O cenário da Energia Solar no Brasil

O Brasil é um dos países que possui um alto índice de radiação solar, apresentando assim um ótimo potencial para exploração da energia solar. Comumente, a energia solar tem sido aproveitada para o aquecimento da água e para a geração de energia elétrica, sendo que a tecnologia fotovoltaica tem crescido em ritmo acelerado para atender principalmente locais com carência de energia elétrica convencional.

Com isso, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) lançou a segunda edição do Atlas brasileiro de energia solar, que reúne um conjunto de informações acumuladas dos últimos 17 anos sobre a incidência da radiação solar no Brasil. Através da utilização desse atlas, é possível verificar a viabilidade do desenvolvimento de novas tecnologias que utilizem a radiação solar uma vez que as zonas com mais índices de radiação solar puderam ser mapeadas com precisão.

A figura 7 apresenta o Atlas brasileiro de energia solar desenvolvido pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Neste, é possível verificar o potencial brasileiro para

exploração da energia solar para o desenvolvimento de novas tecnologias que utilizem a energia solar. Nota-se que a cidade de Campinas, cenário do projeto de pesquisa em questão apresenta um alto índice de radiação solar, demonstrando a viabilidade do desenvolvimento protótipos seja para aquecimento da água, geração de energia fotovoltaica e desinfecção solar

Figura 7: Atlas brasileiro de energia solar

É importante ressaltar que ao se utilizar a energia solar, podem ocorrer algumas problemáticas como, no inverno, a radiação solar é menor e podem ocorrer interrupções da radiação solar devido aos dias muito nublados e precipitações pluviométricas. Mesmo assim, esses problemas podem ser superados pois a energia solar apresenta um custo benefício satisfatório devido a grande incidência anual no Brasil. O emprego de vidro na captação da energia solar é uma das alternativas que podem ser utilizadas para sanar a problemática de épocas com baixos índices de radiação solar e precipitação pluviométrica pois o vidro aumenta a concentração de calor .

Mesmo no inverno brasileiro em alguns locais o índice de radiação é elevado devido à influência da amplitude térmica. Esse fato pode ser justificado devido ao inverno as massas de ar provenientes do Polo Norte serem frias, não há formação de nuvens devido as baixas temperaturas ocorridas no inverno, o que permite que a radiação não encontre dificuldades para atingir o solo, demonstrando mais uma vez o potencial de utilização da energia solar em território brasileiro.

Historicamente, a utilização da energia solar foi cogitada a partir da escassez energética da madeira e lenha no primeiro século da era romana.

De acordo com Vasquez, 1999 durante a escassez energética a população romana procurava fazer suas construções aonde houvesse mais insolação. Com isso, Plínio, provido de recursos construiu duas habitações distintas visando o aproveitamento da energia solar, onde, uma dessas habitações possuía várias janelas com vidros transparentes permitindo assim que pudesse entrar mais luz solar e consequentemente houvesse uma quantidade maior de calor (armazenamento) nessa habitação.

Assim sendo, a utilização do vidro para geração de calor foi posteriormente utilizada na agricultura, permitindo o cultivo de plantas.

2.9.1 Equipamento de aquecedor solar da água

O aquecedor solar da água, consiste em um equipamento que possui um sistema para aquecimento desta através da energia solar. É composto por reservatório térmico e placas coletoras, projetado para aproveitar a máxima energia solar. O funcionamento de um aquecedor solar é baseado no sistema de termossifão. Utilizando na maioria das vezes da força da gravidade para o transporte da água aquecida. A medida que a água que está nos coletores aquece pela incidência da radiação solar, sua densidade diminui fazendo com que ela, sobre pressão da água menos aquecida da parte inferior do recipiente de água quente,

suba. Esse processo contínuo eleva a temperatura da água no interior do tanque para aproximadamente 90º C. Devido ao reservatório térmico boyler do equipamento de aquecedor solar da água, é possível manter a água a essa temperatura por um longo período de tempo, permitindo que o calor seja mantido.

Dessa forma, esse tipo de sistema utiliza a física para promover a circulação da água de forma gratuita, ou seja, faz uso da termodinâmica e da força da gravidade, que fazem com que a água quente suba naturalmente para o reservatório e que a água fria desça para o painel solar. A figura 8, demonstra em 6 etapas o funcionamento de um equipamento de aquecedor solar da água ao longo do dia. Nota-se que na ausência da radiação não há o aquecimento da água (etapa 1) e consequentemente a água permanece fria ( coloração azul). Porém, conforme a radiação solar incide nas placas, inicia-se o sistema de termissifão, e começa a ter a circulação da água e, consequentemente o aquecimento gradativo da mesma (etapas 2, 3, 4 e 5). Para finalizar, na etapa 6 a água encontra-se totalmente aquecida sendo que, a temperatura final da água depende da incidência da radiação e do tipo de material utilizado para a confecção do equipamento, variando de 55 a 90ºC.

Figura 8: Funcionamento de um aquecedor solar da água

Fonte: Soletrol, 2017.

A tabela 7 apresenta os 3 principais equipamentos comerciais mais utilizados no mercado brasileiro para aquecimento da água residenciais e comerciais. Cada um apresenta

um custo e uma eficiência distinta e sua escolha está relacionada a sua utilização (residencial ou comercial)

Tabela 7: Principais Equipamentos Comerciais utilizados para aquecimento solar da água

Equipamento 1* (Aquecedor com tubulação

em cobre)

Equipamento 2* (Aquecedor solar a vácuo)

Equipamento 3* (Aquecedor em

Polipropileno)

* Fonte: As imagens mostradas foram cedidas pela empresa Solar Minas Ltda.