Nos últimos anos, a energia solar tem se destacado como uma solução promissora e ecologicamente sustentável para suprir as demandas energéticas em todo o mundo. Nesse cenário, a usina solar, que converte a luz solar em eletricidade, têm se tornado uma peça fundamental na transição para um futuro energético mais limpo e renovável.
Isso porque, devido a crescente preocupação com as mudanças climáticas e a busca por alternativas de energia mais limpas, as usinas solares têm ganhado espaço e se mostrado uma fonte confiável e econômica de eletricidade. Por essa razão, saber mais sobre a usina solar é essencial para compreendermos o potencial transformador da energia solar no mundo atual. Então, acompanhe a leitura!
O que é uma usina solar?
Uma usina solar, também conhecida como usina fotovoltaica, é uma instalação que utiliza painéis solares para captar a luz do sol e convertê-la em eletricidade. Sendo assim, a principal tecnologia empregada na usina solar é a tecnologia fotovoltaica, que consiste na utilização de células fotovoltaicas feitas de silício. Nesse caso, os painéis solares são posicionados de maneira estratégica, a fim de aproveitar melhor a exposição à luz solar e otimizar a produção de eletricidade.
A usina solar pode variar em tamanho e capacidade, desde pequeno sistema de geração residencial a usina solar comercial e até mesmo usina solar de escala utility, que abrange áreas extensas e pode gerar centenas de megawatts de eletricidade.
Com o avanço tecnológico e a redução dos custos, as usinas solares têm se tornado uma opção cada vez mais viável e atrativa para a geração de energia limpa e renovável, desempenhando um papel fundamental na transição para uma matriz energética mais sustentável.
Como funciona uma usina solar?
Uma usina solar funciona aproveitando a energia do sol por meio de painéis solares que convertem a luz solar em eletricidade utilizável. O funcionamento de uma usina solar pode ser resumido em algumas etapas. Veja só!
Captação da luz solar
Os painéis solares são projetados para captar a luz solar. As células fotovoltaicas são feitas geralmente de silício e possuem propriedades que permitem a conversão direta da energia solar em eletricidade. Quando a luz solar incide sobre as células fotovoltaicas, ocorre a liberação de elétrons, gerando uma corrente elétrica.
Conversão em corrente elétrica
A corrente elétrica gerada pelas células fotovoltaicas é inicialmente uma corrente contínua (CC). No entanto, a maioria das redes elétricas utiliza corrente alternada (CA). Para tornar a eletricidade compatível com a rede elétrica convencional, um inversor é usado para converter a corrente contínua em corrente alternada.
Distribuição e armazenamento
A usina solar distribui a eletricidade gerada para uso local ou a injeta na rede elétrica, se estiver conectada a ela. Em alguns casos, as usinas solares também possuem sistemas de armazenamento de energia, como baterias, que permitem armazenar o excedente de eletricidade produzida durante o dia para uso posterior, quando não há disponibilidade de luz solar.
Integração à rede elétrica
Quando uma usina solar está conectada à rede elétrica, os consumidores conectados a ela podem utilizar diretamente a eletricidade gerada. No caso em que a produção de eletricidade da usina solar excede a demanda local, o excedente retorna para a rede elétrica, fornecendo energia limpa para outras áreas.
Tipos de usina solar
Existem diferentes tipos de usinas solares, cada uma com características e tecnologias específicas. Veja só!
Usinas de Energia Solar Fotovoltaica
A usina solar fotovoltaica é mais comum e utiliza painéis solares fotovoltaicos para converter a luz solar em eletricidade. Os painéis solares são instalados em grandes áreas, como campos ou telhados de edifícios e estão interconectados para gerar eletricidade em grande escala. Esse tipo de usina pode variar em tamanho, desde instalações residenciais e comerciais até grandes usinas de energia solar utility-scale.
Usina solar heliotérmica
A usina solar heliotérmica, também conhecida como usina de energia solar concentrada (CSP, na sigla em inglês Concentrated Solar Power), é um tipo de usina solar que utiliza a concentração da luz solar para gerar eletricidade por meio de um processo termoelétrico.
A principal característica das usinas solares heliotérmicas é o uso de espelhos ou refletores, chamados de helióstatos, que direcionam a luz solar para um ponto focal. Nesse ponto, há um receptor que absorve o calor concentrado e o transfere para um fluido de trabalho. Esse fluido, quando aquecido, é conduzido até uma central termoelétrica, onde é utilizado para gerar vapor. A vaporização do fluido aciona uma turbina conectada a um gerador, que por sua vez produz eletricidade.
Em tal caso, existem diferentes configurações de usinas solares heliotérmicas, sendo as principais:
- Torre central: nesse tipo de usina, diversos heliostatos concentram a luz solar em uma torre central;
- Troughs parabólicos: nessa configuração, os heliostatos têm a forma de calhas parabólicas longas e estreitas;
- Disco parabólico: aqui, são utilizados refletores em formato de disco parabólico, que concentram a luz solar em um receptor localizado no foco do parabólico.
Embora as usinas solares heliotérmicas possam exigir investimentos iniciais mais altos e sejam mais complexas em comparação com as usinas fotovoltaicas, elas oferecem a vantagem do armazenamento térmico e do fornecimento de eletricidade de forma mais estável e contínua.
Qual a diferença entre uma fazenda solar e uma usina solar?
A diferença entre uma fazenda solar e uma usina solar está principalmente relacionada à escala e finalidade das instalações. Enquanto, a fazenda solar se refere a uma instalação de tamanho menor, geralmente com potência instalada inferior a um megawatt (MW), a usina solar é uma instalação de geração de energia solar de grande porte, projetada para gerar eletricidade em larga escala e alimentar a rede elétrica.
As fazendas solares normalmente abastecem as necessidades energéticas de uma única propriedade, como residências, empresas, escolas ou instalações industriais. Por isso, é possível construí-las em terrenos agrícolas ou espaços abertos, além de instalá-las em telhados de edifícios ou estruturas elevadas.
Já a usina solar apresenta uma potência energética maior, geralmente na faixa de vários megawatts (MW) a centenas de megawatts (MW). Logo, demanda de uma área ampla para a instalação. Por isso, requer investimento alto em infraestrutura, como painéis solares, inversores, sistemas de rastreamento solar e equipamentos de transmissão.
Qual a maior usina solar do Brasil?
A maior usina solar em operação no Brasil é a Usina Solar São Gonçalo, localizada em São Gonçalo do Gurguéia, no estado do Piauí. Com capacidade instalada de aproximadamente 608 megawatts (MW) mais 256 MW em construção, a usina é um dos maiores projetos de energia solar da América Latina.
São mais de 2,2 milhões de painéis solares instalados em uma área de aproximadamente 12,000,000 m². A Usina Solar de São Gonçalo começou a operar em 2020, mas a construção da primeira seção de 475MW começou em outubro de 2018 e tem contribuído significativamente para a expansão da energia solar no Brasil.
Perguntas frequentes
- Quanto de energia gera uma usina solar?
A quantidade de energia gerada por uma usina varia de uma instalação para outra. Contudo, a média de energia gerada por uma usina fotovoltaica pode ser de 4.000 a 7.000 quilowatts-hora.
- Como é feita a usina solar?
Uma usina solar consiste em painéis solares fotovoltaicos que convertem a luz solar em eletricidade. Os instaladores posicionam esses painéis em uma área ampla para maximizar a captação de luz solar.
- O que é usina solar e como funciona?
Uma usina solar é uma instalação que utiliza a energia do sol para gerar eletricidade de forma sustentável e renovável. Os painéis solares da usina são compostos por células fotovoltaicas feitas de materiais semicondutores, como o silício. As células fotovoltaicas são responsáveis por converter a luz solar em eletricidade. Quando a luz solar incide nos painéis, os fótons presentes nos raios solares interagem com os elétrons dos materiais semicondutores, criando uma diferença de potencial elétrico. Essa diferença é captada pelos fios condutores nas células fotovoltaicas, gerando uma corrente contínua (CC). Em seguida, um inversor converte a corrente contínua em corrente alternada (CA), que é o tipo de eletricidade utilizado em nossas casas e indústrias. A eletricidade gerada é então distribuída para a rede elétrica, onde pode ser utilizada pelos consumidores.
