Sobre a energia solar térmica
A energia solar térmica é um ramo das energias renováveis que usa o sol para gerar calor (não eletricidade, como as células fotovoltaicas produzem). E talvez você esteja se perguntando por que você precisaria de calor.
Bom, a energia em forma de calor é basicamente necessária para tudo:
+ para aquecer nossas casas (principalmente quando se mora em regiões frias);
+ para uso doméstico em chuveiros e água de torneira;
+ para cozinhar e assar nossa comida;
+ para processar inúmeros materiais que necessitamos em diversos setores, como na indústria química, plásticos, papéis, medicamentos, aço, cimento;
+ para limpeza, onde em geral se utiliza água quente e vapor;
Para aproveitar a energia do sol precisamos dos chamados coletores solares, que são dispositivos que absorvem (e em alguns casos concentram) a energia do sol em forma de calor e armazena para uso em todas essas necessidades descritas acima, e muito mais.
Basicamente os coletores solares podem ser divididos em tecnologias de não-concentração e de concentração. As tecnologias sem concentração absorvem a energia solar diretamente na superfície dos coletores (placas negras), como mostrado na imagem abaixo, e podem produzir temperaturas até cerca de 90 °C, e são adequadas para aplicações residenciais e comerciais.
Nas tecnologias de concentração, um grupo de espelhos são usados para concentrar a radiação solar em um ponto ou linha de absorção, dessa forma gerando temperaturas muito mais altas de 200 até 600 °C, ou em construções com sistema de ponto focal até mais de 1000 °C. Isso é possível porque a energia de uma área muito maior que é refletida pelos espelhos é concentrada para aquecer uma área muito menor, onde fica a superfície absorvedora que em geral é constituída por tubos ou placas metálicas. Veja um exemplo de um coletor tipo Fresnel abaixo, um tipo de tecnologia de concentração adequada para aplicações industriais que precisam de calor na forma de vapor, água superaquecida ou ar quente.
As plantas de Concentração Solar de Potência — CSP (mencionadas anteriormente em outro texto) são outra forma de usar esse calor em alta temperatura: para produzir eletricidade através de ciclos termodinâmicos similares às plantas convencionais termelétricas. Nesse caso, o calor é gerado pela energia solar e não pela queima de combustíveis fósseis. A foto abaixo mostra um exemplo de 3 sistemas de Torre Solar de Concentração que utilizam milhares de espelhos para rastrear o sol durante o dia e focar a irradiação na área absorvedora iluminada no topo das torres.
A energia solar térmica também pode ser usada para gerar frio (sim! Utilizando máquinas chamadas chillers de absorção que utilizam o calor para regenerar uma mistura de água com algum fluido refrigerante), e também para processos de dessalinização para produção de água potável. E isso é somente uma fração do potencial de uso que a energia solar térmica tem.
A radiação solar (ou quantidade de horas de sol ao ano) é variável nas diferentes regiões do planeta por fatores climáticos e pelas estações do ano, veja um mapa de irradiação global representado abaixo. As regiões destacadas em vermelho e laranja possuem o melhor recurso solar.
Isso pode ser um problema em termos econômicos para regiões com pouca disponibilidade solar pois as tecnologias solares térmicas ainda não conseguem competir com fontes convencionais como combustíveis ou biomassa. De qualquer forma, mesmo em locais com pouca disponibilidade solar como a Dinamarca, que tem cerca de 800 horas de sol ao ano, as tecnologias solares térmicas estão se tornando populares e trazem retorno no longo prazo. No Brasil, onde a disponibilidade solar varia entre 1400 até mais de 2000 horas de sol por ano dependendo da região, existem muito mais opções de usar essa fonte gratuita de energia para diversas finalidades.
Uma das grandes vantagens da energia solar térmica é a facilidade de armazenamento do calor em tanques de água quente, óleo superaquecido, ou reservatórios de sal fundido, entre outros. O calor é um tipo de energia muito mais barata de armazenar do que eletricidade por exemplo, e isso pode ser usado para compensar as flutuações de irradiação ao longo dos dias devido às nuvens, chuvas ou períodos noturnos.
O mercado de energia solar térmica está ainda em sua infância comparado com outras fontes conhecidas de energia, mas tem crescido constantemente nos últimos 30 anos e irá desempenhar um papel fundamental para o fornecimento de energia limpa para inúmeros países.
Conclusão
Se você estiver imaginando qual tipo de energia solar térmica pode ser usada em sua casa ou negócio, me pergunte ou contate algum outro especialista e comece a se familiarizar com o tema. Se ainda não tem um aquecedor solar doméstico em casa, então você deveria definitivamente instalar um. Em regiões tropicais e semitropicais onde a eletricidade é utilizada em chuveiros para banhos quentes, a economia na conta de luz pode chegar a mais de 40%, bem vantajoso, não acha?
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Muito obrigado pela leitura e pelo suporte!
