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área sectorial
energia solar
o sol é a nossa principal fonte de energia, responsável pela manutenção das várias formas de vida existentes na terra. trata-se de um recurso praticamente inesgotável e constante, quando comparado com a nossa escala de existência neste planeta.
no centro do sol, mais propriamente numa região denominada fotosfera solar (camada muito ténue com aproximadamente 300 km de espessura e temperatura superficial da ordem dos 5800 ºk), a energia resultante das reacções de fusão dos núcleos dos átomos de hidrogénio, originando núcleos de hélio, é radiada para o espaço sobre a forma de energia electromagnética, a uma velocidade próxima dos 300.000 km por segundo. esta energia, ao atingir a atmosfera terrestre pode ser absorvida ou reflectida pelos seus diferentes componentes. dados recentes da wmo (world metereological organization) indicam que a radiação solar incidente sobre uma superfície perpendicular ao eixo terra-sol, situada no topo da atmosfera, é de 1367 w/m2.
a distribuição espectral desta radiação é constituída por radiação na gama dos raios ultra-violetas (7%), luz visível (47%) e raios infra-vermelhos (46%).
após atravessar a atmosfera, num dia de céu relativamente limpo, a radiação solar atinge a superfície terrestre com uma potência inferior em cerca de 30% da registada no topo da mesma, ou seja, aproximadamente, de 1000 w/m2.
esta radiação que atinge o solo é constituída por três componentes:
* radiação directa – atinge directamente a superfície
* radiação difusa – desviada em diferentes direcções pelos componentes da atmosfera
* radiação reflectida – proveniente da reflexão no solo e objectos circundantes
potencial
o sol fornece anualmente, para a atmosfera terrestre, uma quantidade enorme de energia (avaliada em 1,5 x 1018 kwh), correspondente a cerca de 10.000 vezes o consumo mundial de energia verificado nesse mesmo período. no entanto, esta fonte é considerada demasiado dispersa, com as vantagens e os inconvenientes dai decorrentes. entre os inconvenientes refira-se sem dúvida, a necessidade de importantes superfícies de captação para o seu aproveitamento (a central fotovoltaica de moura, por exemplo, para uma potência instalada de 62 mwp, ocupa uma superfície aproximada de 114 hectares). a sua grande vantagem reside no facto de se tratar de uma fonte de energia repartida equitativamente.
em portugal, o potencial disponível é bastante considerável, sendo um dos países da europa com melhores condições para aproveitamento deste recurso, dispondo de um número médio anual de horas de sol, variável entre 2200 e 3000, no continente, e entre 1700 e 2200, respectivamente, nos arquipélagos dos açores e da madeira. na alemanha, por exemplo, este indicador varia entre 1200 e 1700 horas.
para lisboa, num plano inclinado de cerca de 40º e orientado a sul, o valor médio diário de potência da radiação solar global (radiação directa e radiação difusa) é de 414 w/m2.
utilizações
a grande vantagem da energia solar reside sobretudo em:
* utilizações finais directas;
* aplicações distribuídas;
* disponibilidades geográfica, sobretudo em locais onde outras fontes de energia são escassas ou não estão presentes.
a energia solar pode ser utilizada directamente para aquecer e iluminar edifícios, aquecer água de piscinas, sobretudo em equipamentos sociais, para fornecimento de água quente sanitária nos sectores doméstico, serviços, indústria e agropecuária.
a energia solar também possibilita a produção de elevadas temperaturas para produção de vapor de processo ou geração de electricidade, através de tecnologias de concentração da radiação.
através do efeito fotovoltaico converte-se a radiação solar em energia eléctrica.
o aquecimento solar é uma tecnologia já dominada e, em 2002, existiam já instalados na ue cerca de 12,3 milhões de m2 de colectores solares térmicos. cerca de 60% destes encontram-se na alemanha (com mais de 50% das vendas de colectores solares da ue), grécia e áustria.
o chipre possui aquecimento solar instalado em 50% dos hotéis e em 92 % das habitações particulares. é o líder mundial em m2 de colector per capita. no continente europeu é a grécia que está no topo com 0,26 m2 per-capita seguida pela áustria com 0,20 m2 por pessoa.
a meta da ue visa a instalação de 100 milhões de m2 de colectores até 2010.
algumas cidades já estabelecem regulamentos municipais, como é o caso de barcelona, que exige a instalação de sistemas solares que garantam 60% do consumo de água quente das habitações e de edifícios de serviços. em consequência desta postura verificou-se, em ano e meio, um aumento de 750% neste tipo de instalações. este procedimento está a ser também implementado em outras cidades, como sevilha e madrid.
na alemanha, o governo estabeleceu um aumento dos incentivos de 92 para 125 euros por m2 de superfície colectora instalada, o que teve como consequência imediata o relançamento do mercado em 2003. comparativamente com a china, os números europeus são modestos. em 2000 existiam na china 26 milhões de m2 de colectores solares e mil fabricantes de componentes e sistemas e a meta do governo chinês para 2005 foi de 65 milhões de m2.
os colectores concentradores constituem uma importante tecnologia para a produção de energia eléctrica e a meta mundial prevê a instalação de 100 mil mw até ao ano 2025.
algumas projecções económicas prevêem a viabilidade de construção de centrais deste tipo na grécia, itália, portugal, áustria, brasil, libéria, tunísia e china, o que representará um potencial mundial de 100 mil mw de produção eléctrica nos próximos 25 anos.
a energia de origem fotovoltaica (fv) tem sido a opção mais económica em muitas aplicações de pequena potência em locais afastados da rede.contudo o elevado preço destes sistemas tem sido uma barreira à sua disseminação em outras aplicações, nomeadamente em áreas urbanas, desde logo servidas pela rede de distribuição eléctrica.
presentemente essa tendência vem sendo contrariada devido ao decréscimo dos custos dos módulos fotovoltaicos.
os preços de fábrica para os módulos fv variam entre 2 e 3 dólares por watt pico, e os sistemas operacionais completos podem ascender, nos estados unidos, a valores entre 5 e 7 dólares/watt, dependendo da dimensão dos sistemas, e sem subsidio. a tecnologia fotovoltaica associada à eficiência energética e à arquitectura bioclimática, integrada na rede eléctrica pode constituir um contributo substancial para as necessidades energéticas mundiais.
o valor social da energia fv vai além dos meros kwh produzidos pois pode induzir o desenvolvimento local e consolidar a economia local, melhorar o ambiente e aumentar a fiabilidade do abastecimento de energia eléctrica, diminuindo os custos ao nível das infraestruturas de produção centralizada, transporte e distribuição de electricidade
em portugal, a utilização de sistemas solares térmicos ou fotovoltaicos está ainda longe de corresponder ao potencial deste recurso, disponível nos país. estima-se que, em 2003, a capacidade instalada de sistemas solares fotovoltaicos era cerca de 2 mw, dos quais apenas 20% se referem a instalações ligadas à rede pública.
não obstante, foram já aprovados pedidos de informação prévia que totalizam cerca de 128 mw, o que deixa uma capacidade não comprometida de 22 mw face à meta de 150 mw, para o horizonte temporal até 2010.
o grupo espanhol de construção acciona vai investir 200 milhões de euros na maior central fotovoltaica do mundo, situada em moura, actualmente em construção, o negócio implica a compra de 100% da amper solar, até agora controlada pelo município.
o investimento será de 250 milhões de euros destina-se a construir a central solar fotovoltaica com 62 mwp de potência instalada e uma produção anual de 88 gwh. a central ficará instalada na freguesia da amareleja no concelho de moura .
em contrapartida, a "holding" espanhola irá construir uma fábrica de painéis fotovoltaicos no município de moura, com uma capacidade de produção mínima de 24 mw/ano", comprometerá um montante estimado em 3,5 milhões de euros para um fundo social de desenvolvimento de infra-estruturas, propriedade do município.
quando concluída, em 2010, a central de moura será a maior do mundo.
na sequência do programa e4 – eficiência energética e energias endógenas, foi lançado o programa "agua quente solar para portugal" que previa a instalação, até 2010, de um milhão de metros quadrados de colectores solares.
embora os resultados alcançados estarem muito distantes daquele objectivo, os resultados do último inquérito realizado pelo observatório para o solar térmico, com vista a determinar a área instalada no nosso país em 2004, foi possível apurar a instalação de 16 088 m2 de colectores solares, dos quais 44% em pequenos sistemas domésticos e o restante em grandes sistemas.
o custo das instalações solares térmicas de aquecimento de água em portugal para os pequenos sistemas situa-se entre os 600/800 €/m2, enquanto que nos grandes sistemas esse valor desce para 350/600 €/m2.