UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO

FACULDADE DE AGRONOMIA E MEDICINA VETERIN�RIA

Alexandre Pratavieira
Leonardo Nicola
Lu�s Augusto Reisd�rfer
Compilado por Cassiano R. S.

Mecaniza��o Agr�cola I

PASSO FUNDO, MAIO DE 1999.

    INTRODU��O

    As opini�es e conceitos formulados sobre a utiliza��o da energia solar no campo das aplica��es domiciliares no que diz respeito ao aquecimento de �gua, s�o via de regra confrontantes. Isto depende t�o somente do enfoque dado ao problema. A energia solar deve ser encarada como uma fonte alternativa que poder� atuar como elemento auxiliar para reduzir o consumo das energias convencionais.

    Pensar na energia solar como a solu��o capaz de resolver todos os problemas energ�ticos da humanidade, � uma utopia. Apesar disso, nada impede de se pensar que no futuro n�o muito remoto, os rumos da era solar possam conduzir a solu��es energ�ticas bem mais abrangentes.

    Energia solar soma caracter�sticas vantajosamente positivas para nosso sistema ambiental, pois o sol, trabalhando como um imenso reator � fus�o, irradia na terra todos os dias um potencial energ�tico extremamente elevado e incompar�vel a qualquer outro sistema de energia, sendo a fonte b�sica e indispens�vel para praticamente todas as fontes energ�ticas utilizadas pelo homem. Para se ter uma id�ia dessa grandeza, imagine que o sol irradia anualmente o equivalente a 10.000 vezes a energia consumida pela popula��o mundial neste mesmo per�odo.

    Sendo que para isto, um n�mero cada vez maior de cientistas inclina-se para o aproveitamento em larga escala da energia solar, pois ela se distribui por toda a superf�cie da terra, � inesgot�vel pelo menos do ponto de vista de quem habita este planeta.

    "Essa fonte de energia � limpa, n�o poluente, silenciosa e melhor, gratuita, sendo comprovado que a energia solar � uma alternativa muito vi�vel aos combust�veis poluentes f�sseis, como o carv�o e petr�leo, que provocam altera��es clim�ticas e prejudicam a Sa�de."

 

    1. ENERGIA SOLAR

 

    Sendo a energia solar uma energia abundante e dispon�vel em todo o globo terrestre, isto constitui seguramente o fator predominante que faz residir na energia solar uma promissora esperan�a na solu��o de um grande n�mero de problemas, al�m de constituir um fabuloso potencial energ�tico renov�vel e inesgot�vel na escala humana, sendo ainda uma forma de energia limpa e suscept�vel de in�meras aplica��es.

    A energia solar pode ser indireta ou diretamente utilizada. As energias de biomassa, e�lica, maremotriz, o fen�meno da fotoss�ntese, o crescimento dos seres vivos e mesmo as fontes n�o-renov�veis s�o, em �ltima an�lise, uma forma indireta de utiliza��o da energia solar.

    De uma forma direta a energia solar pode ser empregada na produ��o de calor, pot�ncia e energia el�trica, utilizando para isso dispositivos conhecidos na tecnologia solar como COLETORES SOLARES.

    Estes dispositivos podem proporcionar temperaturas baixas, m�dias e altas dependendo do tipo de dispositivo utilizado. O problema maior da energia solar no que diz respeito a sua utiliza��o, reside no fato de sua natural dilui��o ao n�vel da terra. Por esta raz�o os processos de capta��o e convers�o existentes s�o via de regra onerosos.

    � preciso ainda ressaltar que os custos elevados dos equipamentos solares s�o decorrentes do pre�o dos materiais empregados. Este fato mostra claramente a necessidade de um melhor desenvolvimento da ci�ncia e tecnologia solar, de modo que possamos dispor de projetos mais simplificados e poss�veis de serem executados com materiais especificamente desenvolvidos para as aplica��es solares. Somente quando atingirmos este est�gio � que poderemos esperar uma utiliza��o em massa da energia solar, quer seja nas aplica��es residenciais, quer nas necessidades industriais para o pr�-aquecimento de �gua para caldeiras e finalidades outras. Em caso contr�rio, a utiliza��o em massa da energia solar poder� vir a ser uma imposi��o decorrente dos pre�os cada vez mais elevados das energias convencionais, o que n�o representa em absoluto uma pol�tica energ�tica das mais recomend�veis.

    1.1. Caracter�sticas da Energia Solar

    A energia solar representa uma caracter�stica importante que � a de n�o ser poluente. Ela pode ser utilizada de forma concentrada ou n�o. Dependendo da maneira como ela for captada, os n�veis de temperatura obtidos podem variar desde a temperatura ambiente at� alguns milhares de graus cent�grados.

    A temperatura na superf�cie do sol � de 5500 graus cent�grados e � o resultado dos fen�menos termonucleares da transforma��o do hidrog�nio em h�lio. A radia��o solar � de natureza direta e difusa. A soma destas duas radia��es � a radia��o global. A radia��o difusa representa 10 a 16% da radia��o direta total que chega � superf�cie da terra num dia ensolarado e sem nuvens. Com o tempo parcialmente nublado, ela pode atingir a 50% e em dias completamente cobertos, corresponde � radia��o global.

    Se as reservas de carv�o fossem utilizadas para substituir a incid�ncia da radia��o solar na superf�cie da terra, com uma efici�ncia de 100%, elas seriam totalmente consumidas em aproximadamente 15 anos.

    1.2. Economia de Energia

    A economia que um equipamento solar pode proporcionar est� diretamente relacionada com:

    a) Freq��ncia de utiliza��o do equipamento.

    b) Disponibilidade da energia solar com um m�nimo de interfer�ncia.

    c) Instabilidade do pre�o das energias convencionais.

    Um dos par�metros importantes para tornar economicamente vi�vel um equipamento solar � o seu uso t�o constante quanto poss�vel e feito de maneira sistem�tica. O uso eventual de tais equipamentos n�o tem nenhum efeito comparativo.

    A disponibilidade da energia solar tem uma alta significa��o na escolha do local de instala��o do equipamento. Isto significa dizer que n�o se deve esperar resultados econ�micos aceit�veis quando tais instala��es s�o feitas em locais onde a incid�ncia solar � eventual.

    O aumento constante anualmente verificado no custo de utiliza��o das energias convencionais concorre positivamente para o retorno mais r�pido do capital investido na constru��o e instala��o de um equipamento solar.

    Por melhores que sejam os resultados obtidos com os equipamentos solares, deve-se levar em considera��o que sua utiliza��o requer um m�nimo de manuten��o. O fato de a energia solar ser abundante e gratuita n�o significa dizer que o seu emprego tamb�m o seja.

 

    2. CIDADES DO NORDESTE S�O RECORDISTAS MUNDIAIS EM INCID�NCIA DE RAIOS SOLARES

 

    No Brasil, embora a gera��o de energia solar ainda seja pequena, estima-se que a produ��o do pa�s alcance uma pot�ncia de 1,5 megawatts, com gera��o anual de 20 milh�es de KW por hora de eletricidade o suficiente para abastecer 15 mil resid�ncias de dois c�modos. � pouco. "O Brasil � um dos pa�ses mais ricos do mundo em incid�ncia de raios solares. Mas falta ainda uma pol�tica para tornar esse potencial acess�vel � popula��o."

    Ampliar a utiliza��o da energia solar � um dos objetivos do Programa de Desenvolvimento Energ�tico de Estados e Munic�pios, dirigido pelo governo federal, que instalou mais de 2 mil sistemas de capta��o em comunidades espalhadas pelo pa�s.

    O projeto prioriza setores como eletrifica��o de escolas, ilumina��o p�blica, postos de sa�de e sistemas de bombeamento de �gua. Antes, muitos deles eram abastecidos com geradores a �leo diesel.

    Para incentivar a produ��o de energia solar no pa�s, uma equipe de pesquisadores produziu um instrumento indispens�vel: o primeiro atlas solarim�trico do Brasil. Com ele, os pesquisadores querem tra�ar um panorama revelador do potencial nacional. Alguns munic�pios do Nordeste, como Petrolina(PE), Floriano(PI) e Bom Jesus da Lapa(BA), por exemplo, recebem intensidade de luz solar compar�vel � registrada em Dongola, no Sud�o, o ponto do planeta onde o Sol incide com maior pot�ncia. O atlas re�ne informa��es sobre a quantidade de radia��o solar em 511 localidades do Brasil e 67 pa�ses lim�trofes. "O mapeamento fornece informa��es precisas para melhorar o aproveitamento dos pain�is solares, reduzindo custos e tornando a tecnologia mais acess�vel."

    Mas consci�ncia ecol�gica para o consumo de energias limpas e necessidade de abastecer locais remotos, distantes das redes de eletricidade convencionais, n�o s�o os �nicos fatores de incentivo � energia solar. A descoberta de novas tecnologias mais racionais e baratas est�o fazendo o custo desses sistemas despencar.

    Para uma resid�ncia m�dia de dois dormit�rios, por exemplo, situada a 3 km da rede el�trica convencional, � mais barato instalar pain�is solares do que puxar a linha el�trica. "A energia solar est� se tornando cada vez mais competitiva em rela��o �s hidrel�tricas. A tend�ncia � esse custo diminuir ainda mais."

    Por isso, os cientistas continuam trabalhando duro nos testes de um painel solar in�dito no mundo capaz de gerar o dobro de energia el�trica com a mesma quantidade de coletores de um equipamento convencional, conhecido como captador plano. O segredo do novo painel �, por incr�vel que pare�a, n�o ser plano. Ele tem concavidades na forma de prismas, com espelhos que concentram os raios solares, antes dispersos na placa plana. Al�m disso, um sistema de sensores, acoplado a um microprocessador e a um motor de toca-discos, faz o equipamento acompanhar o deslocamento do Sol, o coletor poder� fornecer energia el�trica a 16 moradias ao mesmo tempo abastecimento antes poss�vel somente atrav�s de pain�is individuais. E h� mais novidades � vista. "A Alemanha, um dos pa�ses mais avan�ados nessa �rea, pesquisa a utiliza��o do arsenato de g�lio ou do fosfato de �ndio para substituir o sil�cio componente b�sico dos atuais pain�is solares, respons�veis pela convers�o da luz em energia el�trica."

    Os novos elementos podem duplicar a efici�ncia dos pain�is. Al�m disso, as pesquisas em laborat�rios tentam adaptar aparelhos que possam se dar bem com a energia solar. Ela pode ser �til em postos de sa�de isolados para conservar vacinas.

    2.1. Carro Movido a Bateria

Outros estudiosos se dedicam � cria��o de tr�s modelos de carros movidos somente a energia solar. Dois deles est�o sendo constru�dos na Escola Polit�cnica da USP e o outro � montado por engenheiros formados pelo Instituto Tecnol�gico da Aeron�utica, de S�o Jos� dos Campos, SP. O ve�culo tem 700 c�lulas fotoel�tricas espalhadas pela carroceria, capazes de gerar 1.100 W. Com tr�s rodas, ele alcan�a a velocidade de at� 90 Km/h e autonomia de 250 Km, utilizando a energia acumulada em baterias.

    Limpa e ecologicamente correta, a energia solar tamb�m pode fazer uma boa diferen�a no bolso do consumidor, substituir o chuveiro el�trico virou moda. O aparelho, que consome muita energia e aumenta o pre�o da conta no fim do m�s, est� sendo trocado por �gua aquecida pelo calor da luz solar, 250 sistemas coletivos de m�dio e grande porte, capazes de aquecer acima de 2 mil litros de �gua por dia, instalados em condom�nios de luxo, hot�is e hospitais, somam-se �s cerca de mil resid�ncias que adotaram o sistema de aquecimento individual. "As contas de luz ca�ram entre 30% e 40%".

    2.2. Petr�leo Sai de Cena

Os evidentes sinais de que o interesse pela energia solar cresce rapidamente fizeram com que a Soletrol Energia Solar, empresa situada em S�o Manoel, SP, resolvessem investir na tecnologia. Ela inaugurou em outubro passado o primeiro centro mundial de aprendizado em aquecimento solar. A Pra�a do Sol, como se chama o centro, tem mais de 4 mil m2 de �rea, onde est�o instalados 23 sistemas de aquecedores solares. O local � dedicado � divulga��o do sistema e treinamento de m�o-de-obra qualificada para o trabalho em aquecedores solares.

    O melhor ind�cio, no entanto, de que a energia solar veio para ficar, foi dado pela Shell, a maior companhia petrol�fera do planeta. A empresa prev� que, at� o ano de 2050, metade da energia usada no mundo vir� de fontes renov�veis, como luz solar, ventos, biomassa e �gua corrente. Entre essas alternativas ao petr�leo, ao g�s, ao carv�o (fontes esgot�veis) e � energia nuclear, a energia solar est� entre as mais promissoras. Os n�meros indicam que esse mercado cresce 14% ao ano e a Shell pretende investir 500 milh�es de d�lares para expandir sua capacidade de produ��o de c�lulas fotovoltaicas. Assim, at� 2005, a poderosa multinacional pretende deter 10% do mercado.

    Quando uma gigante do petr�leo come�a a se render � for�a que vem do Sol, � um sinal inequ�voco de que as mudan�as s�o inevit�veis.

 

    CONCLUS�O

 

    A energia solar � a fonte alternativa ideal, especialmente por algumas caracter�sticas b�sicas: � abundante e permanente, renov�vel a cada dia, n�o polui e nem prejudica o ecossistema.

    A energia solar � a solu��o ideal para �reas afastadas e ainda n�o eletrificadas, especialmente num pa�s como o Brasil onde se encontram bons �ndices de insola��o em quaisquer partes do territ�rio.

    A �nica desvantagem, � que uma c�lula solar tem um efici�ncia de 10% aproximadamente. Assim, apenas 1/10, mais ou menos, da energia solar que incide sobre a c�lula se converte em energia el�trica, e seu custo para compra � bem grande. Todavia, seu baixo rendimento � compensado por sua alta confiabilidade.

    De tudo o que foi falado, uma coisa � certa: apesar das diverg�ncias de n�meros nas estimativas das reservas de combust�veis, todos os cientistas concordam em que elas v�o acabar. Isto faz com que tamanho do prazo para que elas se esgotem diminua bastante de import�ncia. "No Brasil, a maior dificuldade � saber se existem e quem s�o as pessoas capazes de fazer uma avalia��o de projetos que interessem ao desenvolvimento do pa�s."

    A pesquisa de outras fontes alternativas de energia tende a intensificar-se, podendo tornar-se uma dram�tica luta contra o tempo.