Glauco Diniz Duarte Diretor – Como energia solar gera energia elétrica
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, como a utilização da energia solar ainda é relativamente nova, existem muitas dúvidas a respeito do seu funcionamento. Uma das principais é sobre a produção da energia solar em dias nublados. Muitos acham que não é possível gerar energia pelos painéis em dias encobertos, nos quais o Sol praticamente não aparece, e em dias chuvosos com pouca luminosidade.
O fato é que esse pensamento é errôneo. Apesar de o Sol estar encoberto pelas nuvens e não ser completamente visível, ainda é possível extrair energia solar em dias nublados, porque em todos os dias existe uma taxa de irradiação solar, ou seja, a incisão dos raios solares sobre a Terra. Claro que com algumas variações na intensidade da produção.
Para desmistificar esse pensamento, preparamos este post. Agora você vai entender como funciona a energia solar em dias nublados! Vamos lá?
COMO FUNCIONA A ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA?
A energia solar é considerada energia eletromagnética, por se propagar por ondas dessa natureza, cuja fonte é o Sol. Ela pode ser aproveitada de duas formas principais: é possível usar a energia solar para convertê-la em energia térmica ou usá-la para produzir eletricidade.
A energia térmica é geralmente utilizada no Brasil para o aquecimento de água. Para isso, é necessário um sistema chamado de boiler solar. Nesse aparelho, a irradiação do Sol é captada por placas que aquecem a água — ela é armazenada em um boiler para ser utilizada.
Já a utilização da energia solar para gerar energia elétrica é um pouco mais complexa. São necessários painéis específicos (chamados de painéis fotovoltaicos) constituídos à base de silício, um mineral abundante. As placas funcionam pelo efeito fotovoltaico, observado por Alexandre Edmond Bequerel em 1839.
O efeito existe quando um material semicondutor recebe a incidência de luz. A partir daí, ele é capaz de produzir energia ou corrente elétrica por diferença de potencial. Mas não é toda irradiação solar que pode ser aproveitada pelos painéis fotovoltaicos para gerar energia elétrica.
Os raios solares sofrem algumas mudanças em seu percurso. Antes de atingir o solo, uma parte da radiação é refletida pela atmosfera. A parte que consegue passar chega até as nuvens. Como as nuvens cobrem 60% da superfície terrestre, elas podem absorver, refletir ou transmitir a radiação para o solo.
Nesse processo de transmitir a radiação, as nuvens a deixam passar de duas formas. A primeira é considerada irradiação difusa, e a segunda considerada irradiação direta. É esta última que interessa aos painéis fotovoltaicos. A produção de energia elétrica por eles só é possível quando recebem diretamente a irradiação emitida pelo Sol.
Após receber a irradiação, os semicondutores de silício formam uma diferença de potencial (DDP) entre si e geram energia elétrica. Como a geração de energia acontece com a corrente sendo do tipo contínua, é necessário que essa energia passe por um inversor que a transforme em alternada. Assim, ela pode alimentar os aparelhos elétricos e, posteriormente, ser conectada à rede elétrica em sistemas on-grid.
COMO SE DÁ A CAPTAÇÃO DA IRRADIAÇÃO SOLAR EM DIAS SEM SOL?
Os painéis solares funcionam única e exclusivamente à base de irradiação solar. Logo que o Sol nasce até a hora de se pôr é possível aproveitar a energia solar. É claro que em dias nublados ou com muita chuva, quando não é possível ver nitidamente o Sol, a produção de energia será inferior à de dias ensolarados e com poucas nuvens.
A produção diminui porque, como explicamos, os painéis utilizam apenas irradiação solar direta. Como as nuvens a tornam difusa, em dias nublados, quando há aumento na quantidade de nuvens que bloqueiam o Sol, a quantidade de irradiação direta que serviria para alimentar o seu painel fotovoltaico diminui, consequentemente reduzindo a produção de energia solar em dias nublados.
Quem já tem energia solar fotovoltaica há algum tempo e teve a curiosidade de observar a produção anual, pode ver que em alguns meses do ano ela fica abaixo do normal. Se você comparar com o quadro climático da região, essa baixa de produção provavelmente aconteceu exatamente no período chuvoso, com muita concentração de nuvens.
Pensando nisso, atualmente são desenvolvidos painéis solares capazes de aproveitar a irradiação difusa gerada pelas nuvens. Assim, em dias nublados em que o Sol fica escondido por mais tempo, essa pode ser uma boa opção para aumentar a produção. Isso deixa a produção mais regular, em vista dos painéis que conseguem aproveitar apenas a irradiação direta.
VALE A PENA A ENERGIA SOLAR EM DIAS NUBLADOS?
Agora você sabe por que a produção de energia é diferente em períodos nublados e ensolarados, mas que ela não deixa de existir. Isso pode fazer muitas pessoas considerarem que em cidades com maior incidência de período chuvoso ou tempo nublado a produção de energia elétrica a partir do Sol não seja vantajosa, mas isso é um mito.
Em dias muito nublados ou com muita chuva e densidade elevada de nuvens, a produção de energia fica entre 10-30%, o valor nominal que é atingido em dias ensolarados. Entretanto, é importante lembrar que o ano tem uma pequena parcela de períodos nublados e com maior concentração de nuvens que diminuem a irradiação.
É possível se programar para compensar a baixa da produção nesses momentos. A empresa de painéis solares realiza cálculos para que os períodos ensolarados tenham produção maior, equilibrando as taxas. Como, no Brasil, os dias ensolarados prevalecem, apenas um leve incremento na produção de energia já cobre os dias de baixa devido aos fatores climáticos desfavoráveis.
O incremento de produção para dias ensolarados funciona dessa forma para sistemas conectados à rede elétrica. Aqueles que usam a rede de transmissão das concessionárias como backup são autorizados a injetar o excedente de consumo energético. Em sistemas off-grid, que utiliza baterias, é necessário realizar o superdimensionamento do sistema.
Enfim, a energia solar é muito vantajosa, mesmo considerando os dias nublados. A empresa contratada para realizar a instalação dos painéis fotovoltaicos, seja em residências, seja em setores comerciais e empresariais, faz uma análise do período chuvoso da região e das interferências climáticas. Assim, ela consegue linearizar a produção anual, para que as metas sejam atingidas.
Com estas informações, esclarecemos o mito sobre falta de produção de energia solar em dias nublados. Esse pensamento, infelizmente, faz com que algumas pessoas desistam de instalar sistemas fotovoltaicos em sua residência ou empresa, perdendo a oportunidade de economizar em casa e nos negócios. Por isso, é muito importante esclarecer!
