ARTIGO PRONTO_Energia solar

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V Workshop de Trabalhos de Conclusão de Curso do UNICEP
Energia Solar
Edilson Roberto Guedes (UNICEP)
José Claudio Pinto de Azevedo - Orientador (UNICEP)
Resumo
A busca por energias renováveis, consequência da crise energética tem levado as pessoas ao debate sobre fontes alternativas. E, nesses debates a energia solar vem tomando proporções inimagináveis, pois é de fácil implantação, seu custo é relativamente baixo, e é, acima de tudo, uma fonte inesgotável para locais onde as radiações solares são abundantes. 
O presente artigo busca respostas para o fato do pouco uso desse tipo de energia no Brasil, já que se trata de um país que é favorável ao desenvolvimento dessa prática por sua localização privilegiada, sua geografia, sua área e uma série de outros fatores.
Este trabalho está inserido na área de Desenvolvimento Sustentável e Fontes Alternativas de Energia. Respostas para a questão da não adoção dos Sistemas de Energia Solar no Brasil foram procuradas, entendendo-se, antecipadamente, que as mesmas devem passar pelo estudo das relações que existem entre o Desenvolvimento Sustentável e o progresso, bem como entre a pobreza e a falta de acesso à energia.
Durante o desenvolvimento deste artigo, pretende-se avaliar a regulação da utilização da energia solar pela população brasileira pobre, abordando-se pontos fundamentais, como a aquisição de energia pela população que a ela não tem acesso, através do aquecimento solar, bem como a normatização do mercado dessa energia e atividades de incentivo à produção de tecnologia especializada na utilização da energia solar. 
Palavras-Chave: energia solar, aproveitamento, energia.
Introdução
Define-se energia solar como sendo qualquer tipo de captação da energia proveniente do sol (luminosa e térmica) e sua posterior transformação em forma utilizável pelo homem para aquecimento de água ou como energia elétrica ou mecânica.
A energia solar não polui durante seu uso, e os painéis solares tem seu custo cada vez menor, ao mesmo tempo em que se tornam mais potentes. 
Por não necessitar de grandes investimentos nas linhas de transmissão, sua instalação em pequena escala é bastante viável. Torna-se mais viável ainda no Brasil, pelo seu clima e sua posição privilegiada o que ajuda a diminuir a demanda energética em locais mais distantes dos centros de produção de energia.
O país que tem energia distribuída para toda sua população passa a imagem de redução da pobreza, crescimento populacional, bem como seu grau de urbanização. Porém, a qualidade e a quantidade dos serviços de energia, bem como a maneira pela qual esses serviços são atingidos, também atingem as questões sociais.
Possuir e utilizar energia são determinantes para de qualidade de vida, pois a população utiliza a energia pra iluminação, força motriz, lazer, cozinhar e conservar alimentos. Quando a energia é tratada como mercadoria, a relação entre renda e utilização aumenta as desigualdades sociais. A forma e quantidade de energia que os indivíduos e suas famílias têm acesso influenciam na sua renda e no seu nível de pobreza. (SCHAEFFER et al, 2003).
A utilização da energia
O bem estar da população está intimamente ligado ao acesso que essa população tem à energia. A quantidade de energia que é necessária, sua qualidade e a forma como ela é gerada subordina-se a ideias como cidadania, mercado, desenvolvimento sustentável, modernidade, liberdade, porém fica muito clara a relação entre a falta de acesso à energia e a pobreza.
É inegável o fato de que suprir toda a população de energia é um fator indispensável ao bem-estar social e ao desenvolvimento econômico de qualquer país e vemos que, no Brasil esse suprimento é ainda deficitário seja pela falta de acesso do cidadão, seja pela precariedade do atendimento. Quando a energia é suprida, as barreiras econômicas muitas vezes impedem que segmentos significativos da sociedade possam fazer uso desta energia para o atendimento até mesmo de suas necessidades mais básicas (SCHAEFFER et al, 2003).
O uso da energia nas residências no Brasil caracteriza-se pela simplicidade de seus usos finais e especificidade de utilização dos equipamentos domésticos. 
As fontes de energia que conhecemos atualmente são classificadas em dois tipos: fontes primárias, originadas de processos fundamentais da natureza, como a energia dos núcleos dos átomos, energia gravitacional e a energia liberada pelo sol; e secundárias, derivadas das primeiras, representando apenas transformações e ou diferentes formas daquelas, tais como a energia da biomassa (energia solar) e a das marés (energia gravitacional).
A energia é consumida pelo setor residencial basicamente sob a forma de eletricidade e combustível (lenha, querosene, gás natural, gás liquefeito de petróleo).
Uma das finalidades da energia nas residências brasileiras é o aquecimento da água para cozinhar ou para higiene pessoal e, a tecnologia mais usada para isso, principalmente para o banho é o chuveiro elétrico.
De acordo com estudos de Da Silva (2000, p 58), “O chuveiro elétrico está presente em 67,6% dos domicílios”. Os dados utilizados por Da Silva quando fez a projeção acima citada, são do PROCEL (1988/1989). 
O mesmo autor afirma ainda com base nos mesmos dados, que “o ferro de passar, a televisão, o liquidificador, a geladeira de uma1 porta e o chuveiro elétrico são os equipamentos que apresentaram percentual superior a 50% em relação ao total dos domicílios do Brasil”. DA SILVA (2000, p 58)
Dados mais recentes são apresentados por Achão (2003) quando menciona a pesquisa PUC/PROCEL (1999) e o relatório PROCEL (2002). Para ele, “O aquecimento de água residencial é muito expressivo nas regiões Sul e Sudeste do país, onde mais de 85%14 dos domicílios possuem chuveiro elétrico”. ACHÃO (2003)
Relaciona-se o vasto uso do chuveiro elétrico ao baixo custo do aparelho, bem como à facilidade de instalação e ao acesso da população a energia elétrica.
A difusão do uso das fontes modernas de energia, em substituição às fontes tradicionais, foi uma constante na política energética brasileira da segunda metade do século passado. A difusão destes energéticos à população carente foi incentivada por meio de uma política agressiva de conexão dos consumidores às redes de suprimento e tarifas com subsídios cruzados (OLIVEIRA et. al, 2005).
3. A energia solar
A maioria das fontes de energia – hidráulica, biomassa, eólica, combustíveis fósseis e energia dos oceanos – são formas indiretas de energia solar. Além disso, a radiação solar pode ser utilizada diretamente como fonte de energia térmica, para aquecimento de fluidos e ambientes e para geração de potência mecânica ou elétrica. Pode ainda ser convertida diretamente em energia elétrica, por meio de efeitos sobre determinados materiais, entre os quais se destacam o termoelétrico e o fotovoltaico.
O aproveitamento da iluminação natural e do calor para aquecimento de ambientes, denominado aquecimento solar passivo, decorre da penetração ou absorção da radiação solar nas edificações, reduzindo-se, com isso, as necessidades de iluminação e aquecimento. Assim, um melhor aproveitamento da radiação solar pode ser feito com o auxílio de técnicas mais sofisticadas de arquitetura e construção.
O aproveitamento térmico para aquecimento de fluidos é feito com o uso de coletores ou concentradores solares. Os coletores solares são mais usados em aplicações residenciais e comerciais (hotéis, restaurantes, clubes, hospitais etc.) para o aquecimento de água (higiene pessoal e lavagem de utensílios e ambientes). Os concentradores solares destinam-se a aplicações que requerem temperaturas mais elevadas, como a secagem de grãos e a produção de vapor. Neste último caso, pode-se gerar energia mecânica com o auxílio de uma turbina a vapor, e, posteriormente, eletricidade, por meio de um gerador.
A conversão direta da energia solar em energia elétrica ocorre pelos efeitos da radiação (calor e luz) sobre determinados materiais, particularmente os semicondutores. Entre esses, destacam-se os efeitos termoelétrico e fotovoltaico.O primeiro caracteriza-se pelo surgimento de uma diferença de potencial, provocada pela junção de dois metais, em condições específicas. No segundo, os fótons contidos na luz solar são convertidos em energia elétrica, por meio do uso de células solares.
Entre os vários processos de aproveitamento da energia solar, os mais usados atualmente são o aquecimento de água e a geração fotovoltaica de energia elétrica. No Brasil, o primeiro é mais encontrado nas regiões Sul e Sudeste, devido a características climáticas, e o segundo, nas regiões Norte e Nordeste, em comunidades isoladas da rede de energia elétrica. 
Energia solar é o nome que se dá a qualquer tipo de captação de energia luminosa (e, em certo sentido, da energia térmica) proveniente do sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem. Durante o movimento de translação, aquele em que a Terra gira ao redor do Sol, a Terra recebe 1.410 W/m² de energia. Desse totoal, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é refletido pelas nuvens. 
Sabe-se que as plantas utilizam diretamente essa energia para fazer a fotossíntese e, os seres humanos a utilizamos quando queimamos lenha ou combustíveis minerais. 
A radiação solar, juntamente com outros recursos secundários de alimentação, tal como a energia eólica e das ondas, hidro-electricidade e biomassa, são responsáveis por grande parte da energia renovável disponível na terra. Apenas uma minúscula fração da energia solar disponível é utilizada.
Os métodos de captura da energia solar classificam-se em diretos ou indiretos:
· Direto significa que há apenas uma transformação para fazer da energia solar um tipo de energia utilizável pelo homem. 
· Indireto significa que precisará haver mais de uma transformação para que surja energia utilizável. 
Até meados da década de 1990, as concessionárias de distribuição de eletricidade aplicavam descontos em cascata para todos os consumidores de acordo com o volume consumido de eletricidade. Em 1994, o Ministério de Minas e Energia oficializou o primeiro benefício para baixa renda. Os clientes que consumiam até 30 kWh/mês tinham desconto de 65% na tarifa; os que utilizavam entre 31 kWh/mês a 100 kWh/mês tinham desconto de 30%; e os que consumiam entre 101 kWh/mês e um teto estabelecido por cada concessionária (na maioria dos casos, 200 kWh/mês), tinham desconto de 10%. 
Para Polito (2005),“Os recursos da subvenção eram obtidos a partir de um fundo alimentado pelos consumidores e administrado pela Eletrobrás”.
O aproveitamento da energia solar térmica, através de instalações de aquecimento solar de pequeno, médio e grande porte, tem se mostrado como uma solução técnica e economicamente viável para os problemas de redução do consumo de energia elétrica no setor residencial brasileiro. Nesse sentido, sua utilização intensiva em substituição aos chuveiros elétricos, largamente utilizados no país, pode ser entendida como geração virtual de energia elétrica (PEREIRA, et. al., 2003).
A aplicação de aquecimento solar de água em habitações populares é um processo ativo de geração de energia térmica. As instalações solares térmicas residenciais podem ser projetadas unifamiliarmente, para edifícios e condomínios residenciais. O aquecimento de água para uso doméstico, com o aproveitamento da energia solar, é considerado uma tecnologia simples que pode ser instalado por um técnico de nível médio (ARAÚJO, et.al, 2002). Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução economicamente viável. 
A produção de tensão ou corrente produzidas pelos geradores solares não é alta e o seu valor depende da quantidade de módulos expostos, da forma que são expostos e do tipo de material que compõem as células dos painéis. Isso significa que o sistema de energia solar autônomo não trás vantagens a sistemas com grande demanda tais como: indústrias, hospitais e demais sistemas.
De acordo com Cometta (1998, p.7), “A quantidade de energia solar que atinge a Terra em dez dias é equivalente a todas as reservas de combustível conhecidas”. (COMETTA, 1998, p.7). Isto quer dizer que o Brasil recebe elevados níveis de incidência da radiação solar praticamente durante todos os meses do ano, inclusive no mês de junho, correspondente ao solstício de inverno para o Hemisfério Sul.
Sabendo disso, empresas, organizações da sociedade civil e grupos de pesquisa, passaram a desenvolver sistemas de aquecimento de água com energia solar com materiais alternativos buscando criar modelos com custo mais acessível, permitindo a sua massificação, depois da crise energética de 2001. 
Lançaram-se ao mercado sistemas acoplados com coletor e reservatórios acompanhados ainda de propostas feitas por grupos de pesquisa, de novos modelos em PVC com a utilização de reservatórios térmicos de isopor buscando reduzir custos de manufatura.
A produção de tecnologia para o aquecimento de água com energia solar é conhecida e perfeitamente dominada pela indústria brasileira. 
O Brasil tem potencial solar altamente viável par a utilização da energia solar para o aquecimento de água para todas as classes de renda indistintamente, além de permitir aprovisionar a população de baixa renda de energia na forma de água quente. 
Os equipamentos para o aquecimento de água com energia solar são simples e podem ser manufaturados por pequenas oficinas ou até mesmo pelo próprio consumidor, pois alguns deles têm a patente livre. 
Além de todos os aspectos apresentados, no aquecimento solar, a fonte de energia não somente é abundante, mas, também, gratuita.
Portanto, conclui-se que o sistema de energia solar é um investimento com retorno em longo prazo, uma alternativa vantajosa para locais isolados, aonde não chega a rede de transmissão das hidroelétricas, porém é uma forte contribuição para o desenvolvimento sustentável. 
3.1 Formas de utilização da energia solar
No Brasil, são utilizadas duas formas de energia solar: a mais difundida é a térmica, voltada para os sistemas de aquecimento de água. A outra é a fotovoltaica, que produz eletricidade para uso geral e ainda está se instalando no país. Nas economias mais desenvolvidas esse segmento já está consideravelmente avançado, e são utilizados em residências, repartições públicas e estabelecimentos comerciais. Embora disponha da luz do sol praticamente o ano todo em algumas regiões, como o Nordeste e o Centro-Oeste, o Brasil ainda é o décimo no ranking de utilização da matriz solar como fonte de energia. O país fica atrás de China, Israel, Áustria, Índia, Turquia, Alemanha, Japão, Estados Unidos e Austrália. 
3.2 Tipos de energia solar
São 4 (quatro) os tipos de energia solar:
3.2.1 Direto – este é o tipo em que existe apenas uma transformação para fazer da energia solar, um tipo de energia que poderá ser utilizada pelo homem. É o princípio mais utilizado em aquecedores solares, já que a energia solar atinge uma lâmina escura e a transforma em calor que aquecerá uma determinada quantidade de água.
3.2.2 Indireto – este é o tipo de energia que necessita de mais de uma transformação para que se torne energia utilizável. Como exemplo, temos os sistemas que controlam automaticamente cortinas e persianas dependendo da disponibilidade da luz do sol.
3.2.3 Sistema Passivo – são tipos geralmente diretos, apesar de envolverem fluxos de convecção, que é uma conversão de calor em energia mecânica.
3.2.4 Sistema Ativo – são tipos geralmente indiretos, que necessitam do auxílio de dispositivos elétricos, mecânicos ou químicos para aumentar a efetividade da coleta. 
3 Vantagens da Energia Solar
A energia solar é excelente, principalmente, em lugares de difícil acesso, pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos em linhas de transmissão. Este é um tipo de energia que não polui durante o seu uso. Os painéis solares são cada vez mais potentes, ao mesmo tempo em que o seu custo vem se tornando mais baixo. 
Isso torna a energia solar uma solução economicamente viável.
Em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solaré viável em praticamente todo o território, e, em locais longe dos centros de produção energética, sua utilização ajuda a diminuir a demanda energética nestes e consequentemente a perda de energia que ocorreria na transmissão.
3.4 Desvantagens da Energia Solar
Uma das principais desvantagens da energia solar está relacionada às formas de armazenamento por serem pouco eficientes quando comparadas, por exemplo, aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), a energia hidroelétrica (água) e a biomassa (bagaço da cana ou bagaço da laranja).
Além disso, um painel solar, para ser fabricado, consome grande quantidade de energia, talvez maior do que a energia gerada por ele.
A quantidade de energia produzida pode variar de acordo com a situação atmosférica (chuvas, neve), além do que durante a noite não existe produção alguma, o que obriga a que existam meios de armazenamento da energia produzida durante o dia em locais onde os painéis solares não estejam ligados à rede de transmissão de energia
3.5 Captação e transformação da energia solar
Para captação e transformação da energia solar, são conhecidas basicamente três formas: química, elétrica e térmica. 
As formas mais importantes de conversão química da energia solar são os processos foto-bioquímicos. Os organismos biológicos classificados como produtores sintetizam carboidratos a partir de água e dióxido de carbono, absorvendo energia solar e a armazenando em forma de ligações químicas. Essa energia se dissipa através da cadeia alimentar e, em última instância é reirradiada ao espaço.
A conversão direta da energia solar em energia elétrica pode ocorrer através de dois processos, de acordo com Mendes (1998, p. 82): “conversão termoelétrica e conversão fotoelétrica, cada um deles podendo ser realizado de diversas maneiras”.
Segundo Szokolay, 1991, os métodos de conversão térmica da energia solar se fundamentam na absorção da energia radiante por uma superfície negra. Este pode ser um processo complexo, que varia segundo o tipo de material absorvente. Envolve difusão, absorção de fótons, aceleração de elétrons, múltiplas colisões, mas o efeito final é o aquecimento, ou seja, toda a energia radiante se transforma em calor. As moléculas das superfícies se excitam, ocorrendo um incremento na temperatura. 
O coeficiente de absorção de vários tipos de absorventes negros varia entre 0,8 e 0,98 (os 0,2 ou 0,02 restantes se refletem). Toda essa movimentação dos elétrons das moléculas superficiais e naturalmente o calor gerado vai se transmitir, uma parcela às outras partes do corpo pelo fenômeno da condução e o restante volta ao meio ambiente graças aos processos radiantes e às formas de convecção.
A emissão ou perda de calor é diretamente dependente da diferença de temperatura entre o ambiente e a superfície do corpo. 
Esta troca de calor prossegue à medida que aumenta a temperatura superficial até atingir a temperatura de equilíbrio.
4. A energia solar no Brasil
A Universidade Federal de Pernambuco - UFPE e Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC fizeram avaliações das disponibilidades solares no Brasil, o que resultou na criação do Atlas Solarimétrico do Brasil (2000), juntamente com a Companhia Hidroelétrica do São Francisco – CHESF, em parceria com o Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito – CRESESB. O Atlas de Irradiação Solar no Brasil (1998) foi elaborado pelo Instituto Nacional de Meteorologia – INMET e pelo Laboratório de Energia Solar – LABSOLAR, da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC.
O índice médio anual de radiação solar no País, segundo o Atlas Solarimétrico do Brasil (2000) e o Atlas de Irradiação Solar no Brasil (1998), é maior na região Nordeste, com destaque para o Vale do São Francisco. É importante ressaltar que mesmo regiões com menores índices de radiação apresentam grande potencial de aproveitamento energético.
A principal fonte de energia utilizada no Brasil é a de base hidrelétrica. Porém, com o apagão de 2001 e a demanda por iniciativas mais sustentáveis nos últimos anos tornaram necessário o olhar para fontes alternativas, como a solar. Atualmente, embora a utilização desse tipo de energia é muito pequena, se comparada à das grandes usinas que utilizam as águas dos rios. Espera-se que ela cresça movida, entre outras coisas, pelos programas de habitação do governo (que tem recomendado a instalação de coletores solares para aquecimento de água) e os dois grandes eventos esportivos que acontecerão em 2014 e 2016: a Copa do Mundo e as Olimpíadas, respectivamente.
O programa habitacional Minha Casa, Minha Vida, coordenado pelo governo federal, tem recomendado a utilização da matriz solar nos sistemas de aquecimento de água das casas construídas. Até o momento, já foram entregues 13 mil propostas nesse sentido à Caixa Econômica Federal, que financia o projeto. 
A expectativa é de que, até 2015, 40 mil das residências construídas tenham água aquecida a partir da luz do sol, nas regiões Sul, Sudeste e Centro-oeste. Com o anúncio de que o Brasil será sede dos dois mais importantes eventos esportivos do mundo – a Copa e as Olimpíadas – o debate sobre a capacidade energética do país foi retomado. 
No Brasil, embora o cenário não seja muito crítico, a alta demanda energética que haverá com a ocupação de hotéis, restaurantes e estádios estimula as buscas por outras fontes, que, por um lado, complementem a matriz tradicional, e, por outro, abram caminho para as alternativas mais sustentáveis.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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São Carlos, SP, Novembro de 2012		3