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Como funcionam as usinas solares?

As usinas solares utilizam a energia emitida pelo Sol para produzir energia elétrica de forma limpa e sustentável. Leia este texto e saiba como funcionam as usinas solares.

Como funcionam as usinas solares?
Os painéis solares são usados nas usinas fotovoltaicas para produzir energia elétrica.

As usinas solares transformam a energia da radiação emitida pelo Sol em energia elétrica. Existem dois tipos de usinas solares: as usinas fotovoltaicas e as usinas termossolares. Apesar de ambas utilizarem a mesma fonte, os processos de conversão de energia realizados por elas são diferentes.

Veja também: Fontes de energia

O que é uma usina solar?

Usinas solares são complexos arranjos de equipamentos destinados à transformação da energia transmitida pela radiação solar em energia elétrica. De acordo com o processo de transformação sofrido pela energia solar, pode-se definir o tipo de usina solar. Usinas que utilizam o calor emitido pelo Sol são chamadas de termossolares. Já as usinas que usam as demais frequências de luz solar, gerando energia elétrica por meio de placas solares, são chamadas de usinas fotovoltaicas.

Veja também: Diferença entre radiação e irradiação

→ Usinas termossolares

As usinas termossolares concentram a luz solar em um grande reservatório de água por meio de um arranjo de diversos espelhos côncavos. Esses espelhos são organizados de forma que seus focos fiquem alinhados, fazendo com que toda a luz incidente sobre eles seja refletida sobre um único ponto.

Em decorrência da concentração dos raios de luz, o reservatório, que mantém uma grande quantidade de vapor de água confinado, atinge pressões e temperaturas muito altas. Quando as válvulas que confinam o conteúdo do reservatório são desprendidas, esse vapor é liberado com velocidade suficiente para mover grandes turbinas, similares àquelas usadas nas usinas hidrelétricas. Dessa forma, são geradas correntes elétricas pelo processo de indução eletromagnética.

Veja também: Conheça as propriedades dos espelhos esféricos

Usina termossolar
A associação de diversos espelhos côncavos permite o aquecimento da água nas usinas termossolares.

Veja também: Funcionamento de usinas termossolares.

→ Usinas fotovoltaicas

Usinas fotovoltaicas geram energia elétrica por meio do efeito fotoelétrico, especificamente pelo efeito fotovoltaico. O efeito fotoelétrico surge quando um material é exposto à radiação luminosa, ejetando seus elétrons para fora do material. O efeito fotovoltaico, usado nas usinas fotovoltaicas, é um fenômeno parecido, porém mais atenuado que o efeito fotoelétrico, pois a luz ocasiona o surgimento de uma diferença de potencial no material sem arrancar seus elétrons.

Célula fotovoltaica
As células fotovoltaicas são as unidades básicas dos painéis solares.

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As usinas fotovoltaicas contam com um grande número de placas solares, compostas por células fotovoltaicas. Essas células são formadas por materiais semicondutores, como o silício, capazes de transformar a energia solar em corrente elétrica.

Veja também: O que é uma energia limpa?

Qual é o recurso natural utilizado nas usinas solares?

Tanto as usinas fotovoltaicas quanto as usinas termossolares utilizam a energia da radiação emitida pelo Sol. Além desse recurso, virtualmente infinito e renovável, são empregados alguns materiais para a construção das células fotovoltaicas e dos espelhos refletores, sendo o silício o mais importante deles. Felizmente, o silício é o material mais abundante da Terra (27% de sua composição).

O que encarece a fabricação desses elementos fundamentais das usinas solares são as técnicas empregadas e a pureza dos elementos usados em sua construção.

Veja também: Conheça os semimetais, a família do silício

Vantagens e desvantagens das usinas solares

Vantagens

Desvantagens

Não emitem gases poluentes.

Climas nublados, chuvas e neves podem causar grande impacto na geração de energia por essas usinas.

Apresentam baixo custo de manutenção.

Locais afastados do Equador recebem menor luminosidade e, por isso, são menos eficientes na captação da energia solar.

Como há grande incidência de luz no Brasil, podem ser instaladas em diversos lugares.

Proporcionalmente, produzem menos energia que as usinas termoelétricas, por exemplo.

Costumam ocupar pouco espaço.

 


Veja também: Conheça outras vantagens e desvantagens no uso da energia solar

Usinas solares no mundo

Atualmente, a China é o país com a maior potência instalada para geração de energia solar: 42.800 MW. Cerca de 25% de toda a energia solar voltaica do mundo é produzida nesse país. O segundo país em geração de energia solar é o Japão, com potência instalada de 8600 MW. Na sequência, vem a Alemanha, que capta cerca de 13% de toda a energia solar ofertada globalmente.

Abaixo, temos uma lista que apresenta as maiores usinas solares em capacidade de geração de energia do mundo:

  • Solar Star (EUA): pode gerar até 579 MW.

  • Topaz solar farm (EUA): em seu pico de produção, gera 550 MW de potência.

  • Desert sunlight solar farm (EUA): potência de pico de 550 MW.

  • Longyangxia (China): capaz de gerar até 480 MW de potência.

  • Complexo Benban (Egito): Em 2019, irá tornar-se a maior usina solar do mundo, com potência instalada de 1,8 GW.

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