Apesar das evidentes vantagens da energia solar, há ainda críticos que defendem que esta é uma maneira cara e ineficiente de substituir a energia obtida atualmente pela queima dos combustíveis fósseis. Porém avanços recentes em tecnologia fotovoltaica têm aumentado sua eficiência e reduzido o tamanho da área necessária para a instalação dos painéis solares.
É um fato que a energia solar tem atendido cada vez melhor nossa demanda por energia. Assim, os avanços atuais têm levantado uma questão no mínimo curiosa: poderia o mundo ter sua eletricidade sendo gerada somente por meio da radiação solar?
A estimativa para o esgotamento de nossas reservas de combustíveis fósseis não supera 100 anos. Além disso, sua utilização gera impactos negativos ao meio ambiente ao causar danos irreversíveis à camada de ozônio (amplificando o aquecimento global), e também por oferecer riscos a partir de possíveis contaminações ambientais durante o transporte de grandes quantidades deste tipo de combustível. Os gases provenientes de sua queima acarretam em efeitos adversos à saúde humana, e além dos fatores ambiental e de saúde pública, há também o efeito econômico: combustíveis fósseis são recursos finitos e não reutilizáveis, já que são exauridos logo no primeiro uso.
A energia solar que atinge uma milha quadrada (que equivale a quase 2,5 quilômetros quadrados) equivale à energia gerada por quatro milhões de barris de combustível fóssil. Em um período de 40 minutos, a energia que atinge o planeta seria capaz de atender a demanda mundial por energia durante um ano.
Em um ano, a atmosfera terrestre absorve cerca de 3,9 milhões de exajoules, o que significa 7800 vezes a demanda de energia de 2013, que foi estimada em 500 exajoules (ou 500 sextilhões de joules).
É previsto um aumento de 53% na demanda mundial por energia entre 2010 e 2040, o que totalizaria um valor ainda inferior ao total absorvido pela atmosfera terrestre durante um ano.
A forma mais comum de geração de energia a partir da luz do sol é pela utilização de células fotovoltaicas sensíveis à radiação solar, que a convertem em energia elétrica.
Ao fazer a cobertura de uma área de 366,375 quilômetros quadrados com células fotovoltaicas, poderia ser obtida energia suficiente para a demanda mundial anual por energia. Essa área corresponde ao tamanho aproximado da Alemanha, ou então 0,2% da superfície do planeta que é coberta por terra.
Há diferentes tipos de painéis que podem ser utilizados. Cada um apresenta diferentes aplicabilidades e eficiências na conversão de energia.
O Painel Fotovoltaico de Silicone possui baixa eficiência na conversão de energia, sendo ela de 15%. Isso significa que apenas 15% da energia radioativa recebida é transformada em eletricidade. Por esse motivo, para suprir a demanda anual mundial de energia é necessária a instalação desses painéis em uma área muito grande, de aproximadamente 662,4 km², maior que a combinação da Espanha e Portugal.
Já o Painel de Membrana Fina de Células Fotovoltaicas é mais barato e mais fácil de ser produzido. Apresenta maior eficiência de conversão energética (19,2%), e assim ocuparia uma área menor (mas ainda significativa) para suprir a demanda, sendo ela de aproximadamente 507,5 km² (maior que a Tailândia).
O Painel de Células Fotovoltaicas Concentradas apresenta maior eficiência na conversão de energia que os tipos anteriores, atingindo os 31,8%. Utiliza sensores para a focalização da radiação solar nas células fotovoltaicas, e ocupa a menor área dentre os três (cerca de 312,4 km²).
Em suma, a energia solar oferece vantagens e desvantagens, pois, independente do tipo de painel escolhido, cada uma das tecnologias apresentadas requer uma área superficial grande para que sejam implementadas de forma a atender a demanda anual mundial por energia.
Os painéis, se instalados em cinco mil lugares diferentes com cerca de 25 a 30 painéis por país, poderiam alcançar uma solução efetiva para a demanda de energia. Porém, muitos países não possuem área suficiente para a implantação dos painéis de células de silicone nem para os de células fotovoltaicas concentradas, restando os de membrana fina como única opção.
O ideal para a utilização dos outros dois tipos de painéis são desertos inabitados por possuírem área e taxa de incidência de radiação amplas. Dos maiores projetos atualmente em construção, oito deles se situam na Califórnia, Arizona e Nevada.
O Brasil faz sua parte! A Associação Brasileira de Energia Solar (Abens), desde sua inauguração em 1978, tem promovido a divulgação e o incentivo dos estudos no ramo da energia solar no país. Fique de olho nas notícias e datas dos próximos eventos a serem realizados através do site.
As projeções são feitas com base em uma estimativa de duas mil horas de radiação solar de qualidade no período de um ano. Constantemente, as variações do tempo afetam a produção de energia nos painéis. Em um dia nublado, a eficiência pode ser reduzida em até 60%.
O custo inicial da construção de usinas solares é extremamente alto. O atual maior projeto de usina solar (EUA) obteve um total de custos de 2,44 bilhões de dólares. Entretanto, o Departamento de Energia dos Estados Unidos objetiva reduzir o preço de cada watt solar produzido para menos de um dólar até 2020.
Células fotovoltaicas tradicionais são feitas de silicone. O silicone, além de ser um produto caro, traz efeitos negativos ao meio ambiente. No entanto, conforme a tecnologia de membranas finas se desenvolve, a tendência para a produção dos painéis é a de se tornar cada vez mais ambientalmente amigável.
Tanto o de silicone quanto o de células voltaicas concentradas não são indicados para instalações em residências. O primeiro graças à sua ineficiência de conversão energética e o segundo por ter proporções grandes demais para uso residencial. Dessa forma, o mais apropriado é o de membrana fina, que é perfeito para instalações em telhados e vidraças de janelas.
Aqui no Portal eCycle já publicamos um guia para a instalação de painéis solares em casa. Confira clicando aqui!
Logo abaixo, confira o vídeo produzido pelo Instituto Ideal, que explica um pouco mais sobre a eletricidade solar e como funciona sua obtenção.
Nossa dependência a longo prazo dos combustíveis fósseis é insustentável, e cada vez mais fontes de energia renováveis têm se mostrado como um caminho alternativo promissor. Conforme a energia solar avança, também avança a possibilidade de um mundo movido 100% por energia solar.
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