1. INTRODUÇÃO
A energia que chega à Terra pela radiação do Sol é equivalente a mais ou menos 10 mil vezes o consumo anual de energia elétrica. Essa energia pode ser captada por meio de painéis de silício (energia fotovoltaica) e até por meio de materiais recicláveis (aquecimento de água). Porém, é uma energia ainda pouco aproveitada, devido ao alto custo de instalação das placas de silício. Os principais países produtores de energia solar são: Japão, Estados Unidos e Alemanha (países com maior desenvolvimento tecnológico e econômico).
A energia solar pode ser considerada uma energia limpa, pois não contribui para o aquecimento global, não produz resíduos tóxicos, não polui o meio ambiente, e não necessita de geradores ou turbinas para ser aproveitada.
Poderia ser bem aproveitada no Brasil, que é privilegiado devido à sua localização geográfica, mas isso não é possível por causa dos elevados custos de implantação e manutenção e por que o país não é suficientemente desenvolvido para atender a demanda de toda a população.
2. JUSTIFICATIVA
Escolhi a energia solar porque é uma das mais próprias para uso no Brasil, seja para gerar eletricidade ou para aquecer a água. O sol é uma estrela que fornece luz e calor para nós por mais ou menos 12 horas por dia, gratuitamente e inesgotavelmente, e essa luz e esse calor podem ser aproveitados, sendo uma energia ecologicamente correta; sem falar na redução de custos com energia elétrica.
3. ENERGIA FOTOVOLTAICA
É a energia proveniente do sol captada por painéis, que são constituídos de módulos fotovoltaicos, baterias e controladores de carga. É o tipo de geração de energia que mais vem crescendo nos últimos anos, desde 2003, com um índice superior a 50% ao ano.
No Brasil, o desenvolvimento da energia fotovoltaica é bastante favorável, devido à sua localização geográfica, principalmente. Porém, existe um atraso por parte do país nessa área em relação à outras nações, por causa dos altos custos de instalação e reparo e a demanda populacional é grande.
3.1. Como funciona
Os módulos fotovoltaicos são construídos de pastilhas de silício monocristalino, que convertem a energia da luz solar diretamente em energia elétrica. As baterias armazenam a energia captada pelos módulos, e com o auxílio delas, os consumidores podem usar a energia durante o período noturno e em dias chuvosos. Os controladores de carga servem para preservar as baterias, reforçando a sua vida útil.
3.2. Produção de silício no Brasil
O silício é o segundo elemento químico mais abundante na crosta da Terra, perdendo apenas para o oxigênio. O problema é que o Brasil extrai o elemento na forma impura, o chamado silício metalúrgico, e exporta à nações da União Europeia, EUA e Japão por aproximadamente 2 dólares o quilo; e importa o mineral de alta pureza por 60 dólares o quilo, para uso na indústria eletrônica.
" Indústrias brasileiras têm sido compradas por empresas norte-americanas para transformar o silício metalúrgico em silício de alta pureza. Do ponto de vista estratégico para o país, isso é um desastre”. Paulo Roberto Mei, do Departamento de Energia de Materiais, da Unicamp (SP).
O silício, além de ser usado na indústria eletrônica e na produção de painéis solares, também é usado na indústria de semicondutores, que são sólidos cristalinos com condutivi- dade térmica média, ou seja, estão entre os condutores (metais) e isolantes. Podem ser tratados quimicamente para conduzir ou não correntes elétricas.
3.3. Células fotovoltaicas orgânicas
Atualmente, a média mundial de eficiência das células de silício monocristalino é de aproximadamente 14%, e as melhores do mercado não chegam a 20%, e os custos de produção e manutenção tornariam inviável o uso em massa dessa energia.sim, está em desenvolvimento uma pesquisa de fabricação de células solares orgânicas, que ainda não apresentaram resultados eficientes, mas que podem melhorar ainda mais a geração de energia fotovoltaica.
" A nova geração de tecnologia das células solares orgânicas é de fácil processamento, baixo custo de fabricação e muito versátil. Eles ainda não apresentaram eficiências energéticas aceitáveis, mas as pesquisas vêm se desenvolvendo rapidamente. É preciso um mecanismo para coordenar os vários grupos de pesquisa no Brasil a fim de viabilizar a fabricação desses dispositivos para torná-los mais eficientes na aplicação". Roberto Mendonça Faria, do Instituto de Física da USP.
3.4. Curiosidades
Entre todas as formas de energia limpa, a fotovoltaica ainda é a mais cara, mas é a solução para áreas mais afastadas em que a eletricidade ainda não chegou.
A Terra recebe mais ou menos um quintilhão e meio (1,5 x 1018) de quilowatts-hora (kWh) de energia do sol por ano; e menos de um milionésimo dessa energia poderia suprir em um ano 54% do petróleo nacional, duas vezes a energia obtida pela queima de carvão mineral e quatro vezes a energia gerada por uma usina hidrelétrica.
Foi aprovado em 2009 um projeto que isenta o imposto de importação de painéis solares com células fotovoltaicas, o que possibilitou que todos os estádios da copa de 2014 tenham painéis solares para utilização da energia fotovoltaica, com um custo reduzido.
As maiores usinas de geração de energia solar no mundo são a de Sepra (Portugal) e Hemau (Alemanha).
No Brasil, já foram vendidos mais de 50 mil painéis solares, que geralmente podem ter uma autonomia de
4. AQUECIMENTO ECOLOGICAMENTE CORRETO
Outra forma de aproveitar a energia proveniente do Sol é o uso de aquecedores solares, que servem para aumentar a temperatura da água para ser consumida. Além de ser uma alternativa de energia ecologicamente correta, pode aproveitar-se do uso de materiais recicláveis, como garrafas pet e caixas de leite longa vida, tornando-a barata.
4.1. Como funciona
O funcionamento de um aquecedor solar de água se dá pelo processo denominado Termossifão. As partes básicas do aquecedor solar de água são indicadas por:
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1- Placas ou coletores solares: são geralmente implantadas nos telhados das casas, e absorvem a energia do sol, aquecendo a água que circula em sua parte interna. Usualmente, essas placas têm uma cor escura, para facilitar a absorção de calor.
2- Boiler: é instalado dentro do telhado, e armazena a água aquecida pelas placas solares, deixando-a quente até a hora do consumo.
3- Caixa d’água: é uma caixa d’água fria normal, encontrada em qualquer casa. Serve para abastecer o boiler e os pontos de consumo de água fria na casa.
4- Apoio elétrico: é composto por um controlador de temperatura e resistência elétrica que aquece a água do boiler com energia elétrica em dias chuvosos e durante à noite.
5- Suspiro: Alivia a pressão no boiler quando este está superaquecido.
6- Canos de água fria: ligam o boiler às placas, levando água fria a elas.
7- Canos de água quente: ligam as placas ao boiler, levando água quente a este.
8- Canos de consumo: a água quente armazenada no boiler sai por estes canos para os pontos de consumo.
9- Canos fornecedores: ligam a caixa d’água ao boiler, fornecendo a este água fria.
Em resumo, o processo de Termossifão acontece por: a caixa de água fria, pelos canos fornecedores, abastece o boiler, que manda essa água fria para as placas solares, por meio dos canos de água fria. As placas absorvem o calor do sol e aquecem a água, que, pelos canos de água quente, volta ao boiler, onde é armazenada. O boiler é um isolante térmico, conservando a água aquecida, que fica ali até o momento do consumo.
4.2. Curiosidades
Utilizando
Os aquecedores solares com garrafas pet e caixas de leite longa vida têm praticamente a mesma eficiência das placas de aquecimento solar, mas com um custo de praticamente zero. Para fazer um mini-aquecedor solar são necessárias somente 50 garrafas pet e 40 caixas de leite longa vida. Podem durar até 5 anos.
5. EMISSÃO TERMIÔNICA
É um processo recentemente descoberto por pesquisadores da Universidade de Stanford, EUA, que capta simultaneamente o calor e a luz do Sol para gerar energia elétrica. Tem potencial para produzir eletricidade com mais do que o dobro da eficiência das maneiras atuais.
Foi chamado de Emissão Termiônica de Fótons Otimizada, ou células PETE (Photon Enhanced Thermionic Emission). A célula PETE se destaca pelo bom funciona- mento em elevadas temperaturas, o que permite que a luz e o sol sejam absorvidos ao mesmo tempo, distintamente das células fotovoltaicas de silício, que perdem eficiência ao aumentar a temperatura.
O novo dispositivo une em um só componente o mecanismo quântico das células solares (os elétrons são excitados pelos fótons) com o mecanismo termal (que usufrui da luz solar como fonte de energia termal para gerar eletricidade). Esse componente tem base na emissão termiônica de elétrons foto-excitados em um material semicondutor, funcionando em alta temperatura.
Já que as células fotovoltaicas de silício coletam apenas uma parte da luz solar, com o restante formando calor, os pesquisadores tentaram achar um jeito de juntar as células solares com a tecnologia da conversão térmica. Revestiram o material semicondutor com uma fina camada de césio, o que tornou o material capaz de utilizar a luz e o calor para a geração de eletricidade.
" O que nós demonstramos é um novo processo físico que não é baseado nos mecanismos fotovoltaicos conhecidos, mas que é capaz de dar uma resposta fotovoltaica sob temperaturas muito altas [...] Na verdade, ele funciona melhor em temperaturas mais elevadas. Quanto mais alta a temperatura, melhor”. Nick Melosh, pesquisador da universidade de Stanford, EUA.
Melosh estima que o processo de geração de energia solar com células PETE pode chegar a 50% de eficiência, quase o triplo da eficiência das melhores células fotovoltaicas de silício. E com o material adequado, o arseneto de gálio (GaAs), a eficiência pode atingir 60%.
6. CONCLUSÃO
Analisando o que foi escrito neste trabalho, pode-se concluir que o ser humano pode aproveitar e muito a energia do sol, que é contínua e de graça, e não agride o ambiente em que vivemos. E que, no Brasil, se pode fazer um grande investimento na produção de ener-gia solar, já que o país tem áreas propícias para o desenvolvimento desse tipo de energia.
7. BIBLIOGRAFIA
2 - http://www.educacional.com.br/enem/simulados2010enem/cn/q27.asp
3 - http://ambientes.ambientebrasil.com.br/energia/energia_solar/energia_solar_e_o_meio ambiente.html
4 - http://www.suapesquisa.com/o_que_e/energia_solar.htm
5 - http://www.aquecedorsolaragua.com.br/como-funciona-aquecedor-solar.html
se ajudar em alguma coisa, por favor comente...
20 - 08 - 2010.
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