Aula 8 energia solar

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ENERGIA SOLAR
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A energia solar é aquela energia obtida pela luz do Sol, pode ser captada com painéis solares. 
Energia Solar
O Sol envia para a Terra energia equivalente a cerca de 10.000 vezes o consumo mundial de energia bruta
ENERGIA SOLAR
 PRINCIPAIS APLICAÇÕES COMERCIAIS
CALOR
Coletores para aquecimento solar (baixa temperatura)
ENERGIA ELÉTRICA
Célula fotovoltaica 
Heliotérmica (cilindro parabólico, torre central e disco parabólico)
A energia solar ajuda as economias de muitos países, e é essencial para manter a produção vegetal, aquecer e gerar ventos, evaporar a água e alimentar o ciclo hidrológico. 
Mas a capacidade de operar diretamente a economia com tecnologia solar é muito limitada. 
Energia Solar
Energia Solar
Quase todas as fontes de energia – hidráulica, biomassa, eólica, combustíveis fósseis e energia dos oceanos – são formas indiretas de energia solar.
Entre os vários processos de aproveitamento da energia solar, os mais usados atualmente são o aquecimento de água e a geração fotovoltaica de energia elétrica. 
Além disso, a radiação solar pode ser utilizada diretamente como fonte de energia térmica, para aquecimento de fluidos e ambientes e para geração de potência mecânica ou elétrica. Pode ainda ser convertida diretamente em energia elétrica, através de efeitos sobre determinados materiais, entre os quais se destacam o termoelétrico e o fotovoltaico.
Energia Solar
É COMO GUARDAR O SOL DE DIA PARA ACENDER À
NOITE DENTRO DE CASA
A terra e sua atmosfera é banhada permanentemente por uma radiação solar de 173 milhões de GW. Essa enorme energia é igual a 50 mil vezes a energia elétrica que a terra consumirá no ano de 2025 se seguir a mesma evolução de consumo dos últimos anos.
Tecnologia e usos da energia solar
A maneira mais prática e promissora de captar energia solar, e que tem demostrado amplamente sua facilidade e confiabilidade, são as transformações diretas da luz do sol em energia elétrica por meio de células fotovoltaicas chamadas comumente de placas solares.
Tecnologia e usos da energia solar
Energia solar passiva: aproveita o calor do sol sem necessidade de mecanismos ou sistemas mecânicos;
Energia solar térmica: para produzir água quente de baixa temperatura para uso sanitário ou calefação;
Energia solar fotovoltaica: para produzir eletricidade mediante placas de semicondutores que se alteram com a radiação solar.
Energia solar hibrida: combina a energia solar com outra energia, dependendo da energia que se combina é chamada de hibridação. 
	EX: energia solar + energia eólica.
Classificação da energia solar
Coletores Solar e Painéis Fotovoltaicos
O Brasil possui a sétima maior área de coletores solares instalados do mundo: 3,1 milhões de m²
84% no setor residencial
15% no setor terciário (hotéis e serviços)
1% no setor industrial
Em termos populacionais, o Brasil possui apenas 1,72 m² de área coletora instalada para cada 100 mil habitantes, muito atrás de Chipre (84,4), Barbados (26,9) e Turquia (13,5);
A taxa média de crescimento anual da área coletora instalada no Brasil é de 14%, enquanto no Canadá é de 50%, na Alemanha 39%, na França e Grécia, 34%.
Coletor para Aquecimento Solar
CUSTOS INDICATIVOS DA ENERGIA SOLAR PARA PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA NO PLANEJAMENTO
Heliotérmica – cerca de US$330/MWh
Fotovoltaica – cerca de US$530/MWh
 Comparações com outras Opções:
 Hidroelétrica – cerca de US$50/MWh
 Biomassa – cerca de US$70/MWh
 Carvão Nuclear – cerca de US$80 a US$100/MWh
 Eólica – Cerca de US$100/MWh
Impactos Sócio-ambientais 
Uma das restrições técnicas à difusão de projetos de aproveitamento de energia solar é a baixa eficiência dos sistemas de conversão de energia, o que torna necessário o uso de grandes áreas para a captação de energia em quantidade suficiente para que o empreendimento se torne economicamente viável.
Comparando-se, contudo, a outros recursos, como a energia hidráulica, por exemplo, observa-se que a limitação de espaço não é tão restritiva ao aproveitamento da energia solar. 
Vantagens da Energia Solar
 A energia solar não polui durante seu uso;
 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. 
Desvantagens da Energia Solar
 Um painel solar consome uma quantidade enorme de energia para ser fabricado;
 Alto custo de implantação;
 Existe variação nas quantidades produzidas de acordo com a situação atmosférica (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. 
 AQUECEDORES DE ÁGUA POR ENERGIA SOLAR. 
A energia solar é amplamente utilizada em climas ensolarados para esquentar painéis com tubos, nos quais a água se esquenta, porque sua superfície negra absorve energia solar. 
Esta água quente é armazenada em tanques e é usada diretamente como água quente ou bombeada para ajudar no aquecimento da casa. 
Estes aquecedores solares de água são caros porque são feitos de custosos vidros, plásticos e metais. 
Os aquecedores solares de água não são fontes de energia, são dispositivos consumidores; todos eles utilizam mais energia do que produzem.
Todavia, os aquecedores solares usam menos energia que aquecedores elétricos ou a gás, sendo uma alternativa para economizar energia. 
 AQUECEDORES DE ÁGUA POR ENERGIA SOLAR. 
Ao uso de fontes como aquecedores solares de água que não rendem a energia líquida, mas proporcionam energia e ajudam a economizar outros tipos de energia mais valiosos, é dito que são medidas de conservação de energia. 
A decisão de se economizar energia vai depender de se ter em mãos recursos para pagar o alto custo inicial do equipamento solar e de uma avaliação se esta é a melhor aplicação para seu capital. 
 AQUECEDORES DE ÁGUA POR ENERGIA SOLAR. 
CÉLULAS SOLARES VOLTAICAS (CÉLULAS FOTOVOLTAICAS). 
As células fotovoltaicas geram eletricidade a partir de luz solar. 
Os cloroplastos verdes em plantas são células fotovoltaicas que iniciam o processo de fotossíntese gerando inicialmente eletricidade no sistema bioquímico.
Grande parte do meio ambiente do mundo está coberto por "células fotovoltaicas verdes". 
Estão realizando várias investigações para aproveitar o processo fotovoltaico usando células metálicas de silício, que possuem quase a mesma eficiência e saída de poder que as células de vegetais verdes. 
Quando consideramos toda a energia solar indireta em bens e serviços a produção é pequena, comparada com qualquer energia líquida de versões hardware. 
CÉLULAS SOLARES VOLTAICAS (CÉLULAS FOTOVOLTAICAS). 
O que são painéis solares fotovoltaicos?
São equipamentos eléctricos, constituidos por material semicondutor, 
que convertem a energia solar em energia eléctrica...
Telescópio Hubble
O que são painéis solares fotovoltaicos?
▬
+
Silício
Potência fotovoltaica
100...150W/m2
O que são painéis solares fotovoltaicos?
A energia eólica baseia-se na transformação da energia do sol em energia elétrica ou térmica.
Luz Solar
Painel Fotovoltaico
Energia Elétrica
Eletrolizador
Hidrogenio
Célula de Combustível
TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA
TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA:
Esquema de funcionamento
 Produção da Energia:
 Luz solar incide Sobre células Fotovoltaicas;
 Ao incidir num elétron de Valência quebra a Ligação (do átomo) E é libertado (o elétron);
Sendo um eletro livre move-se pelo Cristal;
Forma fluxo de Elétrons -> Corrente (luz).
TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA:
Esquema de funcionamento
Elementos do sistema fotovoltaico
Grupo acumulador (Baterias);
Controlador de carga;
Inversor de corrente;
Sistema de apoio.
Arsenito de gálio (GaAS);
Silício (Si);
Silício monocristalino;
Silício policristalino;
Filmes finos:
Silício amorfo;
Telureto de cádmio (CdTe);
Disseleneto de cobre e indium (CIS).
MATERIAIS CONSTITUINTES DOS PAINÉIS SOLARES
TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA
As aplicações mais importantes da tecnologia fotovoltaica no Brasil são:
Telecomunicações;
Eletrificação rural;
Bombeamento de água.
	Não constituem um mercado, no sentido estrito da palavra, já que são aplicações a cargo de, praticamente, um único comprador. 
Desde 1995 está em vigência no Brasil um programa de grande porte de caráter publico, PRODEM (Programa de Desenvolvimento de Estados e Municípios, MME). 
O Programa, destinado a melhorar as condições de vida da população rural, tem instalado e está instalando milhares de equipamentos de eletrificação rural, em escolas e postos de saúde assim como sistemas comunitários de abastecimento de água. 
Dada sua importância, descreveremos sucintamente o universo ao qual está destinado, as dimensões do programa e suas perspectivas de crescimento para as próximas décadas.
TECNOLOGIA FOTOVOLTAICA
Média anual de insolação diária no Brasil (horas)
APLICAÇÕES
ENERGIA SOLAR NA FRUTICULTURA IRRIGADA
ENERGIA SOLAR NA FRUTICULTURA IRRIGADA
Projeto Sol e Frutas (ESALQ/USP) 
Aquecedor solar de água
Maior aquecedor solar de garrafas pet do Brasil, instalado na 15ª Companhia de Engenharia de Combate do Exército Brasileiro (1800 garrafas). Abastece 50 soldados. 
Produto ecologicamente correto e tem alto desempenho, podendo chegar a 37ºC no inverno e 50ºC no verão, proporcionando uma economia de aproximadamente 35% de energia elétrica.
SECADOR SOLAR
LUZ PARA TODOS 1
LUZ PARA TODOS 2
LUZ PARA TODOS 3