Ciência

energia solar

energia solar , radiação do sol capaz de produzir calor, causando reações químicas , ou gerando eletricidade . A quantidade total de energia solar incidente na Terra é muito superior às necessidades de energia atuais e previstas. Se adequadamente aproveitada, esta fonte altamente difusa tem o potencial de satisfazer todas as necessidades futuras de energia. No século 21, espera-se que a energia solar se torne cada vez mais atraente como um energia renovável fonte por causa de seu suprimento inesgotável e seu caráter não poluente, em forte contraste com o finito combustíveis fósseis carvão , petróleo e gás natural.

Painéis solares Conjunto de painéis solares no último andar. flucas / Fotolia

Britannica ExploresLista de tarefas pendentes da Terra A ação humana desencadeou uma vasta cascata de problemas ambientais que agora ameaçam a capacidade contínua de florescimento dos sistemas natural e humano. Resolver os problemas ambientais críticos de aquecimento global, escassez de água, poluição e perda de biodiversidade são talvez os maiores desafios do século 21. Iremos nos levantar para encontrá-los?

O Sol é uma fonte de energia extremamente poderosa, e a luz solar é de longe a maior fonte de energia recebida por terra , mas sua intensidade na superfície da Terra é realmente muito baixa. Isso se deve essencialmente à enorme difusão radial da radiação do Sol distante. Uma perda adicional relativamente pequena é devido à atmosfera e nuvens, que absorvem ou dispersam até 54 por cento da luz solar incidente. A luz do sol que atinge o solo consiste em quase 50 por cento visível luz , 45 por cento de radiação infravermelha e quantidades menores de ultravioleta e outras formas de radiação eletromagnética .

energia solar Reflexão e absorção da energia solar. Embora parte da luz solar que chega seja refletida pela atmosfera e pela superfície da Terra, a maior parte é absorvida pela superfície, que é aquecida. Merriam-Webster Inc.

O potencial para energia solar é enorme, uma vez que cerca de 200.000 vezes a capacidade de geração elétrica diária total do mundo é recebida pela Terra todos os dias na forma de energia solar. Infelizmente, embora a energia solar em si seja gratuita, o alto custo de sua coleta, conversão e armazenamento ainda limita sua exploração em muitos lugares. A radiação solar pode ser convertida em energia térmica (calor) ou em energia elétrica , embora o primeiro seja mais fácil de realizar.

potencial de energia solar Potencial de energia fotovoltaica da Terra. Encyclopædia Britannica, Inc./Kenny Chmielewski

Energia térmica

Entre os dispositivos mais comuns usados para capturar energia solar e convertê-la em energia térmica estão os coletores de placa plana, que são usados para aplicações de aquecimento solar. Como a intensidade da radiação solar na superfície da Terra é tão baixa, esses coletores devem ter uma área grande. Mesmo em partes ensolaradas das regiões temperadas do mundo, por exemplo, um coletor deve ter uma área de superfície de cerca de 40 metros quadrados (430 pés quadrados) para reunir energia suficiente para atender às necessidades de energia de uma pessoa.

Os coletores de placa plana mais usados consistem em uma placa de metal enegrecida, coberta com uma ou duas folhas de vidro, que é aquecida pela luz solar que incide sobre ela. Este calor é então transferido para ar ou água, chamados de fluidos portadores, que passam pela parte de trás da placa. O calor pode ser usado diretamente ou pode ser transferido para outro meio de armazenamento. Coletores de placa plana são comumente usados para aquecedores solares de água e aquecimento doméstico. O armazenamento de calor para uso noturno ou em dias nublados é comumente realizado com o uso de tanques isolados para armazenar a água aquecida durante os períodos de sol. Tal sistema pode fornecer uma casa com água quente retirada do tanque de armazenamento ou, com a água aquecida fluindo através de tubos em pisos e tetos, pode fornecer aquecimento ambiente. Os coletores de placa plana geralmente aquecem os fluidos transportadores a temperaturas que variam de 66 a 93 ° C (150 a 200 ° F). O eficiência de tais coletores (ou seja, a proporção da energia recebida que eles convertem em energia utilizável) varia de 20 a 80 por cento, dependendo do projeto do coletor.

aquecimento solar Um telhado de edifício com coletores de placa plana que capturam a energia solar para aquecer o ar ou a água. Alan Mak

Outro método de conversão de energia térmica é encontrado em lagoas solares, que são corpos de água salgada projetado para coletar e armazenar energia solar. O calor extraído de tais lagoas permite a produção de produtos químicos, alimentos, têxteis e outros produtos industriais e também pode ser usado para aquecer estufas, piscinas e edifícios de gado. As lagoas solares são às vezes usadas para produzir eletricidade através do uso do motor orgânico do ciclo Rankine, um meio relativamente eficiente e econômico de conversão de energia solar, que é especialmente útil em locais remotos. Lagoas solares são bastante caras para instalar e manter e geralmente são limitadas a áreas rurais quentes.

Em uma escala menor, a energia do Sol também pode ser aproveitada para cozinhar alimentos em fornos solares especialmente projetados. Os fornos solares normalmente concentram a luz do sol de uma área ampla para um ponto central, onde um recipiente com superfície preta converte a luz do sol em calor. Os fornos são normalmente portáteis e não requerem nenhuma outra entrada de combustível.