ENERGIA SOLAR

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ENERGIA SOLAR
O QUE É?
A energia solar é a energia eletromagnética cuja fonte é o sol. Ela pode ser transformada em energia térmica ou elétrica e aplicada em diversos usos. As duas principais formas de aproveitamento da energia solar são a geração de energia elétrica e o aquecimento solar de água. 
São usados basicamente dois sistemas para a produção de energia elétrica:
Heliotérmico: Nesse sistema a irradiação é convertida primeiramente em energia térmica, é só posteriormente em energia elétrica.
Como funciona: Os coletores de energia solar heliotérmica são equipamentos que captam a radiação solar e a convertem em calor, transferindo este calor para um fluido (ar, água, ou óleo, em geral). Os coletores possuem uma superfície refletora, que direciona a radiação direta a um foco, onde está localizado um receptor. Uma vez tendo absorvido o calor, o fluido escoa pelo receptor. 
Fotovoltaico: Aqui a irradiação solar é convertida diretamente em energia elétrica.
Como funciona: As células fotovoltaicas (ou células de energia solar) são feitas a partir de materiais semicondutores (normalmente o silício). Quando a célula é exposta à luz, parte dos elétrons do material iluminado absorve fótons (partículas de energia presentes na luz solar).
Os elétrons livres são transportados pelo semicondutor até serem puxados por um campo elétrico. Este campo elétrico é formado na área de junção dos materiais, por uma diferença de potencial elétrico existente entre esses materiais semicondutores. Os elétrons livres são levados para fora das células de energia solar e ficam disponíveis para serem usados na forma de energia elétrica.
Ao contrário do sistema heliotérmico, o sistema fotovoltaico não requer alta irradiação solar para funcionar. Contudo, a quantidade de energia gerada depende da densidade das nuvens, de forma que um número baixo de nuvens pode resultar em uma menor produção de eletricidade em comparação a dias de céu completamente aberto.
A eficiência da conversão é medida pela proporção de radiação solar incidente sobre a superfície da célula que é convertida em energia elétrica. Normalmente, as células mais eficientes proporcionam 25% de eficiência.
Segundo o Ministério do Meio Ambiente, o governo desenvolve projetos de geração de energia solar fotovoltaica para suprir as demandas energéticas das comunidades rurais e isoladas. Estes projetos focam algumas áreas como: bombeamento de água para abastecimento doméstico, irrigação e piscicultura; iluminação pública; sistemas de uso coletivo (eletrificação de escolas, postos de saúde e centros comunitários); atendimento domiciliar.
Aproveitamento térmico
Outra forma de aproveitamento de radiação solar é o aquecimento térmico. O aquecimento térmico a partir de energia solar pode ser feito por meio de um processo de absorção da luz solar por coletores, que são normalmente instalados nos telhados das edificações e residências (conhecidos como painéis solares).
Como a incidência de radiação solar sobre a superfície terrestre é baixa, é necessário instalar alguns metros quadrados de coletores.
Segundo a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel), para atender o suprimento de água aquecida em uma residência de três a quatro moradores, são necessários 4 m² de coletores. Apesar da demanda por esta tecnologia ser predominantemente residencial, também existe o interesse de outros setores, como edifícios públicos, hospitais, restaurantes e hotéis.
Vantagens e desvantagens da Energia Solar
A energia solar é considerada uma fonte de energia renovável e inesgotável. Ao contrário dos combustíveis fósseis, o processo de geração de energia elétrica a partir da energia solar não emite dióxido de enxofre (SO2), óxidos de nitrogênio (NOx) e dióxido de carbono (CO2) - todos gases poluentes com efeitos nocivos à saúde humana e que contribuem para o aquecimento global.
A energia solar também se mostra vantajosa em comparação a outras fontes renováveis, como a hidráulica, pois requer áreas menos extensas do que hidrelétricas.
O incentivo à energia solar no Brasil é justificado pelo potencial do país, que possui grandes áreas com radiação solar incidente e está próximo à linha do Equador.
As regiões semiáridas do nordeste brasileiro são ideias para a geração de energia heliotérmica, pois atendem às condições de alta irradiação solar e baixa pluviosidade.
A não dependência da alta irradiação é uma grande vantagem do sistema fotovoltaico, o que contribui para que seja uma alternativa.
No caso da energia fotovoltaica, a desvantagem mais frequentemente apontada é o alto custo de implantação e a baixa eficiência do processo, que varia de 15% a 25%.
No entanto, outro ponto de extrema importância a ser considerado na cadeia produtiva do sistema fotovoltaico é o impacto socioambiental causado pela matéria prima mais comumente usada para compor as células fotovoltaicas, o silício.
A mineração do silício, assim como qualquer outra atividade de mineração, tem impactos para o solo e a água subterrânea da área de extração. Além disso, é imprescindível que sejam proporcionadas boas condições ocupacionais aos trabalhadores, a fim de evitar acidentes de trabalho e desenvolvimento de doenças ocupacionais. A Agência Internacional de Pesquisa sobre o Câncer (Iarc) aponta, em relatório, que a sílica cristalina é cancerígena, podendo causar câncer de pulmão ao ser cronicamente inalada.
O relatório do Ministério de Ciência e Tecnologia aponta outros dois pontos importantes relacionados ao sistema fotovoltaico: o descarte dos painéis deve receber destinação apropriada, uma vez que estes apresentam potenciais de toxicidade; e a reciclagem de painéis fotovoltaicos também não atingiu um nível satisfatório até o momento.
Outro ponto importante é que, apesar do Brasil ser o segundo maior produtor de silício metálico do mundo, perdendo apenas para a China, a tecnologia para a purificação do silício a nível solar ainda está em fase de desenvolvimento. Um problema recentemente identificado, principalmente em plantas hipotérmicas, é a queima não intencional de pássaros que passam pela região.
Portanto, mesmo sendo renovável e não emitindo gases, a energia solar ainda esbarra em empecilhos tecnológicos e econômicos. Apesar de promissora, a energia solar se tornará viável economicamente apenas com a cooperação entre setores públicos e privados, e com o investimento em pesquisas para o aprimoramento das tecnologias que englobam o processo produtivo, desde a purificação do silício até o descarte das células fotovoltaicas.
A Energia Elétrica
A energia elétrica é uma forma de gerar energia baseada na geração de diferenças de potencial elétrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos.
Mediante a transformação adequada é possível obter que tal energia mostre-se em outras formas finais de uso direto, em forma de luz, movimento ou calor, segundo os elementos da conservação da energia.
É uma das formas de energia que a humanidade mais utiliza na atualidade, graças a sua facilidade de transporte, baixo índice de perda energética durante conversões.
A energia elétrica é obtida principalmente através de termoelétricas, usinas hidrelétricas, usinas eólicas e usinas termonucleares. A geração de energia elétrica se leva a cabo mediante diferentes tecnologias.
As principais aproveitam um movimento rotatório para gerar corrente alternada em um alternador. O movimento rotatório pode provir de uma fonte de energia mecânica direta, como a corrente de uma queda d’água ou o vento, ou de um ciclo termodinâmico.
Em um ciclo termodinâmico se esquenta um fluido e se consegue com que realize um circuito no qual move um motor ou uma turbina. O calor deste processo se obtém mediante a queima de combustíveis fósseis, as reações nucleares ou outros processos, como o calor proveniente do interior da Terra ou o calor do Sol.
A geração de energia elétrica é uma atividade humana básica já que está diretamente relacionada com os requerimentos primários da humanidade.
Todas as
formas de utilização das fontes de energia, tanto as convencionais como as denominadas alternativas ou não convencionais, agridem em maior ou menor medida o nosso meio ambiente.
Energia Hidroelétrica X Energia Solar
Nos dias de hoje se fala muito sobre energia limpa e invariavelmente surge a questão de qual energia é mais vantajosa, a energia solar ou energia hidrelétrica.
A energia hidrelétrica é a energia elétrica gerada através da força da água, que ao se movimentarem giram as pás das turinas contidas nos sistemas das usinas hidrelétricas. Esse movimento é posteriormente transformado em energia elétrica. Já a energia solar é obtida através da captação, por placas de energia solar fotovoltaica, da incidência solar. O inversor solar contido no sistema é responsável por transformar a energia solar em energia elétrica.
Os dois tipos de energia são considerados renováveis, visto que tanto a luz solar quanto o movimento das águas é inesgotável. Porém, nesse ponto entramos em uma há uma questão relevante a ser observada, que é o quão renovável as águas são de fato. Veja-se que, por diversas vezes a conta da energia elétrica vem mais caro em razão do aumento da tarifa, devido às épocas de seca.
Nos últimos 10 anos aumentou a ocorrência de secas ao torno do mundo inteiro, inclusive no Brasil, e muitos especialistas afirmam ser uma das consequências do aquecimento global. Quando os níveis das águas estão muito baixos nas represas, as usinas hidrelétricas não podem funcionar ou funcionam com uma capacidade inferior a normal. Já a energia solar não apresenta esse problema, visto que até mesmo em dias nublados é possível produzir energia solar. Em um país como o Brasil, que é tropical e um dos lugares que mais recebe incidência solar do planeta, a escassez não se torna uma preocupação.
Outro ponto que entra na discussão é que ambas são consideradas energias limpas, ou seja, na sua produção não emitem nenhum tipo de gás tóxico na atmosfera ou despeja dejetos na natureza, como é o caso de usinas movidas a base da queima de carvão. Porém, a construção de usinas hidrelétricas provoca certo impacto ambiental onde são construídas. Já as estruturas de captação de energia solar podem ser construídas em cima de telhados de casas e empresas, não apresentando nenhum dano ao meio ambiente.
Com isso é possível chegar a conclusão que a energia solar é mais vantajosa, tanto para as pessoas, quanto para o meio ambiente.
Como funciona a tributação sobre Energia Solar Fotovoltaica?
A Receita oferece vantagens tributárias para quem opta por energia solar.
O Governo Brasileiro já começou a reconhecer a importância de valorizar as energias limpas e renováveis para a matriz energética de nosso país. Com isso, ele instaurou políticas de incentivo para que cada vez mais pessoas pudessem investir na energia solar e ter sistemas fotovoltaicos em suas casas, apartamentos ou empresas. E sem dúvidas a melhor forma de incentivar é facilitando o acesso por meio da redução de preço e proporcionar uma tributação diferenciada que incide sobre os produtos e serviços relacionados à energia solar.
Vantagens fiscais para energia solar
Para oferecer mais possibilidades de se investir em energia solar, o Estado Brasileiro está oferecendo mais vantagens aos usuários dessa modalidade de energia. Um dos principais impostos que são cobrados dos contribuintes em todas as operações de venda, compra e prestação de serviços que realizam é o ICMS (Imposto sobre circulação de Mercadorias e Serviços). Ele é um imposto estadual, e por isso, sua alíquota é decidida pelas receitas de cada estado.
Entretanto, desde 2015, o Confaz (Conselho Nacional de Política Fazendária) cancelou a portaria que obrigava que fosse obrigatória a tributação da energia solar que era invejada à rede pública pelos sistemas fotovoltaicos dos consumidores. Com isso, ficou a cargo de cada estado decidir individualmente se cobram ou não cobram ICMS pela energia gerada pelos sistemas. Os estados que não cobram tributo da energia são:
Acre, Alagoas, Bahia, Ceará, Distrito Federal, Goiás, Mato Grosso, Maranhão, Minas Gerais, Pernambuco, Rio de Janeiro, Rio Grande do Norte, Rio Grande do Sul, São Paulo e Tocantins. Todos os estados brasileiros com o maior potencial de geração de energia através do Sol optaram por políticas de isenção de impostos, deixando o investimento para o setor mais atrativo.
Nos estados que não aderiram à política de isenção (Amapá, Sergipe, Roraima, Rondônia, Pará, Amazonas, Espírito Santo, Mato grosso do Sul, Santa Catarina, Paraná, Piauí e Paraíba, a alíquota do ICMS incide diretamente sobre os créditos de energia que o usuário injeta na rede. Portanto, se ele gera 1kW e a alíquota do ICMS de seu estado é de 18%, ele terá creditado à sua conta 0,82 kW.
PIS e COFINS
Para estes dois tributos federais, funciona uma lógica também bastante simples. O usuário terá esses dois tributos isentados de seu fisco se ele conseguir realizar a compensação de geração de energia. 
Quando se está em horário de pico, a energia pode custar até cinco vezes mais para quem tem grandes consumos do que se cobra pela energia em horários fora do pico. A ideia é que o sistema fotovoltaico consiga gerar cinco vezes a quantia de energia consumida no horário de pico, mas no período fora do pico, compensando toda a energia utilizada da rede pública. Se isso for feito, o usuário será poupado de pagar impostos.
CURIOSIDADES
Cientista de 13 anos revoluciona a forma de captar energia solar:
A invenção de um menino de 13 anos pode modificar a forma como coletamos energia solar nos dias de hoje. Aidan Dwyer, um rapazinho americano, bolou uma maneira de organizar os painéis solares que garante um melhor aproveitamento da luz e, assim, uma maior produção de energia. Semelhante a uma pequena planta, o invento do menino aumenta a eficiência do mecanismo entre 20% a 50%.
Instigado pelo mecanismo utilizado pelas árvores para absorver luz solar, Dwyer teve uma ideia que lhe rendeu o prêmio de Jovem Naturalista, concedido pelo Museu Americano de História Natural. A atual maneira de gerar energia através da luz do sol consiste em arranjar os painéis solares horizontalmente, ao contrário do sistema bolado pela própria natureza. Após estudar durante algum tempo, o menino decidiu montar em um suporte vertical pequenos painéis, de forma que estes ficassem organizados como folhas em galhos. E funcionou.
Os testes realizados com o experimento mostram que, comparado ao mecanismo original, a árvore-solar de Dwyer é muito mais eficiente. Inclusive em épocas de menor incidência solar, tais como o inverno, a novidade leva a melhor. Além disso, o sistema, justamente por ser vertical, não é "enterrado" pela neve e também é menos prejudicado pela chuva.
O menino, ao explicar o funcionamento do seu modelo, ainda ressaltou outra vantagem: para ambientes urbanos, que carecem de espaço, ele é ideal. Além do que, acrescentou, a semelhança com uma árvore torna tudo ainda mais bacana.
Resta saber se existirão empresas interessadas em replicar a ideia em escala maior. Por enquanto, os modelos do menino têm se saído muitíssimo bem. O mais interessante é que o projeto de Aidan Dwyer não foi feito para uma grande feira internacional, mas sim para a feira de ciências da escola. Aos 13 anos, esse pequeno inventor já conta com diversos entusiastas e alguma notoriedade ao redor do mundo.
Alemanha
Na Alemanha, 95% da energia elétrica provém de fontes renováveis, sendo 42,5% advinda somente da energia solar. Basta uma simples análise climática para perceber que o Brasil, em razão da incidência de raios solares em toda sua extensão, tem um potencial enorme somente com essa espécie de energia renovável, visto que a Alemanha passa por períodos de inverno rigoroso, enquanto o Nordeste brasileiro conseguiria se manter, provavelmente, somente com a utilização da energia solar, bem como outras fontes renováveis de energia limpa, como a eólica e marítima, que também tem grande potencial, principalmente na orla brasileira.