A diferenças entre energia solar e aquecedor solar ainda gera muitas dúvidas. Apesar de serem duas soluções sustentáveis e utilizarem painel solar para captar a energia solar e do aquecedor solar são estruturas e finalidades totalmente diferentes.
Quando se fala em economia de energia, sustentabilidade e eficiência energética existem diversas tecnologias que podem ser implementadas em construções em andamento ou prédios já construídos visando reduzir o gasto financeiro com eletricidade e proporcionando maior conforto e comodidade aos usuários.
Dessa forma, ao decidir pela instalação de um sistema para captação de energia solar é preciso entender as funcionalidades, exigências para instalação e resultados que podem ser obtidos pelos sistemas com painel solar.
Ao realizar uma comparação dos benefícios do painel solar fotovoltaico, o sistema de aquecedor solar pode se destacar pela sua praticidade em relação ao uso e armazenamento de água quente para a utilização em chuveiros, pias e piscina, entre outros. No entanto, as duas tecnologias não são dependentes, ou seja, podem ser instaladas de forma individual ou podem atuar em conjunto, já que a geração de eletricidade por meio do painel solar fotovoltaico possui condições de abastecer toda rede de energia do prédio e alimentar todos os equipamentos eletrônicos, inclusive, as fontes de aquecimento de água.
Por outro lado, como já falamos, a primeira confusão muito comum é achar que o sistema de aquecedor solar é a mesma técnica de produção de energia por painel solar fotovoltaico. Por isso, é importante entender como funciona a energia solar antes de fazer a sua escolha. Vamos entender como funciona a energia solar observando as diferenças:
1 – Sistema de Produção da energia solar
O sol é uma fonte de energia natural, que possui 110 vezes o tamanho da terra e, apesar da distância de cerca de 150 milhões de quilômetros, produz uma radiação na superfície terrestre que é transformada em energia solar disponibilizando calor e luminosidade, o que torna a vida terrestre possível.
Essa energia solar é composta por pequenas partículas de fótons (radiação eletromagnética), cuja possibilidade de captação por um painel solar fotovoltaico foi observada pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel, em 1839, ao conduzir experiências eletroquímicas e verificar que eletrodos de platina ou de prata, quando expostos à luz, davam origem ao efeito fotovoltaico.
Antes da descoberta das propriedades do silício (uma das atuais composições do painel solar), o elemento químico que abriu o espaço foi o selênio, em 1873, utilizado pelo engenheiro elétrico inglês Willoughby Smith.
Na sequência dos experimentos, os cientistas Richard Evans Day e William Grylls Adams conseguiram desenvolver o primeiro painel solar que produzia eletricidade, sendo utilizado um filme de ouro com selênio que era depositado em um substrato de ferro. Neste momento, a eficiência da conversão da energia solar para a elétrica era pequena, de aproximadamente 0,5%.
No entanto, o primeiro painel solar fotovoltaico, ainda de selênio, foi construído em 1883 pelo inventor norte-americano Charles Fritts e alcançou o dobro da eficiência com aproximadamente 1%.
Nesse período, o sistema de produção de energia solar era visto como uma tecnologia muito futurista, mas as descobertas foram avançando e, em 1905, Albert Einstein desenvolveu a “Teoria do Efeito Fotoelétrico”, que o consagrou com o Prêmio Nobel em 1921. Foi por meio dessa teoria que as demais descobertas envolvendo a energia solar foram possíveis e permitiram a visão de uma fonte renovável, limpa e sustentável.
Mesmo assim, a primeira célula solar de silício, material utilizado para a produção da placa solar utilizada nos dias atuais, foi desenvolvida pelo engenheiro norte-americano Russel Ohl, em 1954, dando início ao período moderno da energia solar.
No mesmo ano, o químico Calvin Fuller, do Bell Laboratories, em Murray Hill, New Jersey, nos Estados Unidos, desenvolveu o processo de dopagem do silício. Ao compartilhar sua descoberta com o físico Gerald Pearson, que aperfeiçoou a técnica e descobriu que existia um comportamento fotovoltaico, em conjunto com o cientista Daryl Chapin, construiu uma célula solar que conseguiu alimentar por várias horas um aparelho elétrico com a eficiência em torno de 4% (atualmente, um painel solar fotovoltaico apresenta entre 13% e 21% de eficiência, dependendo do modelo).
A primeira célula de energia solar foi formalmente apresentada em 25 de abril de 1954, durante a reunião anual da National Academy os Sciences, em Washington, nos Estados Unidos. No ano seguinte, ocorreu a primeira aplicação de energia solar como fonte de alimentação de uma rede telefônica em Americus, na Geórgia, nos Estados Unidos.
A primeira utilização oficial da energia por meio de um painel solar fotovoltaico foi feita quatro anos depois desse anúncio, em 1958, por conta do lançamento do satélite Vanguard I, que utilizava um mini painel solar para alimentar um rádio.
A popularização da energia solar, porém, teve início somente em meados de 1970, em virtude da crise do petróleo, quando ocorreu a busca por fontes renováveis como a energia solar. Nesse cenário, surgiram as técnicas e os processos de aquecedor solar e eletricidade produzida a partir da energia solar.
A técnica para o aquecedor solar conta com painel solar, mas não existe a transformação da energia solar. A estrutura faz captação da energia solar para o aquecimento da água que pode ser utilizada em toda rede como banheiro, cozinha ou piscina.
Já no sistema de energia solar por meio do painel solar fotovoltaico é realizada a transformação da luz e calor do sol em eletricidade, que pode ser utilizada em qualquer equipamento como televisão, aparelho de som, geladeira, freezer, máquina de lavar roupa, lâmpadas e ar-condicionado e, inclusive, nos aparelhos de aquecimento de água como chuveiro, torneiras e abastecimento da piscina, entre outros.
2 – Economia com a energia solar
A eficiência da energia solar é uma característica das instalações sustentáveis em casas, comércios, propriedades rurais e indústrias. Assim, a geração de eletricidade por meio da energia solar representa uma grande aliada desses projetos. Isso porque o painel solar pode gerar, a partir da irradiação solar, toda energia elétrica necessária para a manutenção da casa, escritório, indústria ou propriedade rural.
O painel solar fotovoltaico que, geralmente fica sobre o telhado, reage com a luz do sol e, a partir de um inversor solar, a energia solar é convertida em elétrica. Essa energia vai para o quadro de luz e, a partir dali, é distribuída para o resto da residência. Além disso, em caso de produção excedente a mesma pode ser repassada para a rede gerando uma receita adicional.
O investimento em um sistema com painel solar fotovoltaico conta com diversas linhas de financiamento, com taxas subsidiadas e tem uma durabilidade de pelo menos
25 anos. Com a redução no custo das contas de eletricidade, nos primeiros anos já é possível cobrir todos os gastos de implantação do sistema. Assim, nos períodos seguintes, todo gasto que seria com a conta de luz pode ser revertido para outra finalidade. Outra vantagem da energia solar é a proposta de créditos de energia, por meio da distribuição da energia que não é utilizada pela casa, em créditos para utilização no próprio local ou em outras unidades do mesmo proprietário por um período de até 60 meses.
Assim, é importante entender como funciona a energia solar para definir a melhor opção e que atenda os objetivos e necessidades alcançando o maior patamar de economia.
Nos casos de utilização de aquecedor solar, é possível reduzir apenas os gastos referentes ao sistema de aquecimento da água como, por exemplo, o chuveiro, aquecedores centrais de piscina e torneiras.
Já a geração de eletricidade por meio do painel solar fotovoltaico promove uma redução de até 95% no consumo total da conta de luz. Além disso, a produção excedente por meio da energia solar é convertida em créditos junto a empresa responsável pela distribuição em sua região.
3 – Instalação
Para auxiliar na compreensão de como funciona a energia solar, veja as particularidades e necessidades de instalação para cada tipo de sistema que funciona por meio da captação de energia por painel solar.
O sistema de aquecedor solar é um processo hidráulico formado por um coletor solar e por um reservatório conhecido como boiler, que armazena a água que passa pelo coletor solar, que geralmente é feito de vidro e possui tubulação interna feita de alumínio, inox ou cobre para permitir o aquecimento. Todo processo de aquecimento aproveita o calor do sol.
A instalação do aquecedor solar se conecta diretamente na rede hidráulica do imóvel, que precisa de uma estrutura específica de encanamento para suportar o sistema de aquecimento e, caso não exista, serão necessárias obras para concluir toda a instalação. Além disso, é preciso estabelecer um determinado espaço para o reservatório que possui amplas dimensões.
Já a energia solar captada por meio de painel solar fotovoltaico transforma a radiação da luz do sol em eletricidade por meio de cada painel solar que podem ser instalados em diversas áreas. Esse efeito se dá pela reação à luz do sol, gerando uma pequena tensão que, com todas as células ligadas em sequência, se acumulam a cada módulo de painel solar fotovoltaico.
Assim, com muitos módulos interligados, cada tensão é somada e a energia passa por um inversor e é distribuída por cabos na rede elétrica do imóvel. O painel solar capta a energia solar mesmo em dias com incidências menores ou nublados.
A instalação do sistema pouco interfere na estrutura do local que foi escolhido, seja uma casa, prédio ou estabelecimento comercial, industrial ou propriedade rural, já que o painel solar fotovoltaico, o inversor, todos os cabos e dispositivos são instalados na rede elétrica que o próprio local já possui, reduzindo o tempo de instalação e possíveis alterações.
Assim, como vimos, a instalação do sistema de aquecedor solar exige obras na instalação hidráulica, já que o sistema combina água quente com a água fria. Na energia solar, o sistema é basicamente elétrico, ou seja, a instalação do painel solar fotovoltaico não precisa de obras adicionais nem de instalação nas paredes, apenas da passagem de cabos.
4 – Manutenção
O sistema de aquecedor solar exige uma manutenção periódica a cada seis meses e envolve a instalação do painel solar e de toda rede hidráulica. Os procedimentos envolvem a lavagem e a limpeza dos coletores solares, o esgotamento da água do reservatório e a avaliação do termostato e da resistência, além da avaliação e consertos na tubulação ou troca de vidro da placa solar.
Já na produção de energia solar, o custo é praticamente zero, já que se limita a limpeza do painel solar fotovoltaico, quando necessário, com água e uma esponja não abrasiva. Além disso, a instalação correta pode reduzir a necessidade e a frequência de manutenção de sistema de painel solar fotovoltaico. Outro diferencial é que a chuva já faz boa parte da manutenção de sistema de captação por painel solar fotovoltaico, lavando frequentemente a superfície dos módulos. No entanto, é aconselhada uma limpeza manual simples de forma periódica.
5 – Espaço físico
Em relação a instalação do painel solar, os dois sistemas utilizam o mesmo espaço, geralmente, o telhado. No entanto, o aquecedor solar exige um espaço para o reservatório, que tem grandes dimensões.
Já a geração de eletricidade por meio da energia solar não requer nenhum espaço adicional e pode ser utilizado o espaço disponível no telhado ou, em caso de unidades com grande geração de energia, pode fazer a opção por realizar a colocação no solo que contará com o maior número de módulos de painel solar fotovoltaico.
Assim, a análise deve considerar as particularidades e necessidades de cada projeto como a quantidade de módulos do painel solar, o espaço disponível, a incidência de luz solar e o estudo de sombreamento.
6 – Compartilhamento
Os benefícios do projeto de aquecedor solar atendem à demanda apenas do imóvel onde ocorre a instalação. Já a produção de eletricidade por meio do painel solar fotovoltaico conta com sistema de “Geração Compartilhada” e de “Autoconsumo Remoto” permitindo o uso dos créditos gerados com a produção da energia solar.
Os modelos de compartilhamento foram regulamentados pela Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) permitindo que duas ou mais unidades consumidoras possam usufruir da eletricidade produzida a partir da geração por meio da captação da energia solar por sistemas com painel solar fotovoltaico. Dessa forma, é possível desenvolver projetos por meio de consórcios, cooperativas ou mesmo integrar a residência e uma unidade comercial do mesmo proprietário.
7 – Alcance
O sistema de aquecedor solar atende apenas a parte hidráulica da unidade onde está instalada. Já o sistema de energia solar permite que a eletricidade gerada seja utilizada em todos os equipamentos da casa, inclusive, para aquecedores de água como o chuveiro e torneiras elétricas, além de ter a oportunidade de ser compartilhada com outros imóveis residenciais ou comerciais.
