Por que não estamos usando a energia solar? - Alexandros George Charalambides

Assista à aula completa: http://ed.ted.com/lessons/why-aren-t-we-only-using-solar-power-alexandros-george-charalambides

A energia solar é mais barata e mais sustentável do que as atuais usinas de energia obtida por queima do carvão. Então por que ainda não fizemos a troca? As verdadeiras culpadas aqui são as nuvens, que tornam as usinas solares difíceis de controlar. Alexandros George Charalambides explica como as torres e painéis solares geram eletricidade e como os cientistas estão tentando criar um sistema que pode funcionar mesmo com o céu nublado.

Aula de Alexandros George Charalambides, animação de Ace & Son Moving Picture Co., LLC.

Nós temos razões muito boas

para migrar definitivamente
para a energia solar.

Em muitos casos, ela é mais barata

e é indiscutivelmente mais sustentável.

do que a nossa dependência
de usinas de eletricidade tradicionais,

que usam recursos como o carvão,

que um dia irão se esgotar.

Então porque não substituímos

as usinas tradicionais pela energia solar?

É porque há um fator que torna

a energia solar muito imprevisível:

a nebulosidade.

Quando os raios solares atingem a Terra,

alguns são absorvidos
pela atmosfera terrestre,

outros são refletidos
e voltam para o espaço,

mas o resto consegue chegar
à superfície terrestre.

Aqueles que não são desviados

são chamados de radiação direta.

Aqueles que são defletidos pelas nuvens

são chamados de radiação difusa.

Os raios que são refletidos
por uma superfície,

como um edifício próximo,

antes de atingir
o sistema de energia solar

são denominados radiação refletida.

Antes de examinarmos como as nuvens

afetam os raios solares
e a produção de eletricidade,

vejamos como funcionam
os sistemas de energia solar.

Em primeiro lugar,
temos as torres solares.

São constituídas por uma torre central,

circundada por um
grande campo de espelhos,

os quais acompanham o movimento do Sol

e estão sempre focalizados
em um único ponto da torre,

como um ávido frequentador de praia.

O calor gerado por esses raios

é tão intenso, que ele pode ser usado
para ferver água

e produzir vapor que movimenta
uma turbina tradicional

que, por sua vez, produz eletricidade.

Quando falamos
em sistemas de energia solar,

geralmente estamos nos referindo
aos fotovoltaicos,

ou painéis solares,

que são os sistemas
mais comumente usados

para gerar energia solar.

Nos painéis solares,

os fótons dos raios solares
atingem a superfície de um painel

e liberam elétrons

e dão origem a uma corrente elétrica.

Os painéis solares podem usar
todo tipo de radiação solar,

enquanto as torres solares
usam apenas a radiação direta.

E é aí que as nuvens ganham importância,

porque dependendo
do seu tipo e localização

em relação ao Sol,

elas podem aumentar ou diminuir

a quantidade de energia produzida.

Por exemplo, mesmo poucas
nuvens cumulus

à frente do Sol, podem reduzir

a produção de eletricidade
nas torres solares

a quase zero, em razão da dependência
de raios solares diretos.

Em painéis solares,
essas nuvens fariam diminuir

também a produção de energia,

embora não tanto assim,

porque os painéis solares podem usar
todos os tipos de radiação solar.

Entretanto, isso depende
da exata posição das nuvens.

Devido à reflexão
ou a um fenômeno particular

chamado de dispersão de Mie,

os raios do Sol podem
ser focalizados mais adiante

pelas nuvens, criando
um aumento de mais de 50%

na radiação solar
que chega ao painel solar.

Se esse aumento de potencial
não for levado em conta,

o painel solar poderia ser danificado.

Por que isso importa?

Você não gostaria
que esta aula fosse interrompída

porque passou uma nuvem
sobre o painel no seu teto.

Nas torres solares, grandes tanques
de sal fundido ou de óleo

podem ser usados para armazenar
qualquer calor em excesso

e usá-lo quando for preciso.

É assim que se contorna o problema

de variação da radiação e se mantém

a produção de eletricidade sem flutuações.

No caso dos painéis solares,

não há atualmente um modo econômico

de armazenar energia extra.

É onde entram
as usinas tradicionais de energia,

pois para corrigir quaisquer flutuações

nas usinas de energia solar,

eletricidade extra
obtida de fontes tradicionais

deve estar sempre disponível.

Então, qual o motivo dessas
usinas tradicionais de energia

não serem usadas
apenas em uma emergência,

em vez de nós humanos
ficarmos dependentes delas

como nossas principais fontes de energia?

Porque é impossível para um funcionário

de usina que queima carvão
ou movida a energia nuclear

girar um botão para produzir

maior ou menor quantidade de eletricidade

dependendo de quantas nuvens
estejam no céu.

A reação do funcionário seria muito lenta.

Para dar conta dessas flutuações,

eletricidade extra fornecida
por usinas de energia tradicionais

está sempre sendo produzida.

Em dias de céu sem nuvens,

essa energia extra pode ser desperdiçada,

mas quando predomina
um céu com nebulosidade,

é ela quem preenche as lacunas.

É disso que hoje dependemos

para termos um fornecimento
contínuo de energia.

Por essa razão, muitos pesquisadores

estão interessados
na previsão do deslocamento

e da formação de nuvens
através de imagens de satélites

ou de câmeras apontadas para o céu,

a fim de otimizar a energia
gerada em usinas solares

e minimizar o desperdício energético.

Se pudermos concretizar isso,

você conseguiria desfrutar este vídeo

usando apenas a energia dos raios solares,

em qualquer condição climática.

Todavia, se o Sol estiver brilhando,

você pode ficar tentado a sair lá fora

e fazer um tipo diferente
de observação de nuvens.