INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO KATANGONJI

ISPKA

IMPORTÃNCIA DA ENERGIA SOLAR

VANTAGENS E DESVANTAGENS

Nome: Domingos Pedro Pilartes da Silva

Ano: 1º

Curso: Engenharia Mecânica

Sala Nº 1.4

Período: Manhã

Docente

LUANDA, 2015

INTRODUÇÃO A ENGENHÁRIA

IMPORTÃNCIA DA ENERGIA SOLAR

VANTAGENS E DESVANTAGENS

Nome: Domingos Pedro Pilartes da Silva

Ano: 1º

Curso: Engenharia Mecânica

Sala Nº 1.4

Período: Manhã

Docente

LUANDA, 2015

Índice

Introdução...................................................................................................................................3

Capitulo I – Fundamentação Teórica......................................................................................4

1

INTRODUÇÃO A ENGENHÁRIA

1.1 Energia Solar e sua Importância...................................................................................5

1.1.1 Tipos de Energia Solar...............................................................................................6

1.2 Uso no mundo.................................................................................................................7

1.3 Sua Vantagens e Desvantagens..................................................................................8

1.3.1 Vantagens da Energia Solar......................................................................................9

1.3.2 Desvantagens da energia solar.................................................................................9

Conclusão.................................................................................................................................11

Bibliografia................................................................................................................................12

2

Introdução

Na atualidade, grandes esforços estão sendo canalizados para a busca

de novas alternativas para a geração de energia sustentável. Isto se dá, por

conta do desenvolvimento tecnológico e crescimento populacional, o que

demanda uma grande necessidade de energia, pois, no decorrer dos anos esta

pode se esgotar.

O presente trabalho surge no âmbito de compreender mais sobre a

energia solar e sua importância, vantagem e desvantagem em nossas vidas.

O trabalho esta organizada por um único capitulo, que fundamenta o

tema em questão, finalizando com uma conclusão bem como as fontes

bibliográficas utilizadas.

3

Capitulo I – Fundamentação Teórica

Energia solar é um termo que se refere à energia proveniente da luz e

do calor do Sol. É utilizada por meio de diferentes tecnologias em constante

evolução, como o aquecimento solar, a energia solar fotovoltaica, a energia

heliotérmica, a arquitetura solar e a fotossíntese artificial.

Tecnologias solares são amplamente caracterizadas como ativas ou

passivas, dependendo da forma como captura, converte e distribui a energia

solar. Entre as técnicas solares ativas estão o uso de painéis fotovoltaicos e

coletores solares térmicos das usinas heliotérmicas, para aproveitar a energia.

Entre as técnicas solares passivas estão a orientação de um edifício para o

Sol, a seleção de materiais com massa térmica favorável ou propriedades

translúcidas e projetar espaços que façam o ar circular naturalmente.

No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410

W/m² de energia, medição feita numa superfície normal (em ângulo reto) com o

Sol. Disso, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é

reflectido pelas nuvens. Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da

energia solar está na forma de luz visível e luz ultravioleta. As plantas utilizam

diretamente essa energia no processo de fotossíntese. Nós usamos essa

energia quando queimamos lenha ou combustíveis minerais. Existem técnicas

experimentais para criar combustível a partir da absorção da luz solar em uma

reação química de modo similar à fotossíntese vegetal - mas sem a presença

destes organismos. A radiação solar, juntamente com outros recursos

secundários de alimentação, tal como a energia eólica e das ondas, hidro-

electricidade e biomassa, são responsáveis por grande parte da energia

renovável disponível na terra. Apenas uma minúscula fracção da energia solar

disponível é utilizada.

Em 2011, a Agência Internacional de Energia disse que "o

desenvolvimento de tecnologias de fontes de energia solar acessíveis,

inesgotáveis e limpas terá enormes benefícios a longo prazo. Ele vai aumentar

a segurança energética dos países através da dependência de um recurso

endógeno, inesgotável e, principalmente, independente de importação, o que

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aumentará a sustentabilidade, reduzirá a poluição, reduzirá os custos de

mitigação das mudanças climáticas e manterá os preços dos combustíveis

fósseis mais baixos. Estas vantagens são globais. Sendo assim, entre os

custos adicionais dos incentivos para a implantação precoce dessa tecnologia

devem ser considerados investimentos em aprendizagem; que deve ser gasto

com sabedoria e precisam ser amplamente compartilhados".

1.1 Energia Solar e sua Importância

A Terra recebe 174 petawatts (GT) de radiação solar (insolação) na zona

superior da atmosfera. Dessa radiação, cerca de 30% é reflectida para o

espaço, enquanto o restante é absorvido pelas nuvens, mares e massas

terrestres. O espectro da luz solar na superfície da Terra é mais difundida em

toda a gama visível e infravermelho e uma pequena gama de radiação

ultravioleta.

A superfície terrestre, os oceanos e atmosfera absorvem a radiação

solar, e isso aumenta sua temperatura. O ar quente que contém a água

evaporada dos oceanos sobe, provocando a circulação e convecção

atmosférica. Quando o ar atinge uma altitude elevada, onde a temperatura é

baixa, o vapor de água condensa-se, formando nuvens, que posteriormente

provocam precipitação sobre a superfície da Terra, completando o ciclo da

água. O calor latente de condensação de água aumenta a convecção,

produzindo fenómenos atmosféricos, como o vento, ciclones e anti-ciclones. A

luz solar absorvida pelos oceanos e as massas de terra mantém a superfície a

uma temperatura média de 14 °C.5 A fotossíntese das plantas verdes converte

a energia solar em energia química, que produz alimentos, madeira e biomassa

a partir do qual os combustíveis fósseis são derivados.

O total de energia solar absorvida pela atmosfera terrestre, oceanos e as

massas de terra é de aproximadamente 3.850.000 exajoules (EJ) por ano.

A energia solar pode ser aproveitado em diferentes níveis em todo o

mundo. Consoante a localização geográfica, quanto mais perto do equador,

mais energia solar pode ser potencialmente captada.

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As áreas de deserto, onde as nuvens são baixas e estão localizadas em

latitudes próximas ao equador são mais favoráveis à captação energia solar.Os

desertos que se encontram relativamente perto de zonas de maior consumo

em países desenvolvidos têm a sofisticação técnica necessária para a captura

de energia solar. Realizações cada vez mais importantes como o Deserto de

Mojave (Califórnia), onde existe uma planta termosolar com uma capacidade

total de 354 MW.

De acordo com um estudo publicado em 2007 pelo Conselho Mundial da

Energia, em 2100, 70% da energia consumida será de origem solar.

1.1.1 Tipos de Energia Solar

Os principais métodos de captura da energia solar classificam-se

em diretos ou indiretos:

Direto significa que há apenas uma transformação para fazer da

energia solar um tipo de energia utilizável pelo homem. Exemplos:

A energia solar atinge uma célula fotovoltaica criando eletricidade. (A

conversão a partir de células fotovoltaicas é classificada como direta, apesar de

que a energia elétrica gerada precisará de nova conversão - em energia

luminosa ou mecânica, por exemplo - para se fazer útil.)

A energia solar atinge uma superfície escura e é transformada em calor,

que aquecerá uma quantidade de água, por exemplo - esse princípio é muito

utilizado em aquecedores solares.

Indireto significa que precisará haver mais de uma transformação

para que surja energia utilizável.

A energia solar é concentrada através de coletores solares, criando

energia térmica no receptor e em um segundo passo, energia elétrica através

de um ciclo térmico convencional.

Também se classificam em passivos e ativos:

Sistemas passivos são geralmente diretos, apesar de envolverem

(algumas vezes) fluxos em convecção, que é tecnicamente uma

conversão de calor em energia mecânica.

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Sistemas ativos são sistemas que apelam ao auxílio de

dispositivos elétricos, mecânicos ou químicos para aumentar a

efetividade da coleta. Sistemas indiretos são quase sempre

também ativos.

1.2 Uso no mundo

A distribuição diária média entre 1991-1993 da energia solar recebida

pela Terra ao redor do Mundo. Os círculos pretos representam a área

necessária para suprir toda a demanda de energia do planeta Terra.

Em 2009 a capacidade instalada mundial de energia solar era de 2,6

GW, cerca de 18% da capacidade instalada de Itaipu. Os principais países

produtores, curiosamente, estão situados em latitudes médias e altas. O maior

produtor mundial era o Japão (com 1,13 GW instalados), seguido da Alemanha

(com 794 MWp) e Estados Unidos (365 MW)16 .

Começou a funcionar em 27 de Março de 2007 a Central Solar

Fotovoltaica de Serpa (CSFS), na altura a maior unidade do gênero do Mundo.

Fica situada na freguesia de Brinches, Alentejo, Portugal, numa das áreas de

maior exposição solar da Europa. Tem capacidade instalada de 11 MW,

suficiente para abastecer cerca de oito mil habitações.

Entretanto está projetada e já em fase de construção outra central com

cerca de seis vezes a capacidade de produção desta, também no Alentejo,

em Amareleja, concelho de Moura.

Muito mais ambicioso é o projeto australiano de uma central de 154 MW,

capaz de satisfazer o consumo de 45 000 casas. Esta se situará em Victoria e

prevê-se que entre em funcionamento em 2013, com o primeiro estágio pronto

em 2010. A redução de emissão de gases de estufa conseguida por esta fonte

de energia limpa será de 400 000 toneladas por ano.

Em Março de 2013, foi inaugurada nos Emirados Árabes Unidos a maior

central fotovoltaica no mundo, com uma capacidade de 100 megawatts e um

custo de 600 milhões de dólares, permite fornecer energia a 20.000 casas. O

seu parque solar é formado por grandes parabólicas de sensores espelhados,

cobrindo uma superfície equivalente a 285 estádios de futebol. O parque está

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instalado em pleno deserto de Madinat Zayed, na região ocidental do país, a

cerca de 120 quilómetros a sudoeste de Abu-Dhabi, uma das regiões mais

ensolaradas e quentes do mundo.

1.3 Sua Vantagens e Desvantagens

Além do uso progressivo da energia solar residencial, existe cada vez

mais a sua utilização na produção de energia elétrica a grande escala através

de parques e usinas solares, em todo o mundo.

O mundo evolui cada vez mais rápido a nível tecnológico, foram

introduzidas nos últimos anos uma séria de novas tecnologias no

aproveitamento de energias renováveis como é o caso da energia solar térmica

e fotovoltaica.

A energia solar é a energia produzida pelo Sol e é convertida em energia

útil por seres humanos, quer para a produção de electricidade ou de calor algo

(como as suas principais aplicações). Anualmente, o Sol produz 4 milhões de

vezes mais energia do que consumimos, para o seu potencial é ilimitado.

Para se ter uma ideia, em apenas um segundo o sol produz mais

energia (internamente) que toda energia usada pela humanidade desde o

começo dos tempos.

Uma outra forma de se exprimir esta imensa grandeza energética, basta

dizer que a energia que a terra recebe por ano vinda do sol, representa mais

que 15000 vezes o consumo mundial anual de energéticos.

15% da energia emitida pelo sol que chega a terra é reflectida de volta

para o espaço. Outros 30% são perdidos na evaporação da água a qual sobe

para a atmosfera produzindo chuva. A energia solar é também absorvida pelas

plantas, pela terra e oceanos. A energia restante, para manter o equilíbrio

energético do planeta, deve então ser emitida sob a forma de radiação térmica.

Considerando que a energia solar está disponível de forma

absolutamente gratuita, pergunta-se por que é seu aproveitamento ainda é tão

limitado? O problema é que a energia solar apresenta-se sob a forma

disseminada e a sua captação, pelo menos para potências elevadas, requer

instalações complexas e dispendiosas.

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O aproveitamento da energia solar poderá em teoria e a longo prazo

tornar-se como a grande solução para todos os problemas energéticos da

nossa sociedade, apesar de todas as vantagens aparentes possui também

desvantagens no decorrer do seu aproveitamento.

1.3.1 Vantagens da Energia Solar

A energia solar não polui durante seu uso. A poluição decorrente

da fabricação dos equipamentos necessários para a construção

dos painéis solares é totalmente controlável utilizando as formas

de controlo existentes actualmente.

As centrais necessitam de manutenção mínima.

Os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo

tempo que seu custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a

energia solar uma solução economicamente viável.

A energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil

acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a

enormes investimentos em linhas de transmissão.

Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é

viável em praticamente todo o território, e, em locais longe dos

centros de produção energética sua utilização ajuda a diminuir a

procura energética nestes e consequentemente a perda de

energia que ocorreria na transmissão.

1.3.2 Desvantagens da energia solar

Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a

situação climatérica (chuvas, neve), além de que durante a noite

não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios

de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais

onde os painéis solares não estejam ligados à rede de

transmissão de energia.

Locais em latitudes médias e altas (Ex: Finlândia, Islândia, Nova

Zelândia e Sul da Argentina e Chile) sofrem quedas bruscas de

produção durante os meses de Inverno devido à menor

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disponibilidade diária de energia solar. Locais com frequente

cobertura de nuvens (Londres), tendem a ter variações diárias de

produção de acordo com o grau de nebulosidade.

As formas de armazenamento da energia solar são pouco

eficientes quando comparadas por exemplo aos combustíveis

fósseis (carvão, petróleo e gás), e a energia hidroeléctrica (água).

Os painéis solares têm um rendimento de apenas 25%.

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Conclusão

Em suma, podemos concluir que a energia solar é muito importante para

o mundo moderno, pois polui menos a terra. Por outro lado a energia solar está

disponível de forma absolutamente gratuita, o que leva a criação de

equipamentos para o seu aproveitamento.

Também pudemos ver que muitos dos países do mundo estão a criar

condições para melhor aproveitar essa energia, como no caso do brasil,

estados unidos, Emirados Árabes e outros.

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Bibliografia

Lopez, Ricardo Aldabo. Energia Solar - Editora: Artliber

Walisiewicz, Marek Energia Alternativa - Solar, Eólica, Hidrelétrica e de

Biocombustíveis - Série Mais Ciência. Editora: Publifolha

BEZERRA, ARNALDO MOURA.  Aplicações Práticas de Energia Solar

   Editora: Nobel

 

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