Energia Solar
O Sol é a nossa principal fonte de energia, responsável pela manutenção das
várias formas de vida existentes na Terra. Trata-se de um recurso praticamente
inesgotável e constante, quando comparado com a nossa escala de existência
neste planeta.
No centro do Sol, mais propriamente numa região denominada fotosfera solar
(camada muito ténue com aproximadamente 300 km de espessura e temperatura
superficial da ordem dos 5800 ºK), a energia resultante das reacções de fusão dos
núcleos dos átomos de hidrogénio, originando núcleos de hélio, é radiada para o
espaço sobre a forma de energia electromagnética, a uma velocidade próxima
dos 300.000 km por segundo. Esta energia, ao atingir a atmosfera terrestre pode
ser absorvida ou reflectida pelos seus diferentes componentes. Dados recentes da
WMO (World Metereological Organization) indicam que a radiação solar incidente
sobre uma superfície perpendicular ao eixo Terra-Sol, situada no topo da
atmosfera, é de 1367 W/m2.
A distribuição espectral desta radiação é constituída por radiação na gama dos
raios ultra-violetas (7%), luz visível (47%) e raios infra-vermelhos (46%).
Após atravessar a atmosfera, num dia de céu relativamente limpo, a radiação
solar atinge a superfície terrestre com uma potência inferior em cerca de 30% da
registada no topo da mesma, ou seja, aproximadamente, de 1000 W/m2.
Esta radiação que atinge o solo é constituída por três componentes:
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Radiação directa – atinge directamente a superfície
Radiação difusa – desviada em diferentes direcções pelos componentes da
atmosfera
Radiação reflectida – proveniente da reflexão no solo e objectos
circundantes
Potencial
O Sol fornece anualmente, para a atmosfera terrestre, uma quantidade enorme
de energia (avaliada em 1,5 x 1018 kWh), correspondente a cerca de 10.000 vezes
o consumo mundial de energia verificado nesse mesmo período. No entanto, esta
fonte é considerada demasiado dispersa, com as vantagens e os inconvenientes
dai decorrentes. Entre os inconvenientes refira-se sem dúvida, a necessidade de
importantes superfícies de captação para o seu aproveitamento (a central
fotovoltaica de Moura, por exemplo, para uma potência instalada de 62 MWp,
ocupa uma superfície aproximada de 114 hectares). A sua grande vantagem
reside no facto de se tratar de uma fonte de energia repartida equitativamente.
Em Portugal, o potencial disponível é bastante considerável, sendo um dos países
da Europa com melhores condições para aproveitamento deste recurso, dispondo
de um número médio anual de horas de Sol, variável entre 2200 e 3000, no
continente, e entre 1700 e 2200, respectivamente, nos arquipélagos dos Açores e
da Madeira. Na Alemanha, por exemplo, este indicador varia entre 1200 e 1700
horas.
Para Lisboa, num plano inclinado de cerca de 40º e orientado a Sul, o valor médio
diário de potência da radiação solar global (radiação directa e radiação difusa) é
de 414 W/m2.
Utilizações
A grande vantagem da energia solar reside sobretudo em:
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Utilizações finais directas;
Aplicações distribuídas;
Disponibilidades geográfica, sobretudo em locais onde outras fontes de
Energia são escassas ou não estão presentes.
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A energia solar pode ser utilizada directamente para aquecer e iluminar edifícios,
aquecer água de piscinas, sobretudo em equipamentos sociais, para fornecimento
de água quente sanitária nos sectores doméstico, serviços, indústria e
agropecuária.
A energia solar também possibilita a produção de elevadas temperaturas para
produção de vapor de processo ou geração de electricidade, através de
tecnologias de concentração da radiação.
Através do efeito fotovoltaico converte-se a radiação solar em energia eléctrica.
O aquecimento solar é uma tecnologia já dominada e, em 2002, existiam já
instalados na UE cerca de 12,3 milhões de m2 de colectores solares térmicos.
Cerca de 60% destes encontram-se na Alemanha (com mais de 50% das vendas
de colectores solares da UE), Grécia e Áustria.
O Chipre possui aquecimento solar instalado em 50% dos hotéis e em 92 % das
habitações particulares. É o líder mundial em m2 de colector per capita. No
continente europeu é a Grécia que está no topo com 0,26 m2 per-capita seguida
pela Áustria com 0,20 m2 por pessoa.
A meta da UE visa a instalação de 100 milhões de m2 de colectores até 2010.
Algumas cidades já estabelecem regulamentos municipais, como é o caso de
Barcelona, que exige a instalação de sistemas solares que garantam 60% do
consumo de água quente das habitações e de edifícios de serviços. Em
consequência desta postura verificou-se, em ano e meio, um aumento de 750%
neste tipo de instalações. Este procedimento está a ser também implementado
em outras cidades, como Sevilha e Madrid.
Na Alemanha, o governo estabeleceu um aumento dos incentivos de 92 para 125
euros por m2 de superfície colectora instalada, o que teve como consequência
imediata o relançamento do mercado em 2003. Comparativamente com a China,
os números europeus são modestos. Em 2000 existiam na China 26 milhões de
m2 de colectores solares e mil fabricantes de componentes e sistemas e a meta do
governo chinês para 2005 foi de 65 milhões de m2.
Os colectores concentradores constituem uma importante tecnologia para a
produção de energia eléctrica e a meta mundial prevê a instalação de 100 mil MW
até ao ano 2025.
Algumas projecções económicas prevêem a viabilidade de construção de centrais
deste tipo na Grécia, Itália, Portugal, Áustria, Brasil, Libéria, Tunísia e China, o
que representará um potencial mundial de 100 mil MW de produção eléctrica nos
próximos 25 anos.
A Energia de origem fotovoltaica (FV) tem sido a opção mais económica em
muitas aplicações de pequena potência em locais afastados da rede.Contudo o
elevado preço destes sistemas tem sido uma barreira à sua disseminação em
outras aplicações, nomeadamente em áreas urbanas, desde logo servidas pela
rede de distribuição eléctrica.
Presentemente essa tendência vem sendo contrariada devido ao decréscimo dos
custos dos módulos fotovoltaicos.
Os preços de fábrica para os módulos FV variam entre 2 e 3 dólares por watt pico,
e os sistemas operacionais completos podem ascender, nos Estados Unidos, a
valores entre 5 e 7 dólares/Watt, dependendo da dimensão dos sistemas, e sem
subsidio. A tecnologia fotovoltaica associada à eficiência energética e à
arquitectura bioclimática, integrada na rede eléctrica pode constituir um
contributo substancial para as necessidades energéticas mundiais.
O valor social da energia FV vai além dos meros kWh produzidos pois pode induzir
o desenvolvimento local e consolidar a economia local, melhorar o ambiente e
aumentar a fiabilidade do abastecimento de energia eléctrica, diminuindo os
custos ao nível das infraestruturas de produção centralizada, transporte e
distribuição de electricidade
Em Portugal, a utilização de sistemas solares térmicos ou fotovoltaicos está ainda longe
de corresponder ao potencial deste recurso, disponível nos país. Estima-se que, em
2003, a capacidade instalada de sistemas solares fotovoltaicos era cerca de 2 MW, dos
quais apenas 20% se referem a instalações ligadas à rede pública.
Não obstante, foram já aprovados pedidos de informação prévia que totalizam cerca de
128 MW, o que deixa uma capacidade não comprometida de 22 MW face à meta de 150
MW, para o horizonte temporal até 2010.
Radiação Solar em Portugal
O grupo espanhol de construção Acciona vai investir 200 milhões de euros na maior
central fotovoltaica do mundo, situada em Moura, actualmente em construção, o
negócio implica a compra de 100% da Amper Solar, até agora controlada pelo
município.
O investimento será de 250 milhões de euros destina-se a construir a central solar
fotovoltaica com 62 MWp de potência instalada e uma produção anual de 88 GWH. A
central ficará instalada na Freguesia da Amareleja no concelho de Moura .
Em contrapartida, a "holding" espanhola irá construir uma fábrica de painéis
fotovoltaicos no município de Moura, com uma capacidade de produção mínima de 24
MW/ano", comprometerá um montante estimado em 3,5 milhões de euros para um
fundo social de desenvolvimento de infra-estruturas, propriedade do município.
Quando concluída, em 2010, a central de Moura será a maior do mundo.
Na sequência do programa E4 – Eficiência Energética e Energias Endógenas, foi
lançado o Programa "Agua Quente Solar para Portugal" que previa a instalação, até
2010, de um milhão de metros quadrados de colectores solares.
Embora os resultados alcançados estarem muito distantes daquele objectivo, os
resultados do último inquérito realizado pelo Observatório para o Solar Térmico, com
vista a determinar a área instalada no nosso país em 2004, foi possível apurar a
instalação de 16 088 m2 de colectores solares, dos quais 44% em pequenos sistemas
domésticos e o restante em grandes sistemas.
Evolução da área de colectores solares instalados em Portugal
O Custo das Instalações Solares Térmicas de Aquecimento de Água em Portugal para os
pequenos sistemas situa-se entre os 600/800 €/m2, enquanto que nos grandes sistemas
esse valor desce para 350/600 €/m2.