O que é energia solar? Saiba tudo sobre o assunto

A energia solar é uma tecnologia inovadora que converte a irradiação solar em energia elétrica através do efeito fotovoltaico.

Em nível global, o setor energético é responsável por mais de dois terços das emissões de CO2 na atmosfera, embora a realidade brasileira seja bem diferente. Nesse cenário, a energia solar assume um papel central na transição para uma matriz elétrica limpa e renovável.

Além de seus benefícios ambientais, a energia solar também desempenha outros papéis significativos na sociedade, como a redução da conta de luz e a democratização do acesso à energia elétrica em áreas sem acesso à rede.

É importante destacar que a energia solar impulsiona a economia de diversos países, inclusive no Brasil, gerando empregos, renda e promovendo o desenvolvimento industrial e tecnológico.

Convidamos você a conhecer mais sobre a energia solar neste artigo produzido pela equipe do Canal Solar.

O que é energia solar?

A energia solar é a forma mais prática de gerar eletricidade atualmente. Na ciência, esse fenômeno é conhecido como efeito fotoelétrico, através do qual um material semicondutor (célula fotovoltaica) capta a radiação solar e a converte em corrente elétrica.

A energia solar é derivada das reações de fusão nuclear que ocorrem no núcleo do Sol, onde hidrogênio é convertido em hélio, liberando grandes quantidades de energia na forma de radiação eletromagnética.
Essa radiação, ao atingir a Terra, pode ser captada e transformada em energia utilizável, representando uma forma sustentável e renovável de suprir as necessidades energéticas humanas.

De uma perspectiva prática, a energia solar permite que o consumidor se torne um autoprodutor de eletricidade, proporcionando maior conforto, autonomia energética e redução na conta de luz.

Para que serve a energia solar?

A energia solar é vista como uma peça-chave na transição global para um sistema energético mais sustentável, contribuindo significativamente para reduzir a dependência de combustíveis fósseis e mitigar os efeitos das mudanças climáticas.

A eletricidade gerada através da energia solar pode ser usada em residências, empresas, indústrias, prédios públicos e na agricultura – alimentando máquinas, equipamentos, lâmpadas, eletrodomésticos e até mesmo carregando veículos elétricos.

Além da eletricidade, a energia solar tem o potencial de produzir combustíveis limpos, como o hidrogênio verde, oferecendo uma solução para o armazenamento de energia em forma de gás renovável.

Em sua forma térmica, a energia solar também pode ser aplicada em aquecimentos domésticos (como chuveiros, piscinas etc.) ou em processos industriais.

Como funciona a energia fotovoltaica?

De forma simples, a energia solar que utilizamos para gerar eletricidade funciona por meio de um conjunto de equipamentos chamado kit fotovoltaico. Esse kit inclui módulos solares, inversor para conversão da corrente elétrica, cabos especiais, estruturas de fixação, string box (caixa de passagem) e conectores específicos para fotovoltaica.

Os módulos fotovoltaicos, ou placas solares, convertem a luz em corrente elétrica contínua (CC). O inversor transforma essa corrente elétrica contínua (CC) em corrente alternada (CA), tornando-a utilizável para os sistemas elétricos convencionais. O string box (caixa de passagem) atua como um sistema de proteção elétrica – onde contém os componentes para tal função.

As placas fotovoltaicas podem ser instaladas em telhados de residências, comércios, indústrias, áreas rurais e prédios públicos. Além disso, esses equipamentos também são usados na construção de grandes usinas destinadas a fornecer eletricidade ao Sistema Interligado Nacional (SIN), conhecida como Geração Centralizada (GC).

Qual é o panorama econômico e de expansão energética no Brasil?

Até novembro de 2024, o Brasil superou a marca de 50 gigawatts (GW) em capacidade instalada de energia solar, atraindo mais de R$ 229,7 bilhões em investimentos e gerando mais de 1,5 milhão de empregos, conforme dados da ABSOLAR (Associação Brasileira de Energia Fotovoltaica). No entanto, essa realidade era bem diferente há cerca de 12 anos.

A trajetória da energia solar no Brasil teve início em 2012, quando a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) lançou o modelo de Geração Distribuída (GD), possibilitando que consumidores produzissem sua própria energia em residências, empresas, prédios públicos e áreas rurais.

Em 2014, o governo federal realizou o primeiro leilão de energia solar centralizada no país, resultando na contratação de 890 megawatts (MW). O certame foi um sucesso e apresentou um dos menores preços da energia solar no mundo naquela época.

Ao longo dos anos, um conjunto de incentivos regulatórios e fiscais foi implementado para impulsionar o mercado, mas a tecnologia só começou a se tornar acessível a partir de 2017. A combinação da redução dos preços dos equipamentos fotovoltaicos com os sucessivos aumentos na tarifa de energia criou o cenário ideal para o crescimento da energia solar.

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Entre 2017 e 2022, a capacidade instalada de energia solar no Brasil disparou de 1,5 GW para 25,3 GW, um aumento impressionante de cerca de 2.000%.

Em 2022, o Congresso Nacional aprovou o marco legal da geração distribuída, com a Lei 14.300/2022 entrando em vigor em janeiro de 2023, trazendo maior estabilidade regulatória e segurança jurídica para investidores e consumidores envolvidos na GD.

Em 2023, o Brasil alcançou a sexta posição no ranking mundial de energia solar, com 37,4 GW de capacidade instalada, ficando atrás apenas da China (609,3 GW), Estados Unidos (137,7 GW), Japão (87,1 GW), Alemanha (81,7 GW) e Índia (72,7 GW), de acordo com a IRENA (Agência Internacional de Energia Renovável).

Considerando o ritmo acelerado de crescimento e as condições climáticas favoráveis, a energia solar no Brasil está posicionada para uma expansão ainda mais significativa nos próximos anos.

Quais são os tipos de energia solar?

Existem três principais formas de aproveitar a energia solar:

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Energia solar fotovoltaica: utiliza módulos fotovoltaicos para converter a luz do sol diretamente em eletricidade através de células fotovoltaicas. A energia produzida pelos painéis fotovoltaicos pode ser utilizada para alimentar máquinas, eletrodomésticos, lâmpadas, carros elétricos ou qualquer tipo de equipamento que necessite de eletricidade para o seu funcionamento. 

Energia solar térmica: utiliza coletores solares para captar o calor do sol e aquecer fluidos, como água. Esse fluido aquecido pode ser usado em sistemas de aquecimento doméstico, em processos industriais ou em piscinas.

Além disso, também existe a energia heliotérmica, também conhecida como energia solar de concentração (CSP, na sigla em inglês). É uma tecnologia que utiliza espelhos ou lentes para concentrar a luz solar em um único ponto, gerando calor intenso. Esse calor é então usado para produzir vapor, que aciona uma turbina e gera eletricidade.

A energia heliotérmica pode ser utilizada de várias maneiras, por exemplo, geração de eletricidade em grande escala, armazenamento de energia térmica, processos industriais e dessalinização da água. 

Onde a energia solar pode ser aplicada?

A energia solar é uma fonte renovável e sustentável de energia, com diversas aplicações em diferentes áreas. Aqui estão algumas das principais:

Geração Distribuída (Fotovoltaica): os módulos fotovoltaicos são usados para gerar eletricidade em casas, empresas e indústrias, reduzindo a dependência da rede elétrica e diminuindo os custos com energia. 

Geração Centralizada (Fotovoltaica): grandes instalações que captam energia solar em larga escala e a convertem em eletricidade para abastecer cidades e regiões inteiras. Essa aplicação é fundamental para a diversificação da matriz elétrica.

Solar térmica: utilizada em residências, hotéis e piscinas para aquecer a água de forma eficiente, utilizando coletores solares que captam o calor do sol.

Dessalinização de água: utilizado para remover o sal e outros minerais da água do mar, tornando-a potável. Este processo é particularmente útil em regiões costeiras com escassez de água doce.

Luminárias solares: painéis solares carregam baterias durante o dia e fornecem iluminação à noite. São comuns em áreas públicas, como ruas e parques, além de jardins e quintais.

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Bombas de água: utilizadas em áreas rurais para irrigação e abastecimento de água. Elas são alimentadas por energia solar, eliminando a necessidade de combustíveis fósseis ou eletricidade da rede.

Fogões solares: equipamentos que utilizam o calor do sol para cozinhar alimentos. São especialmente úteis em áreas remotas, onde a madeira ou o gás são escassos ou caros.

Sistemas de refrigeração: utilizados para conservar alimentos e medicamentos em áreas remotas, onde a eletricidade convencional não está disponível.

Carregadores solares: pequenos dispositivos que utilizam painéis solares para carregar celulares, laptops e outros aparelhos eletrônicos.

Veículos elétricos: automóveis que utilizam painéis solares para alimentar seus motores, reduzindo a emissão de poluentes.

Quais são os benefícios da energia solar?

A energia solar está se tornando cada vez mais acessível e popular, desempenhando um papel crucial na promoção da sustentabilidade e na redução das emissões de gases de efeito estufa. Veja alguns dos principais benefícios:

Diversificação da matriz energética: a energia solar é essencial para impulsionar a transição energética, diminuindo a dependência de combustíveis fósseis. Ao integrar uma fonte renovável e limpa na matriz elétrica, ela não apenas reduz o impacto ambiental, mas também aumenta a segurança e a resiliência do fornecimento de energia.

Autonomia energética: a instalação de placas solares em residências, comércios e indústrias permite que esses estabelecimentos reduzam sua dependência da energia fornecida pelas concessionárias de distribuição. Isso significa maior controle sobre o consumo energético e proteção contra aumentos tarifários.

Sustentabilidade ambiental: a energia fotovoltaica desempenha um papel vital na mitigação das mudanças climáticas, contribuindo significativamente para a redução das emissões de gases de efeito estufa, que são os principais responsáveis pelo aquecimento global. 

Redução de custos: a energia solar proporciona uma eletricidade mais barata tanto para consumidores de geração distribuída (aqueles que produzem sua própria energia) quanto para aqueles que utilizam a geração centralizada. Com o tempo, o investimento em sistemas solares tende a se pagar, resultando em uma economia considerável nas contas de energia.

Valorização do imóvel: edifícios equipados com sistemas de energia solar tendem a ser mais valorizados no mercado imobiliário. Além do apelo ecológico, que atrai compradores preocupados com o meio ambiente, esses imóveis oferecem a perspectiva de menores custos operacionais, o que aumenta seu valor de revenda.

A adoção da energia solar não é apenas uma escolha econômica e prática, mas também um compromisso com o futuro do planeta. Ao optar por essa tecnologia, estamos investindo em um mundo mais limpo, sustentável e energeticamente independente.

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E as desvantagens ?

Uma das poucas desvantagens da energia solar é a redução na produção de energia em dias nublados, chuvosos ou durante a noite. No entanto, se o seu sistema estiver conectado à rede elétrica, você não ficará sem energia, pois a rede compensará essa variação. Outra opção é a instalação de bancos de baterias, que armazenam a energia gerada para uso posterior, garantindo o fornecimento mesmo quando o sol não está disponível.

Outro ponto a considerar é o custo inicial elevado para a instalação dos painéis solares, o que pode ser um desafio para algumas pessoas e empresas. Contudo, existem linhas de financiamento específicas que tornam essa aquisição mais acessível. Além disso, os preços dos equipamentos têm caído drasticamente ao longo dos anos, tornando a energia solar uma opção cada vez mais viável economicamente.

Embora os sistemas solares exijam pouca manutenção, os painéis precisam ser limpos regularmente para garantir que funcionem de maneira eficiente. Isso pode ser um desafio em áreas com muita poeira, poluição ou neve.

Como implementar um sistema de energia fotovoltaica?

A instalação de um sistema solar bem-sucedido começa com a escolha de um fornecedor qualificado, pois a tecnologia solar exige conhecimentos técnicos especializados. É crucial garantir que a estrutura para os painéis solares seja resistente, livre de sombras e bem exposta ao sol. Solicite a visita de um técnico para avaliar a viabilidade da instalação.

Além disso, o custo dos kits solares varia conforme o tamanho do sistema e a qualidade dos equipamentos. É essencial optar por equipamentos de alta qualidade para garantir um bom desempenho e durabilidade. Antes da instalação, analise o consumo energético do imóvel e certifique-se de que os painéis estão orientados e inclinados adequadamente.

Após a instalação, é necessário homologar o sistema junto à concessionária de energia elétrica e seguir o processo de conexão à rede. Também é importante realizar manutenção regular, incluindo limpeza dos painéis e inspeção dos componentes, para assegurar a longevidade e eficiência do sistema. Com essas etapas, você poderá implementar um sistema solar de forma segura e eficiente.

Quais são os principais desafios da implementação da energia fotovoltaica?

A instalação de sistemas solares pode envolver processos burocráticos e regulamentações que variam conforme a localidade, incluindo a obtenção de licenças e aprovações necessárias.

Além disso, integrar sistemas solares à rede elétrica pode ser complicado, especialmente em áreas onde a infraestrutura elétrica não é adequada para lidar com a intermitência da geração solar.

Apesar de a manutenção de sistemas solares ser geralmente simples, é importante realizar a limpeza regular dos painéis e inspecionar os componentes para garantir o bom funcionamento do sistema. A falta de manutenção pode diminuir sua eficiência.

Por fim, sistemas solares requerem uma área adequada para a instalação dos painéis. Em áreas urbanas densas ou propriedades com espaço limitado, encontrar um local adequado pode ser um desafio. Nesse caso, uma alternativa é optar pelo serviço de energia solar por assinatura, que não exige a instalação de equipamentos.

Afinal, vale a pena investir em energia fotovoltaica?

Utilizar a energia solar é um ótimo investimento, pois não só reduz a conta de luz, como também contribui para preservar o meio ambiente.

Embora o custo inicial seja elevado, os sistemas solares têm baixa manutenção e durabilidade de 25 a 30 anos, e o prazo de retorno do investimento ocorre entre 4 e 7 anos. 

A instalação de painéis solares pode aumentar o valor do imóvel, tornando-o mais atraente para potenciais compradores que valorizam a sustentabilidade e a eficiência energética.

Considerando esses aspectos, o investimento em energia fotovoltaica pode ser altamente vantajoso, oferecendo benefícios econômicos e ambientais que compensam o custo inicial e os desafios associados à sua implementação.

Conte com o Canal Solar para ficar por dentro de tudo sobre energia solar, confira aqui!

Conclusão

Ao longo deste artigo fica claro os diversos benefícios da energia solar, como redução da conta de luz, autonomia energética e valorização do imóvel. É possível notar que a tecnologia tem ótimo custo x benefício não só para pequenos consumidores, como para atender a rede nacional. No contexto ambiental, a energia solar é e será essencial para reduzir as emissões de carbono na atmosfera e promover a transição energética.