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Ondas e radiação
Curso: Ondas e radiação > Unidade 6
Lição 3: Radiação e produção de energiaEnergia solar
Sistemas passivos de energia solar absorvem o calor diretamente do sol, sem usar equipamentos mecânicos nem elétricos, e a energia não pode ser coletada ou armazenada. Sistemas ativos de energia solar usam a energia solar para aquecer um líquido por meio de equipamentos mecânicos e elétricos para coletar e armazenar a energia capturada do sol. Células solares fotovoltaicas capturam a energia da luz solar e a transformam diretamente em energia elétrica. Seu uso é limitado pela disponibilidade de luz solar.
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Transcrição de vídeo
RKA10JV - E aí, pessoal!
Tudo bem? Nesta aula, vamos falar
a respeito de energia solar. E, se você não sabe, o Sol
está a cerca de 149 milhões e 600 mil quilômetros
de distância da Terra, o que significa que leva cerca de oito
minutos para a luz do Sol atingir a Terra. Mas ainda é perto o suficiente
para aproveitarmos a energia solar. E por que utilizamos essa energia? É uma energia renovável
e principalmente inesgotável. Além disso, é uma energia limpa. Cada vez mais estamos recorrendo à
energia solar para aquecer nossas casas, ou gerar eletricidade diretamente. E o primeiro tipo de aquecimento solar
do qual falaremos é chamado de passivo. E como o nome sugere, o passivo acontece
sem muito trabalho da nossa parte. Na minha opinião é o equivalente
a você tomar um sol. E é por isso que no mundo todo esse
método é o mais barato e acessível. E essas casas podem ser aquecidas
passivamente com alguns materiais. Materiais como pedra,
concreto e adobe absorvem muito calor do Sol durante
o dia e liberam durante a noite. E se usarmos essa casa de adobe
como exemplo, as paredes grossas e as janelas pequenas embutidas mantêm
a casa protegida do sol durante o dia. E então à noite o material de argila
que é feito libera energia térmica que armazenou ao longo do dia. Portanto, essa casa em particular está
localizada em Santa Fé, Novo México, e muitas casas que estão em áreas
desérticas como essa são feitas de argila, e por um bom motivo,
são assim porque durante o dia locais desérticos ficam muito quentes,
e a argila absorve o calor, mantendo o interior
da casa bem fresco. Então, à noite, essas áreas
podem ficar muito mais frias. E no Hemisfério Norte, algumas casas são construídas
com janelas voltadas para o sul, o que aumenta o número de horas
que a luz do Sol entra na casa. Essas são formas de aquecer
passivamente uma casa, mas pode haver situações onde você
queira apenas bloquear o calor e a luz do Sol para resfriar a casa. Por exemplo, a cor do telhado
pode fazer uma grande diferença em quanto calor é ou não
armazenado em uma casa. Pintar o telhado de uma cor clara
vai refletir a energia do calor do Sol. É algo muito parecido com usar
camisa branca em um dia quente. Há também um tipo especial de
telhado chamado de telhado verde, onde as plantas são
cultivadas no toldo da casa para fornecer um
isolamento adicional. Eu particularmente nunca vi uma. E eu posso imaginar o quão bonita
fica na primavera com flores muito lindas. Além do isolamento térmico,
fica com uma aparência incrível. Mas enfim, você também pode
criar árvores ao redor da casa ou adicionar toldos
acima da janela. E para usar a energia
solar de uma forma diferente, podemos passar das técnicas
passivas para as ativas. Por exemplo, algumas casas têm grandes
painéis que são colocados no telhado que são chamados
de coletores solares. Esses coletores funcionam
aquecendo o fluído dentro deles. Em seguida, usam
bombas ou ventiladores para circular esse fluido
e transferir o calor para a casa para aquecer o ar ou então a água. Portanto, o uso dessas
bombas ou ventiladores faz com que o aquecimento
seja ativo e não mais passivo. E uma alternativa diferente, se acontecer
de você ter uma área muito grande, é um sistema de energia
solar concentrada, ou SEC, que é basicamente um monte de refletores
que concentram essa energia solar. E um tipo específico usa espelho para refletir essa
energia solar em uma única torre. Com isso, a energia pode ser usada
para ferver água, criar vapor e, por fim, gerar eletricidade. O maior sistema solar
concentrado dos Estados Unidos está localizado no deserto Mojave, bem próximo à fronteira
da Califórnia com Nevada. É chamada de sistema de
geração elétrica solar IVANPAH. E você pode ver que existem três
conjuntos de círculos concêntricos com espelhos que refletem a energia
térmica em torres individuais. Existem centenas de
milhares de espelhos, tem uma grande
quantidade de terra e pode abastecer mais de
100 mil residências na Califórnia. A desvantagem deste sistema é que
custa muito dinheiro e espaço no início e, se o tempo estiver ruim,
ele não funciona tão bem assim. Há também relatos
de que anos atrás, centenas de pássaros literalmente foram queimados enquanto
voavam entre os espelhos e torres. Então, você pode imaginar
a quantidade de energia térmica que está sendo refletida
nos espelhos, não é? Por outro lado, esses refletores
podem ser mais baratos de manter do que outras tecnologias e podem fazer o uso de grandes
extensões do deserto que já estão vazias mesmo, não é? E, por fim, outra maneira
de aproveitar a energia do Sol é por meio de células fotovoltaicas. E se quisermos saber
o significado dessa palavra, "foto" significa luz e "volt" significa a unidade
de força elétrica. Então fotovoltaica significa passar
a usar a luz para produzir força elétrica. Essa ideia veio em 1.905, quando Einstein publicou pela
primeira vez um artigo sobre o assunto. Ele ganhou o Prêmio Nobel
por seu conceito de efeito fotoelétrico que diz que quando
a luz incide sobre o metal, faz com que os elétrons sejam ejetados
e isso gera uma corrente elétrica. As células fotovoltaicas são
usadas em fazendas solares, nos telhados das casas, e você pode até ter a sua própria
calculadora movida a energia solar. Esse tipo de eletrônico
funciona melhor ao ar livre, ou então em uma
sala em que bata a luz, o que pode ser uma desvantagem
em alguns casos, não é? Outra desvantagem é que
você vai ter que instalar grandes quantidades de painéis
para gerar eletricidade suficiente, digamos, para uma casa,
o que pode ser caro. Além disso, você deve ter certeza
que não vai mudar tão rápido, pois vai dar muito trabalho, não é? Por outro lado, a instalação de
painéis solares em uma casa reduz os custos de eletricidade
e a sua pegada de carbono. Enfim, essas foram algumas maneiras
de aproveitar a energia do Sol, tanto o seu calor,
quanto a sua luz. Eu espero que esta aula
tenha lhes ajudado. E até a próxima, pessoal!