Energia Solar: quase um quatrilhão de kWh por dia.

A energia devido à irradiação solar que atinge o nosso planeta diariamente corresponde a cerca de 970 trilhões de kWh. Poderíamos aproveitar melhor esta energia para a produção de eletricidade, cuja demanda aumenta rapidamente no mundo. Com certeza, os custos ambientais seriam bem menores, comparados às hidrelétricas, termoelétricas, e usinas nucleares, as três maiores responsáveis por quase toda energia elétrica gerada atualmente.
Energia Solar Concentrada
A CSP (sigla em inglês para Concentrated Solar Power) é uma forma de captação de energia solar que usa espelhos ou lentes que concentram a energia térmica luminosa do Sol em um ponto ou uma região focal.  
Há muito tempo que já se conhece e são usados modelos que captam e concentram os raios solares através de espelhos, com a finalidade de se otimizar o efeito provocado pelo aquecimento do Sol. Veja a gravura mostrando um concentrador cilíndrico-parabólico de John Ericsson, datado do ano de 1870. 

Neste semestre, em uma disciplina eletiva sobre energias, estou desenvolvendo modelos com meus alunos, usando duas parabólicas que estavam desativadas na escola. Inicialmente tentamos usar papel alumínio como material refletor, e depois, para melhorar a eficiência, usamos pedaços de espelhos. Nos testes, eles puderam perceber que na região do foco, a temperatura aumenta rapidamente (fotos).

Tipos principais de usinas solares
Há diferentes modelos de usinas solares usadas em diversas partes do mundo, sobretudo na Espanha e nos Estados Unidos. Vou ater-me neste post aos três tipos mais difundidos.

1) Disco Parabólico:
Neste tipo mostrado na foto, no foco do espelho parabólico, é fixado um motor do tipo Stirling. O funcionamento deste motor está simplificado na animação a seguir. As altas temperaturas fazem com que haja uma expansão do gás no interior, deslocando os pistões, que por sua vez provocam o giro de uma roda que gera energia elétrica.  
Este tipo de motor funciona somente com diferenças de pressões e temperaturas, sem explosões, e sem produção de gases de escape, como ocorre nos motores a combustão dos automóveis.

2) Calhas Cilíndricas Parabólicas:
Neste tipo de usina solar, diversas calhas parabólicas se movimentam seguindo o Sol, e na linha do foco delas passa uma tubulação reta preenchida com fluido, que pode ser água, ou uma solução de sal derretido, produzindo vapor à alta pressão que é conduzido a uma turbina acoplada a um gerador de eletricidade. Veja a foto de uma delas:
3) Torre Central com espelhos planos direcionados:
Neste tipo de usina solar inclui-se a maior existente no mundo, que é a de Ivanpah, situada no Deserto de Mojave, Califórnia (EUA), e que foi financiada pela Google. Suas três torres podem gerar uma potência de até 392 MW, e está funcionando desde fevereiro de 2014. Quem quiser conhecê-la um pouco mais sugiro os dois vídeos curtinhos a seguir.


Futuro
Um estudo indicou que a Energia Solar Concentrada pode vir a representar 25% das necessidades de energia no mundo até 2050. A Espanha é líder deste tipo de usina de energia, com mais de 50 projetos aprovados, e exporta sua tecnologia para vários países. O maior crescimento é previsto para áreas de grande insolação, como México, África, sudoeste dos EUA, Oriente Médio, Austrália, entre outros. No Brasil, como sempre, começamos a engatinhar recentemente nesta área, mas apenas com modelos modestos, e ainda em estudos. A região Nordeste de nosso país seria a mais indicada para implantação, da mesma forma como acontece com as usinas eólicas, pois lá, assim como venta muito, também há muita insolação durante o ano.

Efeitos à vida selvagem
Como em todas as inovações tecnológicas, já há grupos de ecologistas que alertam para os danos que podem ser causados à flora e fauna das regiões onde funcionam estas usinas. Estudos feitos por eles indicam que insetos podem ser atraídos pela luz brilhante, e como resultado, as aves que se alimentam deles podem ser mortas queimadas pelo intenso calor, caso elas voem próximas dos focos de luz concentrada pelos milhares de espelhos (foto). Isto também pode afetar aves de rapina que se alimentam destas aves.
Mas ao contrário do que foi alardeado por alguns adversários da usina de Ivanpah, que produziram um relatório exageradamente catastrófico sobre os efeitos, enumerando dezenas de milhares de mortes de aves que vivem próximas àquela usina, um relatório rigoroso feito em mais de seis meses mostrou que apenas 133 aves foram chamuscadas pelo calor, número relativamente baixo, comparado com as centenas de milhões que morrem anualmente devido às colisões com janelas de vidro, veículos, e linhas de energia.

Concluindo
Já passamos da hora de aproveitarmos melhor a energia que o Sol nos manda todos os dias. Penso que devemos incentivar e divulgar cada vez mais as vantagens de uma diversificação da matriz energética mundial, buscando alternativas como estas. Eu tento fazer a minha parte, informando aos meus alunos sobre os benefícios que podem ser trazidos, principalmente se levarmos em consideração o grande aumento do consumo de eletricidade. As consequências trazidas por meios de obtenção de energia elétrica que se utilizam da queima de combustíveis fósseis, ou outras formas não sustentáveis do ponto de vista do meio ambiente, como na produção de resíduos radiativos, ou através da inundação de grandes áreas que poderiam ser destinadas à produção de alimentos, podem ser fatais para a vida futura no nosso planeta. 
E para finalizar, deixo um interessante (e curtinho) vídeo publicitário, mostrando os valores da energia solar de uma forma bem criativa.
  
Fontes:
https://en.wikipedia.org/wiki/Concentrated_solar_power
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