Energia Solar

Energia solar fotovoltaica

É a energia obtida através da conversão directa da energia solar em energia eléctrica através de dispositivos chamados células solares. Estas células solares são responsáveis pela conversão da energia através de efeito fotovoltaico que consiste na geração de tensão eléctrica a partir da incidência da rdiação solar sobre as células. Esta energia é geralmente obtida através de sistemas solares fotovoltaicos compostos por painéis solares fotovoltaicos.

Os sistemas solares fotovoltaicos são subdivididos em sistemas caseiros (standalone), isolados (off-grids), sistemas ligados a rede eléctrica (integrados ou on-grids) e de iluminação pública.

 Sistema Stand Alone

Estes sistemas autónomos são utilizados em áreas remotas onde a população local não tem acesso a energia eléctrica. Um sistema autónomo é independente da rede de electricidade, sendo a energia gerada normalmente armazenada em sistenas de aramzenamento como baterias.

 Sistema Isolado

São sistemas autónomos independentes da rede eléctrica convencional que podem ou não usar sistema de armazenamento. Estes sistemas são mais usados como Mini-redes para electrificação rural e, são compostos por um sistema de armazenamento, geralmente baterias.  

 Sistema Integrado

São sistemas de geração de energia que não usam nenhum sistema de baterias e são geralmente de grande escala. Neste caso, a energia gerada é directamente injectada a rede eléctrica nacional com o uso de inversores para diversos fins como expansão da rede eléctrica. Os inversores incorporados aos sistemas têm a função de converter a energia de corrente contínua em energia de corrente aternada.

 Sistemas de Iluminação

São sistemas de pequena escala projectados para a iluminação pública. Durante o dia, os sistemas geram e armazenam energia para alimentação das lampas no período nocturno nas vias públicas. Para estes sistemas são usados kits pre-dimensionados de pequeno porte.

 Eficiência Solar

A eficiência dos sistemas solares fotovoltaicos (PV) é um indicador fundamental e determinante na comparação de diferentes tecnologias de geração de energia fotovoltaica.

A eficiencia solar é analisada através de indicadores  tais como: eficiência de conversão dos painéis solares e a disposição dos paineis solares que compôem o Sistema. Geralmente, observa-se uma perda de energia solar antes da conversão da mesma em energia eléctrica. Por outro lado, a incidência da radiação solar nos paineis solares varia em função da orientação do Sistema, inclinação e sobreamnento dos painéis.

Em uma central solar fotovoltaica, existem outros paramentros determinantes do desempenho que são:  factor de rendimento, factor de capacidade e factor de performance.

O factor de rendimento é a energia total produzida por um sistema fotovoltaico durante um mês ou ano. Relaciona a energia produzida pelo Sistema durante um ano e a capacidade nominal de geração da central. É geralmente utilizado para medir o produtividade do Sistema e é medido em kWh/kWp.

O factor de capacidade (FC) é a relação entre o rendimento energético anual real de uma central fotovoltaica e a energia que esta produziria quando operasse em total capacidade durante um ano. Este factor estima a percentagem da central PV que é utilizável, e o CF mais ideal é de 50% estimado para uma disponibilidade solar diária de 12 h no máximo. E por último a factor de performance que representa a razão da relação entre a energia activa anual e a potência nominal e, a razão entre a insolação (kWh/m²) e a radiação solar de referência.

 Solar Térmico

É a energia obtida a partir da conversão directa da radiação solar em calor através de dispositivos responsáveis pela conversão denominados colectores solares térmicos.

A conversão da energia solar em energia calorifica é feita através de um sistema solar térmico que consiste no aquecimento de água quente através da captação e conversão da radiação solar que chega ao colector em energia térmica usando a fonte de energia renovável que é o Sol.

Os sistemas solares térmicos são sistemas simples, eficientes e económicos usados no processo de aquecimento de água e ambientes, secagem de produtos e produção de energia, através de processo termodinâmico. Para o aquecimento da água, os sistemas solares térmicos são desenhados com diferentes tipos de colectores solares que variam desde os colectores planos sem cobertura, colectores solares planos com cobertura e colectores solares de tubos evacuados.

Imagem – Sistemas solares térmicos

Os colectores solares planos sem cobertura são geralmente usados em aplicações de baixas temperaturas como no aquecimento das piscinas enquanto que, os planos e de tubos evacuados são mais usados em sistemas de altas temperaturas como aquecimento da água para diversos fins.

 Aquecedores solares térmicos

Geralmente, para além dos colectores solares térmicos, os sistemas são também compostos por termoacumuladores que são responsáveis pela conservação da energia calorífica gerada durante o dia. A energia conservada no termoacumulador é usada em períodos de ausência da radiação solar, períodos de pico da demanad como periodos nocturnos. 

Os sistemas solares térmicos de aquecimento de água são classificados em sistemas de circulação natural, também chamados sistemas termossifão e sistemas de circulação forçada.

• Sistema de circulação natural: nestes sistemas, a água movimenta-se no interior do sistema através do efeito de gravidade e da diferença de densidade da água entre o colector solar e o tanque ou termoacumulador. Neste sistema, o tanque de água encontra-se acima do nivel do colector solar de modo a permitir a circulação da água por efeito de gravidade;
• Sistema de circulação forçada: neste tipo de sistemas a água é movida por meio de uma bomba e, normalamente, o termoacumulador encontra-se a um nível inferior ao do colactor solar termico.

Os sistemas solares térmicos são amplamente utilizados em diversas áreas tais como: áreas hoteleiras, turísticas, residenciais, industrias de secagem de alimento entre outros.