outras partículas presentes no ar não diminua o rendimento dos painéis captadores.
Normatizações internacionais orientam que essa limpeza deve ser feita de 6 em 6 meses, pois, em geral, a própria chuva já se encarrega de manter os painéis limpos o bastante para não comprometer a captação de radiação solar.
Entretanto, em época de seca, em regiões muito poluídas e ruas com muito movimento de veículos, a limpeza precisa ser feita com mais frequência.
Porém sua manutenção é simples na maioria dos casos, pois devem ser lavados somente com água abundante e sabão neutro. Jamais use produtos abrasivos e que deixam manchas, pois interferem na captação. É preciso ter cuidado especial com as placas de energia fototérmica, que são muito mais frágeis, ao contrário das placas fotovoltaicas que tem uma resistência incrível.
Dê preferência a fazer a limpeza no início da manhã, no fim da tarde ou em dias mais frios ou nublados. Isso porque a forte incidência de sol fará com que a água evapore mais rápido, diminuindo a eficácia da limpeza.
Não suba no telhado se não tiver o equipamento necessário para proteção. Aliás, em caso de lugares altos e difíceis de alcançar, não hesite em contratar um profissional capacitado (inclusive quanto a normas de segurança) para realizar o serviço. Assim, você preza pela sua segurança e pela integridade do seu painel solar. Afinal, esse é praticamente um dos únicos gastos que você terá para manter seu sistema funcionando na capacidade máxima.
O painel fotovoltaico, como dissemos acima, pode durar por mais de 35 anos e tem garantia padrão de eficiência, ou seja, de desempenho de 25 anos funcionando com 80% de seu desempenho original.
A ENERGIA SOLAR É INEFICIENTE?
A resposta depende do ponto de vista.
É importante considerar que o sol é uma fonte inesgotável e que, portanto, há uma enorme quantidade disponível da energia por ele emitida, especialmente em locais quentes e secos.
Embora o investimento seja maior, é importante notar que em comércios e indústrias, mesmo que de pequeno porte, a conta de luz costuma representar um gasto de milhares de reais por mês. Assim, há um retorno em médio prazo do valor investido na compra e instalação do sistema.
Além de tudo isso, deve-se ainda considerar que, no caso do sistema off-grid, em dias mais ensolarados a captação de radiação solar pode ser maior que o consumo de energia elétrica, ocasionando armazenamento de energia para uso futuro (via bateria).
Através dessas reflexões, pode-se concluir que a energia solar só é pouco eficiente em locais onde o sol é mais escasso, o que não ocorre em nenhuma região do Brasil.
QUAL O MELHOR SISTEMA DE ENERGIA SOLAR?
É preciso considerar suas necessidades, mas, em geral, é melhor adotar o sistema fotovoltaico on-grid, que tem um custo-benefício excelente. Ele é melhor que o sistema fototérmico, pois gera energia elétrica e não somente calor.
O uso do sistema off-grid somente é ideal para quem mora em regiões onde não há nenhum fornecimento de energia elétrica convencional, pois seu custo é muito mais alto que o on-grid e a vida útil das peças é menor. Nesse caso, serve para substituir geradores a diesel, que são caros e poluentes.
O sistema on-grid é barato e eficiente. Sua única desvantagem é que, por ser conectado à rede elétrica da rua, deixa de funcionar caso a rede seja interrompida por algum motivo.
Concluindo, tanto os sistemas fotovoltaicos on-grid e off-grid quanto o fototérmico servem para todos os tipos de imóveis — casas, comércios, pequenas indústrias e apartamentos. Mas o sistema on-grid é hoje a melhor solução para energia elétrica, pois pode diminuir a conta em mais de 95% (dependendo do caso).
COMO É FEITA A INSTALAÇÃO?
Lembre-se de que, em todos os casos, é preciso solicitar autorização da companhia de energia elétrica convencional de sua região. Mas esse pedido deve ser feito pela empresa responsável pela instalação e manutenção do sistema de energia solar, pois depende de um parecer técnico, que só pode ser emitido por um engenheiro elétrico.
Além de escolher criteriosamente o tipo de sistema que será adotado em sua casa ou negócio, é preciso estar atento também à qualidade do equipamento que será utilizado (que é um bem de valor significativo) e do serviço. Geralmente, a empresa que fornece o produto é a mesma que realiza a instalação, qualquer manutenção necessária e a venda e troca de peças de reposição.
Atualmente, existe a opção de financiar a compra de um sistema de energia solar, o que é uma opção para muitas pessoas e mais interessante ainda para pequenos e grandes negócios, pois é um investimento que terá um retorno relativamente rápido e já existem diversas linhas de financiamento para pessoas jurídicas, inclusive propriedades rurais que tem as melhores taxas, onde os clientes praticamente trocam o custo que eles tem com energia elétrica por uma prestação de um financiamento no mesmo valor, e em alguns casos, até mais barato que o custo atual de energia mensal.
A instalação dos painéis solares é simples, apesar de precisar ser feita por profissionais. Geralmente é feita em um ou dois dias, dependendo da facilidade de acesso ao telhado e do tamanho do sistema solar.
No Brasil, a maioria das casas possui telhados com inclinação de 15 graus, ideal para uma boa incidência de luz solar nas placas. A instalação também pode ser feita em telhados de maior inclinação — do tipo que propicia o escorrimento de neve, típico de países frios —, mas o aproveitamento pode ser um pouco menor.
