outubro 2, 2024
Energia Solar: Soluções em Engenharia de Eficiência Energética em Áreas de Proteção Ambiental
(por Engº Fernando Salgado*)
Introdução
A crescente preocupação com questões climáticas e o rápido desenvolvimento urbano têm apresentado grandes desafios, onde o impacto ambiental da geração e distribuição da energia torna-se negativo devido à infraestrutura das concessionárias.
Nos últimos anos, a busca por fontes de energia limpa e renovável tem crescido significativamente e a energia solar tem se destacado como uma das soluções mais promissoras. Essa forma de energia é considerada sustentável, pois utiliza a luz do sol como principal recurso, sendo uma alternativa poderosa para a redução de custos energéticos e a preservação do meio ambiente.
Ao contrário do caos energético sofrido pelas concessionárias, a energia solar tem mostrado um crescimento significativo, especialmente no Brasil. Em 2023, o país destacou-se no cenário global ao alcançar a terceira posição, acrescentando 15,4 gigawatts (GW) de potência pico em capacidade instalada, representando 4% de todo mercado mundial no período de acordo com o estudo Global Market Outlook For Solar Power 2024 – 2028 da SolarPower Europe.
De janeiro a junho de 2024, a potência instalada na matriz elétrica do Brasil teve um aumento de 7GW, correspondendo a um crescimento de 18,9% em relação ao mesmo período de 2023, o que demonstra um avanço importante do setor de energia e a maior taxa de expansão anual dos últimos 27 anos. O crescente uso da energia solar é, claramente, uma importante tendência no contexto nacional e os proprietários de negócios e áreas rurais devem se preparar para entender e realizar investimentos bem planejados nessa modalidade energética.
Neste artigo, vamos explicar os principais tipos de tecnologias de energia solar aplicáveis a áreas rurais e de interesse ambiental, como a Área de Preservação Ambiental de São Francisco Xavier, descrevendo como elas podem contribuir para um futuro mais sustentável.
1. Energia Solar Fotovoltaica
Esse é o tipo mais conhecido e amplamente utilizado. A energia solar fotovoltaica converte a luz do sol diretamente em eletricidade através de células fotovoltaicas presentes nos painéis solares. É uma tecnologia muito versátil, podendo ser instalada em telhados de residências e de empresas, no solo em terrenos rurais e em grandes usinas solares. Além de reduzir a despesa com energia, o sistema fotovoltaico é uma solução que reduz a liberação de carbono na atmosfera.
A energia fotovoltaica vem se consolidando como uma das fontes de energia renovável mais promissoras do século e pode ser implementada em três diferentes categorias de sistemas fotovoltaicos, cada um com características e aplicações específicas. Ao considerar a adoção dessa tecnologia, é importante entender as diferenças entre essas modalidades para escolher a solução mais adequada. Abaixo exploraremos os principais tipos de Sistemas Fotovoltaicos.
a. Sistemas Fotovoltaicos On-Grid (Conectados à Rede)
Esse é o tipo mais comum de energia fotovoltaica, especialmente em áreas urbanas. Os sistemas On-grid estão conectados à rede elétrica pública, ou seja, funcionam em conjunto com a energia convencional. Durante o dia, quando há produção de energia solar, o sistema abastece a residência ou empresa e, se houver excesso, essa energia pode ser injetada na rede elétrica, gerando créditos para serem utilizados posteriormente, chamados de créditos energéticos que são computados na conta de energia.
Vantagens:
– Baixíssimo impacto ambiental
– Redução significativa da despesa com energia
– Uso contínuo de energia, sem necessidade de baterias
– Econômia com a infraestrutura, pois aproveita a rede pública
– Valorização do imóvel
Ideal para: Residências, fazendas, empresas e comércios em áreas com acesso à rede elétrica.
b. Sistemas Fotovoltaicos Off-Grid (Isolados da Rede)
Os Sistemas Off-grid funcionam de forma independente da rede convencional, ou seja, não estão conectados à rede elétrica pública. Eles utilizam baterias para armazenar a energia gerada pelos painéis solares, o que garante o fornecimento de eletricidade mesmo durante a noite ou em dias de pouca luz solar. Essa modalidade é muito utilizada em áreas rurais ou regiões onde não há acesso à rede de energia elétrica.
Vantagens:
– Energia 100% sustentável (eficiente, renovável, baixo impacto ambiental)
– Independência total da rede elétrica
– Ideal para regiões remotas ou áreas sem fornecimento público de energia
– Funciona mesmo em quedas de energia
Ideal para: Fazendas, áreas remotas e locais sem acesso à rede elétrica
c. Sistemas Fotovoltaicos Híbridos
Os Sistemas Fotovoltaicos Híbridos combinam o melhor dos dois mundos: estão conectados à rede pública (on-grid), mas também utilizam baterias (off-grid). Isso significa que, além de poderem injetar energia na rede elétrica e gerar créditos, esses sistemas também podem armazenar energia nas baterias para uso posterior. Dessa forma, você pode garantir eletricidade mesmo em momentos de blackout (apagão) ou queda da rede pública.
Vantagens:
– Segurança energética em situações de falta de luz
– Flexibilidade para armazenar ou injetar energia na rede
– Aproveitamento máximo da energia solar produzida
Ideal para: Áreas com fornecimento irregular de energia elétrica ou para quem busca mais segurança energética.
2. Energia Solar Térmica
A energia solar térmica ou aquecimento solar utiliza o calor do sol para aquecer água, ambientes e até processos industriais, sendo uma excelente alternativa para reduzir o consumo de eletricidade ou gás. Aqui também há diferentes sistemas de implementação do aquecimento solar. Seguem abaixo as descrições dos mais relevantes.
a. Sistemas de Aquecimento Solar para Água
Esses são os sistemas mais comuns, amplamente utilizados em residências, edifícios e até em indústrias. Eles aquecem a água através de coletores solares, geralmente instalados no telhado. O calor captado é transferido diretamente para a água, que é armazenada em um reservatório térmico (boiler), sendo distribuída posteriormente para chuveiros, torneiras e piscinas.
Os principais componentes desses sistemas são:
– Coletores solares (ou Painéis Solares Térmicos): Responsáveis por captar o calor do sol
– Reservatório Térmico (Boiler): Armazena a água quente, mantendo-a aquecida por longos períodos
Vantagens:
– Redução significativa no consumo de energia elétrica ou gás para aquecimento de água
– Baixo custo de manutenção
– Longa vida útil do sistema
Ideal para: Residências, edifícios residenciais, pousadas, academias e indústrias que demandam grande volume de água quente.
c. Sistemas de Aquecimento Solar para Ambientes
Nesse tipo de sistema, o calor captado pelos coletores solares é utilizado para aquecer o ar em ambientes fechados. Geralmente, é aplicado em regiões de clima frio ou em áreas que necessitam aquecimento constante, como galpões e estufas agrícolas. O ar aquecido circula através de dutos que distribuem o calor pelos ambientes.
Vantagens:
– Redução dos custos com sistemas convencionais de aquecimento (como aquecedores elétricos ou a gás)
– Uso sustentável do calor solar para melhorar o conforto térmico
Ideal para: Residências e indústrias em regiões mais frias, estufas agrícolas, galpões e locais com grandes áreas internas.
d. Sistemas de Aquecimento Solar para Piscinas
Esses sistemas são muito populares em residências, condomínios, pousadas e clubes, pois permitem o uso de piscinas durante o ano todo reduzindo o consumo de energia ou gás de forma significativa. Aqui, coletores solares específicos são usados para aquecer a água da piscina. A água circula pelos coletores, é aquecida pelo sol e retorna à piscina.
Vantagens:
– Economia devido à ausência de necessidade de sistemas adicionais, como gás e energia elétrica
– Prolonga o tempo de utilização da piscina em estações mais frias
Ideal para: Residências com piscinas, academias, pousadas e clubes recreativos.
Tipos de Coletores Termossolares
Os sistemas de aquecimento solar dependem dos coletores termossolares para capturar a energia do sol. Há dois principais tipos:
– Coletores Planos: Mais comuns, esses coletores são compostos por uma caixa metálica contendo uma placa com tubulação absorvedora, que capta o calor solar. São eficientes para aquecer água em temperaturas moderadas, sendo indicados para residências e piscinas em locais mais quentes.
– Coletores a Vácuo: Utilizam tubos de vidro que substituem a lã de vidro e formam o isolamento térmico, permitindo que a água seja aquecida a temperaturas mais elevadas. Ao contrário dos coletores planos, este sistema além de aquecer a água pelo calor, também utiliza a irradiação solar, se tornando mais eficientes em regiões frias e em aplicações industriais.
Considerações
Os sistemas de aquecimento solar são uma solução sustentável e eficiente, tanto do ponto de vista energético como do econômico. Esses sistemas ajudam a reduzir o consumo de energia elétrica ou gás, além de contribuir para a preservação do meio ambiente. A escolha do tipo correto de sistema depende das necessidades do usuário e do local de instalação. Deve-se também considerar que o aquecimento solar depende da incidência da luz do sol e que a sua eficiência pode ser reduzida durante dias nublados ou em determinadas épocas do ano, implicando a necessidade de sempre se optar por um sistema de apoio, o que pode garantir a eficiência econômica e ambiental, sem perda de conforto.
Conclusão
A adoção de tecnologias de energia solar, especialmente em Áreas de Proteção Ambiental, como a da APA de São Francisco Xavier, localizada na Serra da Mantiqueira, Estado de São Paulo, representa uma estratégia vital para garantir a segurança energética e diminuir o impacto ambiental das propriedades e empresas nela localizadas. O mesmo efeito é possível se a tecnologia for adotada pela comunidade local mais ampla.
Ao adotar e integrar as energias solares fotovoltaica e térmica, os usuários podem reduzir significativamente a sua dependência de fontes de energia não renováveis, mitigando o seu impacto ecológico. Mais amplamente, o investimento em energia solar não só propicia a autonomia energética para proprietários e comunidades locais, mas também os alinha com objetivos globais de conservação ambiental, promovendo um desenvolvimento mais harmonioso com a natureza e, em última instância, podendo promover o aumento do valor econômico dos bens imóveis.
Finalmente, o crescente uso de energia solar em São Francisco Xavier, que é rica em biodiversidade e beleza natural, reforça a importância das soluções energéticas que respeitam e preservam o ecossistema local, criando um modelo nacional para demais comunidades localizadas em Áreas de Proteção Ambientais ou em regiões de interesse ambiental.
*Por Engº Fernando Salgado, Engenheiro Eletricista e CEO da Marião Serviços e Engenharia de Soluções Sustentáveis, uma empresa especializada em Soluções Energéticas. (12) 97402-6999