Energia Solar: uma visão geral e o que vem por aí

O mundo está passando por uma mega transformação na área de energia e o sol tem tudo a ver com esse momento histórico. A mesma luz que nos ilumina toda manhã já é capaz não só de, gradativamente, contribuir com a redução da dependência dos derivados do petróleo, como também de gerar milhares e milhares de empregos, desenvolvimento econômico, social e muitos outros benefícios. 

Estamos falando de maior acessibilidade das populações à luz elétrica, nos lugares mais remotos da terra, e em redução de gases de efeito estufa, com impactos menores sobre as mudanças climáticas, garantindo assim um mundo melhor para as próximas gerações. 

No Brasil, em especial, a geração solar está possibilitando uma verdadeira revolução. Movimenta empresas, recursos, tecnologia e investimentos, levando energia mais barata à população em geral. 

PARECIDAS, MAS DIFERENTES

Quando surgiu e como a fonte solar se tornou tão importante é o que vamos conhecer agora em um pouco mais de detalhes.

Importante, em primeiro lugar, diferenciar os tipos de tecnologia. A energia do sol pode ser aproveitada na forma de calor, por meio de aquecedores de água, por exemplo. Mas a que nos interessa aqui é a que promove conversão de luz solar em eletricidade. 

As duas tecnologias têm um ponto em comum, que são as placas cobertas de vidro. Só que na primeira temos água circulando sob o vidro escurecido – próprio para concentrar calor –  enquanto na segunda o vidro, totalmente transparente, serve para proteger as chamadas células fotovoltaicas, que fazem a transformação de luz em eletricidade,

A história dessas células começa no século 19, quando os cientistas da época descobriram o efeito fotovoltaico. Ou seja, que a luz natural pode ser transformada em eletricidade quando aplicada sobre determinados tipos material sensíveis a estímulos. Surgiu aí o conceito de célula fotovoltaica, que só veio a ter um salto de evolução na década de 1950. Foi nesse momento que se chegou à conclusão de que o silício, um elemento abundante na natureza e que tem propriedades semicondutoras, é o que oferece melhor desempenho nesse processo de conversão. Nascia a célula de silício.

SURGEM AS PLACAS SOLARES

Veio então a ideia de interligar várias dessas células e montá-las em placas, para que, em conjunto,  produzissem uma quantidade aproveitável de energia. Uma tecnologia na época tão cara que, no início, era basicamente usada pela indústria aeroespacial. Foi, porém, um salto tão revolucionário, que satélites, estações espaciais e naves ainda hoje são alimentadas basicamente com eletricidade produzida a partir de energia solar.

Várias décadas se passaram até que a energia solar fotovoltaica, após aperfeiçoamentos e melhorias de eficiência, pudesse ser suficientemente desenvolvida para ser usada em maior escala. As chamadas fazendas de geração de energia solar – com vastas áreas cobertas de placas interligadas – só começaram a se multiplicar em maior número na passagem dos anos 1990 para 2000. Esses conjuntos enormes estão hoje conectados às redes elétricas de grandes cidades, também graças a avanços tecnológicos. 

TECNOLOGIA AMIGA

Houve, principalmente, o reconhecimento de que, em tempos de aquecimento do planeta e mudanças climáticas radicais, essa forma de produção de energia tem menor impacto socioambiental. Isso em comparação com usinas termoelétricas movidas a combustíveis fósseis – óleo, gás e carvão – e hidrelétricas que barram rios, inundam terras, impactam biomas e desalojam populações. Por isso, a fonte solar é hoje protagonista do movimento global de transição energética. Ou seja, a troca gradativa de combustíveis poluentes, por formas limpas de produção de energia.

Para se ter uma ideia do rápido crescimento da relevância dessa fonte no cenário mundial, basta dar uma olhada em dados históricos registrados pela Agência Internacional de Energias Renováveis (Irena, na sigla em inglês). Por volta do ano 2000, o mundo tinha apenas 0,1% de geração solar, o equivalente a 808 Megawatts (MW) de capacidade instalada. Em 2020, essa participação saltou para 25,1%, para uma capacidade instalada de 769.227 MW ou o equivalente à soma de 52 usinas da potência de Itaipu, a segunda maior hidrelétrica do mundo.  A solar passou a ser a terceira maior fonte de geração, atrás da eólica – que usa a força dos ventos – e da hidrelétrica, ainda a mais usada. 

EFICIÊNCIA E MODICIDADE

Isso foi possível a partir da queda dos preços da eletricidade produzida pelas placas fotovoltaicas. A montagem em série desses equipamentos, em grandes fábricas quase 100% automatizadas, fez com que, em torno de 2018, os valores recuassem de US$ 200/Megawatt-hora (MWh) para US$ 60/MWh nos Estados Unidos. Na China, nesse mesmo intervalo de tempo, o preço do MWh cedeu de US$ 300/MWh para US$ 50/MWh. 

Não por acaso, o país asiático é líder mundial em energia solar. Lá se concentram hoje as maiores indústrias de painéis solares e a maior concentração global de fazendas solares. De apenas 33,5 MW de capacidade instalada, em 2000, a China chegou a 305.402 MW, em 2021. Isso era pouco menos da metade do total mundial, naquele ano. O Japão, que era o campeão em 2000, com 330 MW instalados, ocupava a terceira colocação no ano passado, com 74.191 MW, atrás do vice-líder, os Estados Unidos, com 93.713 MW, ainda bem distante da China.

A tecnologia nessa área segue evoluindo rapidamente. Os painéis, que agora já são oferecidos em modelos bifaciais, podem também ser ligados a rastreadores, espécie de motores que os movimentam de acordo com a posição do sol, permitindo um ganho sensível na produção de eletricidade.  A ciência também criou filmes flexíveis, uma tecnologia ainda de custo mais elevado,  mas que tem uma vantagem importante.  Eles podem ser aplicados diretamente a edificações diversas, dispensando o uso de estruturas de fixação.

ACESSÍVEL E DURÁVEL

Mas, a maior de todas as revoluções é que, graças também ao forte barateamento das tradicionais placas de silício, já é possível instalá-las em comércios, fábricas e residências. Isso, que, na prática, ficou conhecido como geração distribuída, reverte em economia para os consumidores, que passam a depender menos da eletricidade fornecida pelas concessionárias públicas, cujas tarifas cobradas estão em contínua ascensão. 

O investimento necessário para se ter um equipamento completo está acessível à classe média, com um payback – retorno do capital aplicado -, em cerca de cinco anos, lembrando que um kit solar completo tem vida útil estimada em 25 anos. Logo mais será possível também acoplar baterias de armazenamento de energia, à medida que esse tipo de componente também tenha maior queda de preço. Isso vai significar maior autonomia ainda para os consumidores.

E O BRASIL?

Mas, e o Brasil nesse cenário todo? Por enquanto, só podemos dizer que o nosso país está escrevendo uma das páginas mais belas na história da energia solar. Como um dos países com radiação solar mais privilegiada em termos mundiais–destaque para região Nordeste e o norte de Minas Gerais – o Brasil tem atraído investimentos bilionários para o setor, servindo de exemplo para outros países. Essa trajetória vamos contar em maiores detalhes em um próximo artigo. Por isso, continue ligado na Thunders. 

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