Glauco Diniz Duarte Diretor – porque usar energia solar fotovoltaica
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, o sol é a principal fonte de energia que abastece a vida na Terra. Desde a nossa alimentação até os processos de geração de energia para as atividades humanas, a energia solar está envolvida. A energia que atinge a Terra vinda do Sol é tão grande que seria capaz de abastecer nosso consumo energético anual em mais de 2000 vezes. Porém, ao invés de utilizar o Sol como fonte energética para abastecer nossos processos energéticos, o ser humano preferiu se basear majoritariamente nos combustíveis fósseis para gerar energia.
O problema disso é que esse recurso é finito e não renovável a curto e médio prazo. Outras fontes energéticas, tais como a solar, a eólica, a biomassa, a hidroelétrica e outras, não sofrem o risco de se findarem no tempo de vida humano. Algumas dessas fontes se renovam em processos de curto período, como é o caso da biomassa e da energia hidrelétrica. Outras, como a solar, são tão abundantes que não precisamos nos preocupar com sua escassez pelos próximos milhões de anos.
O consumo dos recursos naturais não renováveis como fontes de energia tem levado a preocupações sobre sua escassez em um futuro próximo. É difícil estimar a escala de tempo desses processos, mas se continuarmos consumindo energia como fazemos hoje, em um século teremos dificuldades de explorar tais recursos [2] e que as consequências de tal exploração já são e serão ainda mais prejudiciais ao meio ambiente e à saúde dos indivíduos desta e das próximas gerações.
Já a Agência Internacional de Energia (AIE) faz uma análise mais técnica em seu último relatório, mostrando que as reservas produtoras de petróleo atualmente sendo exploradas estarão cerca de 60% menos produtivas em 2035 em relação a 2000. Porém, afirma que é possível encontrar outras reservas a serem exploradas, porém a custos maiores e que ainda necessitam de desenvolvimento de tecnologia apropriada. Os mesmos autores ressaltam que o declínio da era dos recursos não renováveis não se dará por sua escassez, mas pela necessidade de frear sua exploração por razões climáticas e econômicas.
A sociedade industrializada é altamente dependente das fontes de energia secundária, tal como a eletricidade, para a produção de produtos e consumo residencial. De acordo com o último relatório de estatísticas energéticas da Organização das Nações Unidas (ONU), o consumo mundial de eletricidade cresceu 8% entre 2007 e 2010, atingindo um consumo per capita de 3.123 kWh no último ano da série analisada.
Por estes motivos, aproveitar a energia do Sol para gerar energia elétrica é uma das soluções para o desafio energético que o mundo está passando. Uma forma de realizar este feito é através dos sistemas fotovoltaicos, que se baseiam na conversão da energia do sol diretamente em eletricidade através do efeito fotovoltaico. Este efeito ocorre nas células solares, que compõem os módulos solares, que são instalados nos sistemas fotovoltaicos na forma de arranjos solares.
Outras formas de aproveitar a energia solar em outras transformações energéticas incluem a energia solar térmica e a energia solar termoelétrica. A energia solar térmica é aquela onde a energia solar é usada para aquecer a água que segue para uso em atividades humanas. A energia solar termoelétrica é aquela onde se aquece um material ou fluido através da energia solar e através de sua evaporação se faz girar uma turbina que gera eletricidade.
Normalmente, usam-se concentradores solares para gerar temperaturas maiores no material que retém o calor e, assim, consegue-se gerar maior pressão do vapor e, consequentemente, mais energia elétrica.
O Brasil possui um potencial enorme para exploração da energia solar, seja a fotovoltaica ou os outros tipos. Mesmo os menores níveis de irradiância solar (energia por unidade de tempo por unidade de área) atingidos em território nacional são maiores que no país com a maior capacidade solar instalada per capita, a Alemanha.
Apenas para mencionar alguns valores de irradiação solar horizontal (energia por unidade de área integrada em determinado tempo em uma superfície horizontal), o Atlas Solarimétrico Brasileiro registrou 1800 kWh/m^2/ano na costa sudeste do país e 2200 kWh/m^2/ano no nordeste brasileiro. Esses valores na Alemanha são menores que 1400 kWh/m^2/ano em todo o país.
Mesmo com todas as vantagens trazidas pela energia solar, os sistemas fotovoltaicos ainda são assombrados por alguns mitos. Um deles é que a energia gasta para produzir os módulos é tão grande que nem toda a energia produzida durante toda sua vida útil (em torno de 25 anos) seria suficiente de compensar. Outro mito diz que a quantidade de gás carbônico produzido no processo de produção é tão grande que nem todo o gás carbônico economizado pela não utilização das fontes não-renováveis poderia compensar.
O preço dos sistemas fotovoltaicos também se tornou um grande mito. Muitos dizem que o sistema é muito caro e que não compensa de ser instalado. Abaixo, tentarei dissolver esses mitos com dados recentes publicados por instituições sérias renomadas na área de energia fotovoltaica e outras.
Dados do Fraunhofer Institut for Solar Energy Systems mostram que o tempo de retorno energético (tempo necessário para produção de toda a energia consumida) pelos sistemas fotovoltaicos é, na média, 2 anos. Esse tempo é menor para sistemas instalados em regiões com maior irradiância e mais eficientes. Considerando um tempo de vida em torno de 20-25 anos, os sistemas geram mais de 10 vezes mais energia que a utilizada para sua produção.
O custo da energia solar fotovoltaica vem diminuindo ao longo do tempo. Hoje em dia, os preços dos módulos fotovoltaicos estão da ordem de R$1,20/Wp. Em 1980, esse valor era quase 30 vezes maior, pois as células solares que. compõem os módulos eram menos eficientes e seu processo de produção era mais caro. Dados recentes mostram que o custo nivelado da eletricidade solar é de cerca de R$0,35/kWh no Brasil. Porém, nos últimos leilões de energia solar, as empresas vencedoras tem oferecido valores próximos a R$0,20/kWh em média. Esses mesmos valores para os leilões de energia eólica têm sido arrematados por R$0,10/kWh e para hidrelétrica por R$0,09/kWh. Apenas como referência, o consumidor residencial paga em torno de R$0,55/kWh (cidade do Rio de Janeiro).
Já a questão da poluição é mais delicada. A quantidade de gás carbônico (e outros resíduos) gerado na produção dos módulos fotovoltaicos (e outros componentes do sistema) depende de onde os equipamentos estão sendo produzidos. Até o início desta década, a Alemanha era a maior produtora de equipamentos solares. Hoje em dia, a China tomou este posto e a maior parte da produção é realizada neste país. O problema desta mudança está na matriz energética extremamente poluidora utilizada em países como a China.
Como conclusão, podemos dizer que a energia fotovoltaica é altamente recomendada como uma das opções para substituir as fontes não renováveis de energia na matriz energética global na direção de uma geração mais limpa e sustentável de energia. A energia solar é abundante e durará por um longo período de tempo, não causando preocupações com relação à sua disponibilidade a curto e médio prazos.
Porém, para que o processo seja ainda mais eficiente e sustentável, é necessário que as unidades produtoras sejam instaladas em locais onde a matriz energética seja menos poluente, de forma a evitar a emissão de gás carbônico na atmosfera durante a produção dos equipamentos solares. Outra preocupação deve ser em relação ao local de uso dos sistemas fotovoltaicos. Quanto maiores os valores de irradiância do local, mais barata se torna a energia produzida e menor é o tempo de retorno energético do sistema.
O contínuo aperfeiçoamento das células solares também é um fator importante. Quanto maior a eficiência individual de cada célula, mais energia se extrai por módulo. Por esse motivo, as pesquisas científicas nessa área são tão importantes.
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