E a parte econômica?

"A utilização da energia solar fotovoltaica tem aumentado nos últimos anos. Durante a década de 1990 seu mercado cresceu a uma taxa média de 20% por ano e, entre os anos 2000 e 2001 esta taxa superou os 40%. Atualmente a produção mundial de módulos fotovoltaicos supera a cifra de 300MWp por ano. A figura apresenta a evolução da produção mundial de módulos fotovoltaicos.

O incremento no crescimento observado a partir de 1999 se deve aos programas de incentivo, em especial os programas alemão, espanhol e japonês, de ampliação na geração de eletricidade de fontes renováveis objetivando a  redução da emissão de gases poluentes. No caso dos países membros da União Europeia, os programas de incentivo financeiro pretendem contribuir na  meta de 12% de participação de fontes renováveis até o ano 2010.

Considerando unicamente os sistemas isolados, sistemas implantados em regiões não supridas pela rede elétrica convencional, a potência instalada até o ano 2000 alcança a cifra de 105MWp em Sistemas Fotovoltaicos Domiciliares e 170MWp em Aplicações Profissionais. Nos países em desenvolvimento os Sistemas Fotovoltaicos Domiciliares totalizam 1,3 milhões de instalações."

Texto levemente modificado.

Fonte

Feito por Joarez.

Como é produzida a Energia Solar e qual é o custo benefício?

Como é produzida?

A partir dos coletores solares, é feito o aquecimento da água para utilizar nas residências. Esse aquecimento é feito com uma caixa parecida com uma estufa. A radiação solar incide no coletor, e parte dessa radiação atinge a chapa de alumínio preta no interior da caixa. Fixada à placa de alumínio encontra-se a tubulação de água. Por condução, parte do aquecimento da placa é transmitido para a água. A água quente, pronta para o consumo, é retirada do reservatório, e uma nova quantidade de água é introduzida. 

A partir das células fotovoltaicas, é produzida a eletricidade. As células fotovoltaicas são semicondutoras constituídas de cristais de silício. É protegido por uma capa que deve ser um condutor térmico, pois a célula aquece ao absorver a energia infravermelha do Sol, que não é convertida em energia elétrica. Um painel solar é um conjunto de células solares, que juntas e espalhadas em uma grande área produzem boa quantidade de energia. 

A porcentagem de energia elétrica produzida é de 18%, pois a maior parte da Energia Solar se perde sob a forma de calor.

Qual é o Custo Benefício?

"O principal problema quanto ao aproveitamento da matéria-prima irradiada pelo Sol é o fator econômico. Apesar do custo de um sistema convencional de gás ou eletricidade para esquentar água ser de um baixo custo inicial, estes sistemas consomem uma energia que cada vez terá um maior valor. O custo de uma instalação solar para o aquecimento de água para uma família de quatro pessoas é de aproximadamente US$ 1.000, mas há de se levar em consideração que a conta do gás ou da energia deverá ser paga periodicamente, enquanto que o abastecimento de energia solar é gratuito.

Nesses casos, estima-se que a recuperação do investimento começa no terceiro ano de uso, para posteriormente amortizar completamente o investimento, mantendo uma despesa mínima com manutenção e com energia auxiliar em climas onde os invernos são mais frios.

É possível que no futuro as administrações governamentais forneçam incentivos fiscais e descontos para estimular os usuários deste tipo de instalação, seguindo o exemplo dos países desenvolvidos e como uma maneira de demonstrar a estes novos mercados uma forma de consciência a respeito do tema ambiental."

Fonte 

Feito  por Joarez.

Termelétrica x Solar x Biomassa x

Durante um passeio do Colégio, foi visitada a Usina Termelétrica de Charqueadas (RS), onde os alunos receberam explicações sobre como funciona o interior de tal usina.

Usina Termelétrica de Charqueadas.

Quais comparações podem ser feitas entre a Usina Termelétrica e a Usina Nuclear?

Usina Termelétrica

É constituída em duas partes: Térmica (vapor produzido a altas pressões) e Elétrica (produz eletricidade).

Lixo produzido:

• Através da queima dos combustíveis fósseis, como o Gás Natural (CH4), ocorre a emissão de gases poluentes na atmosfera, contribuindo tanto para o Efeito Estufa quanto para as chuvas ácidas;
• A combustão do carvão e do petróleo jogam no ar o dióxido de enxofre, dióxido de carbono e dióxido de azoto (dióxido de nitrogênio), alguns dos gases responsáveis pela poluição atmosférica.

Vantagens:

• Pode ser construída perto dos centros de consumo, economizando no custo das redes de transmissão;
• Os combustíveis fósseis podem ser aproveitados para derivadas finalidades, como o Gás Natural (fertilizantes, matéria-prima para gerar calor e eletricidade, combustíveis..) e o Petróleo (combustíveis, plásticos, medicamentos, energia);
• Carvão mineral (também utilizado como matéria prima) presente na maior parte das jazidas, tendo fácil extração.

Desvantagens:

• Gastos altos com a manutenção e consumo dos combustíveis;
• Causamento de impactos ambientais (chuva ácida, efeito estufa, aquecimento global).

Usina de Biomassa

"Biomassa é o nome dado a qualquer combustível proveniente de fonte orgânica utilizado para a geração de energia elétrica. Desta forma, podemos classificar como biomassa, o bagaço da cana-de-açúcar, a lenha, o lixo urbano ou industrial, carvão, resíduos agrícolas, biogás."

Lixo produzido:

• Não produz muito lixo, pois é produzida a partir do lixo;
• Na combustão direta, devido a dificuldade de uma queima completa, pode gerar grandes quantidades de emissões atmosféricas.

Vantagens:

• Fonte renovável e limpa;
• Baixo custo de aquisição;
• Não produz dióxido de enxofre;
• É menos agressiva que os combustíveis fósseis;
• Pequeno risco ambiental.

Desvantagens:

• Maior custo de investimento para a caldeira e os equipamentos para remoção de material;
• Dificuldades no estoque e armazenamento;
• Menor poder calorífico.

Usina Eólica

A energia eólica é obtida através do vento, movimentando os aerogeradores.

Lixo produzido: 

• Não produz nenhum tipo de lixo.

Vantagens: 

• É uma fonte de energia segura e renovável;
• Não polui;
• Suas instalações são móveis, e quando retirada, pode-se refazer toda a área utilizada;
• Tempo rápido de construção;
• Recurso autônomo e econômico.

Desvantagens: 

• Impacto visual, com grande modificação da paisagem;
• Impacto sobre as aves locais, devido à modificação de suas rotas migratórias;
• Impacto sonoro, pois o som do vento que bate nas pás produz um ruído incômodo, "atrapalhando" a vizinhança.

Usina Solar

É a captura de raios solares por meio de células fotovoltaicas. A energia absorvida será utilizada para aquecimento de água e para a energia elétrica. 

Lixo produzido:

• Não produz lixo.

Os preços são muito elevados em relação aos outros meios de energia.Vantagens:

• A energia solar não polui durante o seu uso;
•  As centrais necessitam de manutenção minima;
• É cada vez mais uma solução economicamente viável;
• É excelente em lugares de difícil acesso porque a sua instalação não obriga a grandes investimentos em linhas de transmissão;
• Em países tropicais a utilização de energia solar é muito viável;

Desvantagens:

• Existe variação nas quantidades produzidas dependendo da situação climática , além que durante a noite não existe produção;
• É necessário que haja meios de armazenamento para a energia produzida durante o dia.;
• Locais com latitudes médias, altas e com frequente cobertura de nuvens costumam sofrer quedas bruscas na produção de energia;
• As formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes.

Fonte 1 Fonte 2 Fonte 3 Fonte 4 Fonte 5 Fonte 6 Fonte 7 Fonte 8

Feito por Luiza e Joarez.

Tipos de energia

As energias existentes no mundo podem ser distinguidas entre renováveis e não-renováveis. Energia renovável é toda a energia proveniente de recursos naturais, que dificilmente serão "esgotados", como o Sol, o vento, os rios, as marés, o interior da Terra, entre outros. Do sol faz-se a Energia Solar (assunto principal deste blog), do vento a Energia Eólica, dos rios e água doce a Energia Hidráulica, das marés a Energia Maremotriz, do interior da Terra a Energia Geotérmica. Além de serem fontes de energia renováveis, também são energias limpas, ou seja, não agridem tanto o meio ambiente. 

As energias não-renováveis, porém, são exatamente o contrário. São retiradas de uma natureza esgotável, não podendo ser reposto aquilo que uma vez fora utilizado. São provenientes de combustíveis fósseis (petróleo, carvão e gás natural) e da fissão nuclear. Não são energias limpas, pois agridem à atmosfera e em alguns casos também o meio ambiente. No entanto, são as energias mais utilizadas no mundo. Do petróleo, carvão e gás natural faz-se a Usina Termelétrica (que é de extrema importância) e da fissão nuclear as Usinas Nucleares. 

Energia Eólica.

Energia Maremotriz.

Energia Nuclear.

Fonte

Feito por Luiza.

Energia Solar pelo mundo

As usinas solares estão em processo de distribuição pelo mundo. A grande concentração se dá nos Estados Unidos (Principais: Nevada Solar One, Nevada; Martin Next Generation Solar Energy Center, Florida; Solar Energy Generating Systems, Califórnia), na Alemanha (Principais: Parque Solar de Strasskirchen, Strasskirchen; Parque Fotovoltaico de Lieberose, Brandenburgo) e na Espanha (Principais: Parque Fotovoltaico de Olmedilla, La Mancha; Andasol, Andaluzia; Alvarado I, Extremadura; Parque Fotovoltaico Puertollano, Castilha; Usina Solar de PS10, Sevilha, Andaluzia). Também há importantes usinas solares em Portugal, sendo uma delas a maior do mundo (Central Solar Fotovoltaica de Moura, Amareleja), devido ao grande recebimento de raios solares, sendo a região de Moura a que mais tem quantidade de horas de sol por ano no mundo.

Essa "centralização" ocorre devido às exigências da Energia Solar (áreas vastas, grande custo para instalação de tais usinas, lugares com muita radiação), sendo o contrário das usinas termelétricas, por exemplo, que estão espalhadas por todo o mundo. 

Veja mais sobre as 10 principais usinas do mundo aqui

Fonte

Feito por Luiza.

Energia solar causa impacto ambiental?

Não! A energia solar, além de ser renovável, é limpa e não causa danos ao ecossistema, pois não é retirada da natureza, não causando, então, "desequilíbrios" ambientais. Possui suas desvantagens, é claro, porém elas são apenas econômicas, e não ambientais.

Vantagens econômicas:

• Manutenção fácil e quase desnecessária;
• É a energia do futuro;
• O custo está ficando acessível;
• É um bom investimento, pois dura cerca de 30 anos, sem necessidade de pagar contas de luz;

Vantagens ambientais:

• Renovável; 
• Sustentável;
• Não lança gases prejudiciais à camada de ozônio no ar;
• Limpa.

Desvantagens:

• Não é uma energia barata, limitando o acesso para muitos;
• Necessita áreas vastas e com muita insolação;
• Está sujeita a mudanças climáticas, já que depende da radiação do sol;
• A energia produzida durante o dia necessita ser armazenada à noite.

Fonte 1; Fonte 2

Feito por Luiza.

História da energia solar

Os primórdios da História da energia solar estão marcados pelas descobertas por acaso.

O efeito fotovoltaico foi observado em 1839 por Alexandre Edmond Becquerel, um físico francês que observou o paramagnetismo do oxigênio líquido. Enquanto ele conduzia experiências eletroquímicas por acaso notou eletrodos, ao serem expostos à luz de platina ou de prata, davam origem ao efeito fotovoltaico. Na sequência desta descoberta, Adams e um aluno desenvolveu em 1877 o primeiro dispositivo sólido de foto produção de eletricidade, um filme de selênio depositado num substrato de ferro em que um filme de ouro muito fino servia de contacto frontal. Este dispositivo apresentava uma eficiência de conversão de aproximadamente 0,5%.

Charles Fritts duplicou essa eficiência para cerca de 1% uns anos depois construindo as primeiras verdadeira células solares, construindo dispositivos assentes igualmente em selênio, primeiro com um filme muito fino de ouro e depois um "sanduíche" de selênio entre duas camadas muito finas de ouro e outro metal na primeira célula de área grande.

Não foram as propriedades fotovoltaicas do selênio que despertavam a imaginação da época, porém, mas sim a sua fotocondutividade, ou seja, o fato de a corrente produzida ser proporcional à radiação incidente e dependente do comprimento de onda de uma forma que o tornava muito atraente como medir a intensidade da luz em fotografia. Estes dispositivos encontraram a sua primeira aplicação nos finais do século XIX, de fato, pela mão do engenheiro alemão Werner Siemens que os comercializou como fotômetros para máquinas fotográficas.

Embora tenha sido Russel Ohl quem inventou a primeira solar de silício, é considerado que a era moderna da energia solar teve início em 1954 quando Calvin Fuller, um químico dos Bell Laboratories em Murray Hill, New Jersey, nos Estados Unidos da América, desenvolveu o processo de dopagem do silício. Fuller partilhou a sua descoberta com o físico Gerald Pearson, seu colega nos Bell Labs e este, seguindo as instruções de Fuller, produziu uma junção p-n ou díodo mergulhando num banho de lítio uma barra de silício dopado com um elemento doador electródico. Ao caracterizar eletricamente a amostra, Pearson descobriu que esta exibia um comportamento fotovoltaico e partilhou a descoberta com ainda outro colega, Daryl Chapin, que tentava infrutiferamente arranjar uma alternativa para as baterias eléctricas que alimentavam redes telefônicas remotas.

As primeiras células fotovoltaicas assim produzidas tinham alguns problemas técnicos que foram superados pela química quando Fuller dopou silício primeiro com arsénio e depois com boro obtendo células que exibiam eficiências recorde de cerca de 6%.

A primeira célula solar foi formalmente apresentada na reunião anual da National Academy of Sciences, em Washington, e anunciada numa conferência de imprensa no dia 25 de Abril de 1954. No ano seguinte a célula de silício viu a sua primeira aplicação como fonte de alimentação de uma rede telefónica em Americus, na Geórgia.

Fonte

Feito por Joarez.