Dúvidas Frequentes

Energia solar é o aproveitamento da luz e do calor do sol para realizar “trabalho”. Esse recurso é utilizado por meio de diferentes tecnologias limpas em constante evolução, como o aquecimento solar, a energia solar fotovoltaica, a energia heliotérmica, a arquitetura solar e a fotossíntese artificial.

A energia solar pode ser classificada como ativa ou passiva, dependendo da forma como captura, converte e distribui essa energia.

Entre as técnicas solares ativas estão o uso de concentradores solares térmicos das usinas heliotérmicas, os aquecedores solares de água, a secagem de grãos, a refrigeração solar, os painéis fotovoltaicos e aquecimento para processos industriais.

Entre as técnicas solares passivas estão a orientação adequada de um edifício em relação ao movimento anual do sol, a seleção de materiais com massa térmica favorável ou propriedades translúcidas e projetos de espaços que façam o ar circular naturalmente.

As primeiras utilizações da luz do sol pelo ser humano datam das civilizações Grega e Romana, que utilizam “espelhos queimadores” para refletir a luz e acender fogueiras em cerimônias religiosas.

As primeiras experiências para entender melhor a capacidade do sol de aquecer a água foram documentadas em 1767 pelo suíço Horace de Saussure, que fez várias experiências com uma caixa revestida com isolamento térmico.

Depois, o norte-americano Clarence Kemp patenteou um Aquecedor composto de tanques de cobre que ficavam dentro de uma caixa de madeira, com isolamento térmico e vidro na cobertura. Mas esse sistema perdia muito calor à noite. E foi então outro norte-americano, William Bailey , quem avançou nesse sentido, patenteando um Aquecedor Solar muito parecido com os modelos que ainda são usados nos 4 cantos do mundo.

Em 1839 A. E. Becquerel observou pela primeira vez o fenômeno fotoelétrico, confirmado posteriormente por Heinrich Hertz em 1887 (que ficou conhecido como efeito Hertz) e descrito por Albert Einstein em 1905, por meio de artigo que sustentava que um raio de luz não deveria ser tratado como uma onda, mas sim como um complexo de partículas de energia que se espalham pelo espaço (efeito fotoelétrico).

De acordo com a teoria eletromagnética clássica, o efeito fotoelétrico poderia ser atribuído à transferência de energia da luz para um elétron. Nessa perspectiva, uma alteração na intensidade da luz induziria mudanças na energia cinética dos elétrons emitidos do metal.

No seu movimento de translação ao redor do sol, a terra recebe 1 410 W/m² de energia. Desse total aproximadamente 19% são absorvidos pela atmosfera e 35% são refletidos pelas nuvens. Ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz visível e luz ultravioleta.

A energia solar utiliza uma fonte de energia gratuita, limpa e inesgotável, o Sol. Sua utilização é ecologicamente correta, pois não polui, sendo considerada uma energia limpa.

É o aproveitamento da energia solar onde a energia luminosa é convertida diretamente em energia elétrica, para alimentar aparelhos ou ser conectada à rede elétrica de concessionária de energia.

As usinas heliotérmicas são grandes áreas em regiões com incidência solar privilegiada dotadas de equipamentos que captam a energia solar (coletores em forma de concentradores e pratos com tecnologia Stirling) para geração de eletricidade.

A produção de eletricidade acontece em dois passos: primeiro, os raios solares concentrados aquecem um receptor e, depois, este calor entre 350 °C e1000 °C é usado para iniciar o processo convencional da geração de energia elétrica por meio da movimentação de uma turbina a vapor.

No aquecimento solar, a luz do Sol é utilizada para aquecer a água de uso sanitário (banho e piscina em casas, hotéis, lavanderias, prédios (≈80 °C), o objetivo aqui não é a geração de energia elétrica.

É um equipamento utilizado para o aquecimento da água pelo calor do sol e seu armazenamento para uso posterior (energia solar térmica) e substitui a eletricidade ou gás nessa função reduzindo o consumo na conta de luz. É composto por coletores solares (placas), onde ocorre o aquecimento da água através dos raios solares e um reservatório térmico (boiler), onde é armazenada a água quente, geralmente no período noturno, quando não há sol.

A energia solar térmica tem rendimento médio de 60%, ou seja, do que absorve de energia do sol, 60% são transferidos para a água em forma de calor. A energia fotovoltaica tem rendimento médio de 20%, ou seja, do que absorve de energia do sol, 60% são convertidos em eletricidade.

Onde houver necessidade de água quente é possível a sua utilização. Como exemplo em residências; edifícios; hotéis; motéis; indústrias; piscinas; hospitais; vestiários, cozinhas industriais, lavanderias etc.

É possível utilizar a energia solar para gerar eletricidade, mas é uma tecnologia diferente com grandes equipamentos. O sistema de aquecimento de água (energia solar térmica) serve para o aquecimento direto de água e não é capaz de gerar eletricidade, embora ambas utilizam o sol como fonte de energia. Suas grandes vantagens são que proporcionam elevada economia de energia na conta de luz.

A temperatura obtida na água com o aquecedor solar dependerá de fatores diversos como: região, tecnologia empregada, tipo de aplicação, época do ano, condições climáticas e características da instalação. Como exemplo, uma instalação residencial no estado de São Paulo em um dia pleno de Sol atingirá a temperatura de cerca de 50°C no inverno e 70°C no verão.

A instalação de mais coletores requer um planejamento que considere a forma de utilização da energia no imóvel, se há necessidade de água quente e eletricidade, o uso poderá ser combinado com coletores solares térmicos e painéis solares fotovoltaicos, contudo, sempre privilegiando inicialmente os coletores térmicos, em razão de menor custo e melhor rendimento.

Com a economia de energia proporcionada pela energia solar térmica e fotovoltaica o retorno do dinheiro investido dependerá das características do projeto. Considerando-se um consumo mensal de cerca de 220 kWh/mês (que é a média da região sudeste por residência), com aquecimento solar, o retorno acontece entre 24 e 36 meses. Já para sistema fotovoltaico, o retorno acontece entre 48 e 60 meses. Com um sistema combinado, o retorno do investimento é em cerca de 30 a 40 meses.

Tanto o coletor térmico solar como o painel fotovoltaico, a vida útil média é bem longa. Nos sistemas de aquecimento solar (coletor e reservatório térmico) esse prazo é de no mínimo 25 anos. Para os painéis fotovoltaicos, esse período é de 20 anos. Em ambas as tecnologias, é preciso considerar as condições climáticas e respeitadas as manutenções programadas indicadas pelos fabricantes.

No caso do coletor solar térmico, quando a insolação não for suficiente para o aquecimento da água, o aquecimento é complementado por um sistema auxiliar elétrico, uma vez que a água já estará pré-aquecida. Esse sistema normalmente fica desligado, devendo ser acionado somente quando realmente necessário. Para o sistema fotovoltaico haverá menor geração de energia e consequente aumento da dependência da energia da concessionária ou das baterias para sistemas isolados, sendo muito importante que seus projetos sejam realizados e instalados por empresas e profissionais capacitadas.

O reservatório térmico tem a capacidade de conservar a água aquecida, mas com o passar das horas, haverá perda de temperatura. Contudo, essa perda, na maioria das vezes, não chega a prejudicar o funcionamento do sistema já que aquece a água a temperaturas bem mais elevadas. Quando necessário, a temperatura poderá ser complementada através do sistema auxiliar elétrico.

O sistema auxiliar possui uma resistência elétrica de potência reduzida, que varia de 1,5 kW a 3,5 kW, com consumo de no máximo 3,5 kWh, a cada hora em que estiver em funcionamento.

O sistema auxiliar elétrico deve ser mantido desligado e ser acionado somente quando houver necessidade, pois, ele é acionado automaticamente a qualquer momento quando não há insolação suficiente para aquecer a água, contudo, não é aconselhável que ele seja mantido ligado, justamente para evitar seu funcionamento em momentos desnecessários.

Sim, ao invés de usar o sistema elétrico auxiliar que faz parte do aquecimento solar, pode se utilizar um aquecedor a gás de passagem para realizar a complementação do aquecimento da água nos dias em que o sol não aqueça plenamente.

Sim, porém vale lembrar que é importante utilizá-lo na posição “verão” para evitar comprometer o consumo de energia do país, principalmente nos horários de pico de consumo. Neste caso, o mais indicado é a utilização de chuveiros inteligentes com controles digitais de temperatura, os quais usam apenas a quantidade de energia necessária para complementar o aquecimento da água, evitando assim desperdícios e sobrecarga do sistema elétrico da concessionária.

Deve-se mantê-los limpos para não prejudicar a eficiência do equipamento. O procedimento para isto se restringe a apenas lavá-los com água e sabão neutro quando estiverem sujos, sempre no começo da manhã para evitar choque térmico e, consequentemente, quebra do vidro. Este procedimento é indicado para ser feito pelo menos duas vezes ao ano, nos meses de abril e de julho, época em que a radiação solar é menor.

Devido à baixa temperatura, pode ocorrer congelamento da água que está no interior do coletor. Isso ocasionará uma expansão da água e poderá danificar os tubos dos coletores. É o mesmo que acontece quando se esquece uma garrafa cheia dentro do freezer. Para evitar que isso aconteça, para instalação de coletores solares em regiões sujeitas a baixas temperaturas extremas há uma válvula elétrica que evita a possibilidade de congelamento do sistema devido à queda de temperatura, sendo que nessas situações ela se abre, eliminando a água gelada contida no interior dos coletores.

Não, pois o sistema de aquecimento de piscina não possui reservatório térmico (boiler) e o de banho possui. Nesses casos deve-se instalar sistemas independentes.

Todos os funcionários que trabalham com a instalações elétricas devem adotar procedimentos para evitar acidentes, a fim de assegurar condições seguras de trabalho principalmente em situações como:

• Trabalho em altura;
• Locais sem sinalização de segurança;
• Telhados que não estejam em boas condições.

De forma geral, para que esses riscos sejam evitados, é preciso que a empresa e o profissional estejam devidamente capacitados e com uso de EPIs – Equipamentos de Proteção Individual, além do cumprimento de todas as normas vigentes.