Energia Solar
O que é a energia solar?
A energia solar é aquela que utiliza a radiação ou calor do Sol a partir de diferentes tecnologias, como: aquecimento solar; energia heliotérmica; energia fotovoltaica.
O que é energia solar fotovoltaica?
A energia solar fotovoltaica é a conversão direta da energia solar para energia elétrica, utilizando materiais semicondutores como o silício cristalino. Para isso é necessária a fabricação de um painel solar, que consiste de uma placa de fatias finas de cristal de silício unidos por cobre ou alumínio, revestida por um vidro especial e moldura de alumínio.
A energia solar tem a vantagem de não poluir o meio ambiente, não emitir ruídos e de ser renovável. Outro nome para energia solar fotovoltaica é energia solar elétrica. Ela foi descoberta há 100 anos atrás, e hoje em dia vem sendo cada mais utilizada, à medida que seu custo vem sendo reduzido.
Os painéis solares são instalados nos telhados das casas, de prédios, ou sobre lajes e galpões, ou podem revestir outros tipos de superfícies planas, como em barcos, navios ou mesmo automóveis, ou uma cobertura de estacionamento que recarrega carros movidos a energia solar.
A Energia Solar Está Crescendo no Brasil?
Sim! No ano de 2016 existiam, no Brasil, 7.400 unidades de geração de energia solar, que forneciam 59 Mw, já ao final do ano de 2017 esses números cresceram cerca de 300%, passando para 20.266 unidades de geração, gerando um total de 174,2 Mw.
Estimativas indicam que para cada Mw de energia solar acrescido são gerados uns 30 novos empregos nesse dinâmico setor da economia. Portanto, cerca de 3.500 novos empregos foram impulsionados nesse segmento, ano passado (2017).
- O entendimento do conceito de energia solar é bem intuitivo, energia captada do Sol;
- O Sol é uma fonte energética poderosíssima, se juntarmos toda a energia produzida na Terra não fica nem perto da quantidade de energia que o Sol emite;
- Como conseguimos captar a energia do Sol, como se consegue transformar essa iluminação do Sol em energia elétrica?
- A captação da energia solar é feita pelas placas fotovoltaicas, geralmente de silício (propriedade de metais semicondutores), após a incidência dos raios solares (fótons) sobre elas, que desprendem elétrons, gerando uma corrente elétrica, sem produção de calor;
- A energia solar é uma fonte energética bastante benéfica, renovável, não emite gases de efeito estufa, não emite gases de chuva ácida, com potencial energético gigantesco, tendo em vista que o Sol incide sobre toda a Terra;
- O problema é que são necessárias muitas placas fotovoltaicas para poder gerar uma quantidade de energia relevante, que são caras; outra limitação é a impossibilidade da geração de energia à noite; para armazenar a energia é necessário o uso de baterias;
- Outra maneira muito difundida de captação de energia solar é através de aquecedores de água (acima), que aproveitam o calor irradiado do Sol para esquentar a água e armazená-la para os banhos quentes, diminuindo o uso de chuveiros elétricos, conseguindo uma grande economia na conta de luz;
- Ainda outra maneira é através da evaporação da água que gira uma turbina que gera energia elétrica, nas Usinas Solares Térmicas (figura abaixo); espelhos refletem os raios do Sol para um ponto mais alto, em uma torre, onde a água é aquecida e a força da sua ebulição garante energia cinética para gerar a energia elétrica.
- A energia solar é renovável e não é poluente, portanto precisamos pesquisar cada vez mais para baratear seu uso e conquistar alternativa energética, independente dos combustíveis fósseis.
Um mundo de muita tecnologia que nos cerca, mas ainda existem muitas pessoas que vivem em privações e não estão participando dessas novas tecnologias. Aqui nesse nosso formidável Brasil, por exemplo ainda existem milhões de brasileiros sem acesso à energia elétrica. Uma situação triste que precisa ser encarada pelo governo e toda sociedade. Imagine em uma noite sem lua, as pessoas vivendo à base da luz proveniente do fogo, lamparinas e velas, como há centenas de anos atrás! Será que não existe alguma maneira de levar uma boa iluminação para essas pessoas, até para que possam estudar ou desempenhar tarefas como costurar de maneira mais confortável?
Se observarmos já existem lanternas, luminárias e lâmpadas (o lampião solar da imagem tem preço de cerca de R$ 20 reais), que são recarregadas com energia solar, que garantem um bom nível de iluminação. Sim, a energia solar pode ser a melhor maneira para iluminar esses lares, já que não é preciso instalar as linhas de transmissão de energia elétrica, bastando que painéis solares sejam instalados nas casinhas.
O Projeto Litro de Luz tem o objetivo de iluminar lugarejos na escuridão, nos confins do imenso Brasil principalmente na Amazônia e região nordeste, instalando postes com painel fotovoltaico e garrafas PET.
Sobre a Ong Litro de Luz - No Brasil desde 2014, o Litro de Luz desenvolve soluções ecológicas e economicamente sustentáveis para combater a falta de iluminação nas cinco regiões do país e já impactou diretamente mais de cinco mil pessoas. Foi por meio de uma solução acessível criada pelo brasileiro Alfredo Moser, em 2002 – que usou garrafas pet abastecidas com água e alvejante para solucionar o problema da falta de luz dentro de casa – que o movimento global Liter of Light foi criado nas Filipinas, em 2011. Presente em mais de 21 países, a organização já recebeu importantes premiações como World Habitat Awards 2015, da ONU, e o Zayed Energy Prize, considerado o prêmio NOBEL de Energia Sustentável.
A energia garante melhor qualidade de vida à pessoas. Mesmo quando observamos uma sociedade muito pouco desenvolvida, sob o aspecto tecnológico, constatamos que ela necessita da utilização da madeira para iluminar a escuridão, ou para cozinhar seu alimento. Imaginem, por exemplo, se em vez da energia elétrica, toda a população do mundo passasse a utilizar a madeira como única fonte de energia, para iluminação, para aquecer os lares onde o inverno é rigoroso, e para cozinhar, com certeza, as árvores tenderiam a desaparecer. Portanto, o desenvolvimento tecnológico precisa garantir fontes seguras de energia que possibilitem a sustentabilidade, à nossa existência e de todos os outros seres vivos.
O que é energia alternativa?
O carvão mineral, o petróleo e o gás natural são fontes de energia não renováveis, ou seja, irão acabar, em algumas décadas, além de serem muito poluentes. Portanto, os países vêm buscando outras fontes alternativas de energia, que sejam renováveis e pouco poluidoras.
Uma questão que ainda não encontra um consenso é se a hidreletricidade é energia alternativa ou não?
A energia a partir da força das águas superficiais é muito bem vinda e deve ser considerada como energia alternativa, pois é renovável e pouco poluidora. Sabemos que para a construção de uma grande usina hidrelétrica acontece alteração do equilíbrio natural, pois devido ao represamento de um rio e inundação de gigantescas áreas, ocorre severos impactos ambientais, mas se compararmos aos constantes desastres em vazamentos de tubulações e poços de petróleo, por exemplo, podemos concluir que a hidreletricidade significa um avanço, pois o lançamento de CO² também é bem menor nesse caso (as árvores cobertas pelos grandes lagos artificiais das represas hidrelétricas também emitem CO², mas em quantidade pequena, o que vem sendo pesquisado).
A energia alternativa é aquela que não polui o ambiente e é renovável, que apresenta muitas vantagens em comparação com a energia tradicional indesejável obtida dos combustíveis fósseis.
A energia alternativa é aquela que não polui o ambiente e é renovável, que apresenta muitas vantagens em comparação com a energia tradicional indesejável obtida dos combustíveis fósseis.
- Energia das marés ou maré motriz, que aproveita o constante movimento das marés, das correntes e ondas do mar para gerar energia elétrica;
- Energia eólica é bem antiga e vem crescendo muito, que utiliza a força dos ventos para gerar energia elétrica, limpa e renovável;
- Energia solar, que tanto pode aproveitar o calor dos raios solares para movimentar uma turbina e transformá-lo em energia elétrica, quanto pode gerar a eletricidade diretamente a partir da utilização de metais semicondutores (silício, grafeno,etc.) nos painéis solares fotovoltaicos.
Perguntas com Respostas sobre Energia
1- Será que um país altamente desenvolvido precisa de maiores fontes de energia do que um país pobre? Sim ou não? Por quê?
RESPOSTA - Sim! Porque à medida que as sociedades humanas vão se desenvolvendo a quantidade de energia que utilizam vai crescendo também. Quanto maior for o desenvolvimento de um país, mais ele precisará de fontes de energia para manter climatizados os ambientes fechados, seja refrigerando ou aquecendo o ar, ou para transportar as mercadorias que exporta e importa seja por caminhões ou trens ou navios ou aviões, ou para os transportes de massa (ônibus, trens, metrô).
2- Como um país consegue fornecer energia para manter o padrão e qualidade de vida da sua população?
RESPOSTA - Um país consegue fornecer energia para manter o padrão e qualidade de vida da sua população através do processamento dos recursos naturais. Antes do surgimento das indústrias, no século XVIII, as principais fontes de energia eram a tração animal, o vento, a madeira e a água.
Após a industrialização, novas fontes de energia passaram a ser usadas, como, por exemplo, o carvão mineral, e mais tarde, o petróleo, o gás natural, a água para a geração da energia hidroelétrica, a energia nuclear e a energia solar.
3- Comente sobre a importância do carvão mineral como fonte de energia.
RESPOSTA - O carvão mineral foi empregado durante séculos como fonte de calor e tornou-se a principal fonte de energia durante todo o século XIX (*lembre-se sobre a datação dos séculos: século XIX começa no ano de 1801 e termina no ano 1.900). A queima do carvão fornecia o vapor que fazia funcionar as máquinas usadas nas primeiras indústrias (a industrialização teve início em 1750, século XVIII, na Inglaterra). Até hoje, o carvão mineral ainda é uma fonte de energia muito importante para alguns países, como a China, e para as indústrias siderúrgicas, que utilizam sua energia para derreter o ferro e, a partir daí, produzir o aço.
4- Descoberto como fonte de energia em 1859, nos Estados Unidos, esse recurso natural rapidamente superou o carvão mineral, tornando-se a principal fonte de energia utilizada pelos seres humanos.
PERGUNTA - O pequeno texto acima está se referindo a qual recurso natural?
RESPOSTA - Esse pequeno texto citado está se referindo ao recurso natural petróleo.
5- Além de ser uma fonte de energia, o petróleo tem outros usos. Comente sobre isso.
RESPOSTA - O petróleo é também uma importante matéria-prima para a produção de diversos produtos muito utilizados em nosso dia a dia. Com o processamento do petróleo, as indústrias petroquímicas produzem borracha sintética, tintas, fertilizantes, gasolina, asfalto, querosene, óleos, etc.
6- O petróleo pode acabar um dia?
RESPOSTA - Sim! Por ser uma fonte de energia não renovável e de grande consumo mundial, o petróleo deverá se esgotar um dia, portanto é necessário o desenvolvimento de pesquisas de fontes alternativas de energia para evitar problemas futuros de fornecimento energético.
7- Qual a vantagem do gás natural sobre o petróleo para a geração de energia?
RESPOSTA - O gás natural é mais facilmente transportado e menos poluente que o petróleo e que o carvão mineral. O gás natural é muito empregado como fonte de energia em vários lugares do planeta. É usado em fogões, automóveis, altos-fornos e na geração de energia elétrica.
8- O Brasil importa gás natural?
RESPOSTA - Sim! O Brasil importa da Bolívia grande quantidade de gás natural, que é transportado desde o país vizinho até as regiões consumidoras no território brasileiro, por um sistema de tubulações chamado gasoduto.
9- Para quais fins é utilizada a energia nuclear?
PERGUNTA - O pequeno texto acima está se referindo a qual recurso natural?
RESPOSTA - Esse pequeno texto citado está se referindo ao recurso natural petróleo.
5- Além de ser uma fonte de energia, o petróleo tem outros usos. Comente sobre isso.
RESPOSTA - O petróleo é também uma importante matéria-prima para a produção de diversos produtos muito utilizados em nosso dia a dia. Com o processamento do petróleo, as indústrias petroquímicas produzem borracha sintética, tintas, fertilizantes, gasolina, asfalto, querosene, óleos, etc.
6- O petróleo pode acabar um dia?
RESPOSTA - Sim! Por ser uma fonte de energia não renovável e de grande consumo mundial, o petróleo deverá se esgotar um dia, portanto é necessário o desenvolvimento de pesquisas de fontes alternativas de energia para evitar problemas futuros de fornecimento energético.
7- Qual a vantagem do gás natural sobre o petróleo para a geração de energia?
RESPOSTA - O gás natural é mais facilmente transportado e menos poluente que o petróleo e que o carvão mineral. O gás natural é muito empregado como fonte de energia em vários lugares do planeta. É usado em fogões, automóveis, altos-fornos e na geração de energia elétrica.
8- O Brasil importa gás natural?
RESPOSTA - Sim! O Brasil importa da Bolívia grande quantidade de gás natural, que é transportado desde o país vizinho até as regiões consumidoras no território brasileiro, por um sistema de tubulações chamado gasoduto.
9- Para quais fins é utilizada a energia nuclear?
RESPOSTA - A energia nuclear é usada para gerar eletricidade, para mover embarcações marítimas (submarinos e porta-aviões) e na construção da bomba atômica. A energia nuclear também é empregada na medicina e na pesquisa científica.
10- O mundo possui pouco mais de duzentos países, quantos deles possuem conhecimento para gerar energia a partir de um mineral radioativo (urânio), ou seja, quantos países detêm a tecnologia necessária para gerar energia nuclear? São poucos ou muitos? Porquê?
10- O mundo possui pouco mais de duzentos países, quantos deles possuem conhecimento para gerar energia a partir de um mineral radioativo (urânio), ou seja, quantos países detêm a tecnologia necessária para gerar energia nuclear? São poucos ou muitos? Porquê?
RESPOSTA - São poucos os países no mundo que possuem tecnologia para gerar energia elétrica a partir da fissão nuclear, cerca de 31 no total. Porque a instalação de uma usina nuclear exige grandes investimentos de capital e tecnologia de ponta. Assim, somente cerca de 31 países do mundo, atualmente, detém esse tipo de energia.
11- O Brasil está nessa lista de países que possuem usinas de geração de energia nuclear?
RESPOSTA - Sim! O Brasil possui três usinas nucleares localizadas no município de Angra dos Reis, no estado do Rio de Janeiro: Angra I, Angra II e Angra III (imagem abaixo).
RESPOSTA - A hidroeletricidade é obtida pelo aproveitamento da força das águas dos rios. A energia elétrica assim obtida, comparada às de outras fontes, é barata, não poluente e renovável. Entre os países que mais produzem hidroeletricidade estão Canadá, Brasil, China, Estados Unidos e Rússia.
13- O que é a termoeletricidade?
RESPOSTA - A termoeletricidade é a energia elétrica produzida pelas usinas termoelétricas. Ela é obtida por meio da queima do petróleo, do carvão mineral, do gás natural ou de outros combustíveis, como a biomassa (o bagaço da cana-de-açúcar, por exemplo). O calor gerado pela queima do combustível é utilizado para ferver água, de uma caldeira, e o vapor que sai com força gira uma turbina que gera a energia elétrica (veja imagem abaixo).
RESPOSTA - A termoeletricidade é a energia elétrica produzida pelas usinas termoelétricas. Ela é obtida por meio da queima do petróleo, do carvão mineral, do gás natural ou de outros combustíveis, como a biomassa (o bagaço da cana-de-açúcar, por exemplo). O calor gerado pela queima do combustível é utilizado para ferver água, de uma caldeira, e o vapor que sai com força gira uma turbina que gera a energia elétrica (veja imagem abaixo).
Perguntas com Respostas sobre Energia Solar
O Sol é como uma imensa usina de energia que mantém a vida na Terra. Sem o Sol não estaríamos aqui, e portanto, de maneira geral toda forma de geração de energia, seja nuclear, elétrica a partir de combustíveis fósseis ou hidreletricidade ou outras, seja a energia obtida pela queima de biomassa, é em essência proveniente do Sol. Mas, podemos e devemos classificar essas diversas formas de geração de energia, que de décadas em décadas foram sendo ampliadas, com as pesquisas e desenvolvimento de novas tecnologias, em tipos específicos, de acordo com suas características, da mesma maneira como costumamos regionalizar o espaço geográfico, para facilitar os estudos desses amplos conteúdos. Dessa maneira, nosso Blog Geografia Newton Almeida pretende disponibilizar conteúdos pertinentes à energia solar.
O exercício abaixo se propõe a facilitar os estudos e torná-los mais atrativos, ao mesmo tempo em que pode ser muito útil para que os professores tenham à mão questões de geografia, em modelo de perguntas com respostas.
Perguntas com Respostas sobre Energia Solar
1- O que é energia solar?
RESPOSTA - A energia solar é aquela gerada a partir da irradiação e calor do Sol, utilizando diferentes tecnologias, em constante desenvolvimento, como: aquecimento solar; energia heliotérmica; a arquitetura solar e fotossíntese artificial; energia solar fotovoltaica.
2- O que é a fotossíntese?
RESPOSTA - É o processo físico-químico, a nível celular, realizado pelas plantas (seres vivos clorofilados) para a produção de energia necessária para sua sobrevivência. A partir da luz solar, e dióxido de carbono e água, as plantas conseguem gerar glicose, o que permite dar sustentação à maior parte das cadeias alimentares na Terra.
Sem a fotossíntese os outros animais heterotróficos seriam incapazes de sobreviver, pois a base de sua alimentação está em substâncias orgânicas proporcionadas pelas plantas verdes (clorofila).
Sem a fotossíntese os outros animais heterotróficos seriam incapazes de sobreviver, pois a base de sua alimentação está em substâncias orgânicas proporcionadas pelas plantas verdes (clorofila).
| Luz solar | + | 12H2O Água | + | 6CO2 Dióxido de carbono | → | 6O2 Oxigênio | + | 6H2O Água | + | C6H12O6 Glicose |
3 - Comente sobre a incidência dos raios solares na Terra.
RESPOSTA - A Terra realiza dois movimentos em torno do Sol, o de translação e o de rotação. Dessa maneira os raios solares atingem a Terra, com maior intensidade nas proximidades da Linha do Equador. A Terra recebe em média 1.410 W/m² de energia do Sol, de acordo com medição feita em uma superfície qualquer em ângulo reto com o Sol (em geral ao meio dia). A maior parte da energia solar está na forma de luz visível e luz ultravioleta.
4 - Quais são as vantagens da utilização da energia solar?
RESPOSTA - As vantagens e benefícios da utilização da energia solar são: maior segurança energética dos países, já que ela é inesgotável; essa energia não dependerá da importação de um combustível, e exclui o risco das oscilações de preço do mercado internacional, como ocorre com o petróleo; essa fonte de energia não polui o ambiente, o que contribui com a sustentabilidade do planeta; não contribui para alterações climáticas, pois não emite gases poluentes para atmosfera.
5- Explique a geração de energia em uma usina heliotérmica.
RESPOSTA - Em uma usina heliotérmica o processo de geração de energia se dá a partir da transformação do calor em energia cinética (movimento) e dessa para energia elétrica.
O primeiro passo é captar os raios solares e refleti-los para um único ponto ao alto (a torre da usina), com o auxílio de espelhos (helióstatos), que acompanham o movimento aparente do Sol, dispostos sobre a superfície do terreno da usina. A temperatura nesse ponto fica altíssima, entre 350 a 1.000 ºC. Então esse calor aquece uma caldeira com água que produz vapor que gira a turbina, produzindo a energia elétrica. Depois o vapor é resfriado em um condensador voltando ao estado líquido para dentro da caldeira.
Existem outros tipos de usinas heliotérmicas, mas processo é o mesmo. A diferença está na maneira de concentrar os raios solares para a geração do vapor que movimentará a turbina.
6 - Como funciona um aquecedor solar domiciliar?
RESPOSTA - O aquecedor solar é uma forma de aproveitamento da energia solar muito simples, que consiste em coletar o calor do sol para aquecer a água que circula em tubos no telhado de uma casa, e é armazenada em caixas d'água de formato cilíndrico. Veja a imagem abaixo.
RESPOSTA - A Terra realiza dois movimentos em torno do Sol, o de translação e o de rotação. Dessa maneira os raios solares atingem a Terra, com maior intensidade nas proximidades da Linha do Equador. A Terra recebe em média 1.410 W/m² de energia do Sol, de acordo com medição feita em uma superfície qualquer em ângulo reto com o Sol (em geral ao meio dia). A maior parte da energia solar está na forma de luz visível e luz ultravioleta.
RESPOSTA - As vantagens e benefícios da utilização da energia solar são: maior segurança energética dos países, já que ela é inesgotável; essa energia não dependerá da importação de um combustível, e exclui o risco das oscilações de preço do mercado internacional, como ocorre com o petróleo; essa fonte de energia não polui o ambiente, o que contribui com a sustentabilidade do planeta; não contribui para alterações climáticas, pois não emite gases poluentes para atmosfera.
5- Explique a geração de energia em uma usina heliotérmica.
RESPOSTA - Em uma usina heliotérmica o processo de geração de energia se dá a partir da transformação do calor em energia cinética (movimento) e dessa para energia elétrica.
O primeiro passo é captar os raios solares e refleti-los para um único ponto ao alto (a torre da usina), com o auxílio de espelhos (helióstatos), que acompanham o movimento aparente do Sol, dispostos sobre a superfície do terreno da usina. A temperatura nesse ponto fica altíssima, entre 350 a 1.000 ºC. Então esse calor aquece uma caldeira com água que produz vapor que gira a turbina, produzindo a energia elétrica. Depois o vapor é resfriado em um condensador voltando ao estado líquido para dentro da caldeira.
6 - Como funciona um aquecedor solar domiciliar?
RESPOSTA - O aquecedor solar é uma forma de aproveitamento da energia solar muito simples, que consiste em coletar o calor do sol para aquecer a água que circula em tubos no telhado de uma casa, e é armazenada em caixas d'água de formato cilíndrico. Veja a imagem abaixo.
RESPOSTA - As tecnologias solares são caracterizadas como ativas ou passivas, de acordo com a maneira como capturam, convertem e distribuem a energia solar.
As tecnologias solares ativas são: painéis fotovoltaicos; concentradores solares térmicos (usinas heliotérmicas); aquecedores solares.
As tecnologias solares passivas: a orientação de um edifício para o Sol; seleção de materiais com massa térmica favorável; seleção de materiais com propriedades translúcidas; projetar espaços interiores para a circulação natural do ar.
8- o que é energia solar fotovoltaica?
RESPOSTA - A energia solar foovoltaica é aquela que converte diretamente a energia do Sol em energia elétrica, utilizando materiais semicondutores, como o silício cristalino. Para isso é necessária a fabricação de um painel solar fotovoltaico, que consiste em uma placa com fatias finas de cristal de silício unidas por metais condutores de eletricidade, de cobre ou alumínio, revestida por vidro especial e moldura de alumínio. Veja a imagem.
RESPOSTA - Sim, mas ainda estão em fase de desenvolvimento, pois seu custo é ainda muito alto. Basicamente, o conceito de um automóvel movido diretamente por energia solar é recobri-lo com paineis solares fotovoltaicos, que geram a energia necessária para movimentar motores elétricos do carro. Veja as duas imagens abaixo de um carro solar projetado pelo designer brasileiro Marcelo da Luz.
10 - Comente sobre a geração de energia solar no Brasil.
RESPOSTA - Em decorrência dos aumentos consideráveis da energia elétrica no Brasil, a geração de energia solar vem crescendo a cada ano. Mas, ela é ainda insignificante em compraração com as outras matrizes energéticas (hidráulica, combustíveis fósseis, biomassa, nuclear, etc.) chegando a apenas 0,08% (estimativa para o ano de 2018).
As unidades (residências, rurais, comerciais e industriais) de geração de energia solar fotovoltaica somavam um total de 7.400 no ano de 2016, o que gerava um total de quase 60 MW. No ano de 2017 esses números cresceram cerca de 300%, passando para 20.266 unidades, gerando quase 200 MW. Em 2018 a geração solar fotovoltaica deverá fornecer pelo menos 400 MW de energia no Brasil.
postado por Newton Almeida @ sábado, junho 23, 2018
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