Aproveitando a energia solar
JÁ FICOU alguma vez sentado por muito tempo dentro dum automóvel, com janelas fechadas, debaixo de sol escaldante? O calor pode ser quase insuportável. Não há dúvida de que o sol é, deveras, tremenda fonte de energia em potencial.
Imagine só, a energia solar poderia ser usada para aquecer nossas casas, mover nossos aparelhos domésticos, iluminar nossas cidades, impulsionar nossos veículos ou preencher quaisquer outras necessidades energéticas que tenhamos. Com efeito, tanta energia solar cai sobre a terra que, se o homem pudesse aproveitar seu fluxo por apenas quinze minutos disporia de suficiente energia para suprir as atuais necessidades do mundo por um ano todo!
Contudo, há os céticos. Crêem que a luz solar é difusa demais para ser uma fonte prática de energia. Todavia, segundo J. T. Kane, editor de Profissional Engineer (Engenheiro Profissional): “Algo da ordem de seis a dez vezes a quantidade energia exigida para aquecer o prédio mediano nos E.U.A. é irradiado do sol sobre o prédio a cada ano.
Mas, será realmente prático aproveitar a energia solar? Podem as casas hoje utilizar de forma econômica este fabuloso fluxo energético?
Fonte Prática de Energia?
Talvez se surpreenda com os progressos já feitos na utilização da energia solar. O notável geólogo Dr. M. King Hubbert observou: “A energia solar não é apenas teoria. Falamos de coisas que já existem, de coisas que já podemos fazer.”
Quais são algumas dessas coisas? Por exemplo, pode-se utilizar o sol para suprir eletricidade a uma casa? Numa carta ao editor do Times de Nova Iorque, o Senador dos Estados Unidos, James Abourezk, explicou: ”Acha-se disponível a tecnologia para se converter a energia solar em quantidades substanciais de eletricidade.” O senador, por conseguinte, instou: “O principal esforço deve centralizar-se em converter a energia solar em energia elétrica utilizável.”
Por enquanto, porém, não há um modo econômico de fazê-lo. Na verdade, existe pouca dúvida de que o sol poderia ser utilizado para fornecer todas as necessidades energéticas da casa duma pessoa. As espaçonaves em órbita utilizam a energia solar para carregar o equipamento elétrico a bordo. Mas, produzir eletricidade da luz solar ainda é caro demais para ser prático.
A maioria das autoridades crêem que o primeiro passo na utilização da energia solar não é a produção de eletricidade, mas no aquecimento de água, e no aquecimento e refrigeração de prédios. Alguns peritos solares afirmam que já agora isso é prático para muitos proprietários de casas. A idéia é captar o calor do sol, estocá-lo, e fazer circular o calor para aquecer a casa, ou usar o calor para mover o condicionador de ar.
D. Elliot Wilbur, diretor de marketing e comercialização de Arthur D. Little, firma envolvida na pesquisa solar, observa: “Todos os materiais para a instalação do aquecimento solar em prédios acham-se disponíveis agora mesmo no mercado. Tudo que é preciso é uma firma que se disponha a ajuntar tudo e oferecê-lo ao público em geral.”
Farão isso em breve as companhias? Peter E. Glaser, vice-presidente da firma Little, é otimista. “Dentro de três a cinco anos”, afirma, “poderá comprar um sistema de aquecimento solar através dum catálogo da Sears”.
Existe base sólida para tal otimismo? Está prestes a desenvolver-se ampla indústria de aquecimento solar?
Crescente Interesse — Por Quê?
Não resta dúvida sobre o crescente interesse na energia solar. Em maio de 1975, milhares de pessoas compareceram a um seminário sobre energia solar organizado pela Federação das Indústrias de Energia Solar, em Washington, D. .C E, quando o Centro de Informações do Meio Ambiente, do Parque Winter, Flórida? anunciou um opúsculo grátis, “Como Construir um Aquecedor Solar Para Água”, a primeira impressão de 5.000 se esgotou em dez dias.
Jornais e revistas publicam um dilúvio de estórias sobre a energia solar sendo usada para aquecer piscinas, casas, escolas e outros prédios. Mencionaremos apenas algumas notícias:
◆ Um construtor de Colorado está instalando um sistema de aquecimento solar num novo condomínio.
◆ A cidade de Santa Clara; Califórnia, planeja aquecer e refrigerar um novo centro comunitário com energia solar.
◆ O aquecimento solar está sendo instalado numa escola de Atlanta, Geórgia; já há escolas perto de Washington, D. C., Baltimore e Boston que são aquecidas pela energia solar.
◆ Em Vermont, o aquecimento pela luz solar está sendo planejado para nova colônia de férias e casas para esquiar.
◆ Donos de ranchos do oeste procuram substituir secadoras de gás propano por coletores de calor solar para secagem de seus cereais.
O que suscita tal interesse no uso da energia solar? Principalmente é a compreensão de que é inevitável a mudança do atual sistema de geração de energia. Tem de acontecer. Por quê, Porque as fontes principais de nossa energia — petróleo, gás natural e carvão — são limitadas, alguns peritos afirmando que as reservas se esgotarão em breve. Os preços dos combustíveis já subiram vertiginosamente. Ademais, o uso de combustíveis fósseis começa a poluir o meio ambiente a um ponto objetável.
É Brilhante o Futuro da Energia Solar
Há muito a se dizer em favor da energia solar. É abundante e disponível a todos, não polui o meia ambiente, e é grátis, o único custo sendo o de seu aproveitamento. Afirma-se que, se sistemas de aquecimentos solares fossem produzidos em massa, seriam mais econômicos do que os sistemas convencionais de aquecimento.
Conhecendo os méritos da energia solar, muitos cientistas instam seu uso em ampla escala. O Dr. Harold I. Zeliger, químico de Nova Iorque, chegou até a dizer recentemente numa conferência internacional do meio ambiente: “Parece óbvio que a única solução a longo prazo para o problema de poluição energética do mundo é o uso da energia solar.”
Esta fonte energética também está granjeando credibilidade política. Por muitos anos, o governo dos Estados Unidos só gastou cerca de US$ 100.000 por ano em projetos solares. Mas, em 1973, a soma pulou para US$ 4 milhões, daí, para calculadamente US$ 25 milhões em 1975, e, para 1976, uma fonte do congresso prevê mais de US$ 100 milhões sendo empregados na pesquisa e no desenvolvimento de equipamentos solares.
Em alguns países, o sol já é aproveitado para fornecer grande parte das necessidades de água quente. No Japão, para exemplificar, cerca de 160.000 aquecedores solares de água foram vendidos em 1974. Diz-se que Israel possui cerca de 150.000 dessas instalações solares, fornecendo água aquecida pelo sol para cerca de uma de cada cinco famílias. E, calculadamente 10.000 lares australianos utilizam aquecedores solares para a água.
A luz solar também poderia ser, em breve, significativa fonte de energia nos Estados Unidos. Talvez isso o surpreenda, contudo, bem mais de 80 por cento da conta média de luz dos moradores se devem à água quente, e ao aquecimento e à refrigeração. E mais de um quarto de toda energia consumida naquele país tem estas três utilizações! Assim, caso se aproveite a luz solar para apenas estes fins, milhões de barris de petróleo poderiam ser economizados diariamente.
Certo estudo, no ano passado, mostrava que, nos EUA, cerca de duzentas casas aquecidas pelo sol já tinham sido construídas, ou estavam sendo construídas ou planejadas. Para equipar tais casas, surgiu uma indústria de aparelhos solares; com efeito, segundo noticiado, há dezenas de fabricantes de equipamento solar. Mas, talvez fique imaginando, o que está envolvido num moderno sistema de aquecimento solar.
Como Utilizar a Energia Solar
Visto que a indústria se acha em sua infância, há pouca padronização. Mas, o sistema básico consiste num coletor de energia solar, um tanque de armazenagem para reter o calor e um sistema distribuidor.
O coletor é usualmente colocado no teto e é inclinado para captar a quantidade máxima de luz solar. O princípio básico do coletor é o da estufa. Painéis negros de absorção são recobertos de vidro ou plástico. Tais painéis talvez consistam em folhas de alumínio pintadas com uma camada especial de absorvente negro. Um fluido, em geral a água, é canalizado pelo painel negro. Em um dos sistemas, o painel é corrugado e as ondulações são sulcadas por canos semelhantes a radiadores.
A luz solar penetra pelo vidro ou plástico, e o painel negro absorve o calor captado. A água que flui pelos canos, no painel, pode ser aquecida a uns 93 graus centígrados ou mais. Esta água quente flui para o tanque de armazenagem, usualmente no porão. Num sistema simples de água quente, contudo, o tanque é amiúde colocado no teto, junto com os coletores. Um tanque de cerca de 530 litros fornecerá água quente para uma família de quatro pessoas.
Mas, para satisfazer também as necessidades de aquecimento e refrigeração, é preciso, para a casa mediana dos EUA, um tanque de vários milhares de litros. Certo sistema aquece a água do seguinte modo: A água quente é levada do tanque para serpentinas de aquecimento num tubo. Faz-se então o ar atravessar as serpentinas, aquecendo-o, daí, o ar quente é circulado, para aquecer a casa.
A fim de refrigerar a casa, a água quente é enviada através dum condicionador de ar que foi modificado para usar água quente como fonte de calor, ao invés de um aquecedor a gás. Há muito a se dizer em favor da refrigeração solar, porque, quando o sol brilha mais, e se precisa de mais refrigeração, há energia disponível para operar o sistema.
Mas, pode agora ser produzido em massa um eficiente sistema de aquecimento solar? Muitos cientistas acham que sim. Dois professores na Universidade de Syracuse, do norte do estado de Nova Iorque, escreveram: “A tecnologia já está bem avançada para se começar a aplicá-la em ampla escala. Alguns pesquisadores, engenheiros e arquitetos, inclusive membros do Conselho de Pesquisas Energéticas da Universidade de Syracuse, acham que já é possível construir casas, mesmo em nossa latitude, que dependam inteiramente da energia solar para seu aquecimento.”
Conforme já foi observado, alguns peritos solares acham que, dentro de três a cinco anos, tal sistema de aquecimento solar já estará no mercado. Mas, o professor da Universidade de Chicago, Roland Winston, que também gastou muitos anos na pesquisa solar, avisa: “Há uma grande distância entre um punhado de casas solares e se comprar uma usina de aquecimento solar na Sears.”
Será interessante observar os acontecimentos. Mas, ao mesmo tempo, quais são as perspectivas para a eletricidade ser produzida por fonte solar,
Energia Solar Para Eletricidade
Há duas formas amiúde discutidas de se produzir eletricidade do sol. Primeira, a luz solar pode ser usada para aquecer um líquido que produz vapor, o qual, por sua vez, move uma turbina. Calcula-se que uma área de coleta solar de uns 13 a 18 quilômetros quadrados possa mover uma usina de vapor capaz de equivaler à produção energética das maiores usinas nucleares. A construção de tal usina solar elétrica tem sido promovida por alguns.
“Parece possível”, observa o Dr. R. C. Jordan, diretor da Escola de Engenharia Mecânica e Aeronáutica da Universidade de Minnesota, “que, usando-se os materiais e processos atuais, possamos converter 20% da energia solar que cai sobre a Terra, em determinado ponto, em energia termal, e daí, em utilizável energia elétrica. Isto significaria suficiente energia para satisfazer às exigências desta nação durante muitos anos à frente, e fazê-lo a um custo acessível a nós, utilizando partes não usadas de nosso solo — tais como os desertos — sem causar poluição.”
Este tipo de usina de energia elétrica é considerado por alguns como o enfoque errado. O Dr. Erich A. Farber, diretor de um dos maiores programas de pesquisa de energia solar, afirma: “Não se constrói uma grande usina de força no Arizona e se envia a energia para a Flórida. A energia solar cai sobre seu teto, seu quintal, sobre as paredes de sua casa. Pode ser desenvolvida de modo econômico bem aí onde está. Não precisa de grandes estações de força de energia solar.”
É verdade, a luz solar pode ser convertida em eletricidade bem em nossa casa. Isto pode ser feito por meio de células solares. Trata-se de aparas finas, foliformes, de silício, que produzem uma corrente elétrica quando a luz solar atinge sua superfície. Estas células fotovoltaicas produzem agora a eletricidade nas espaçonaves em órbita. E uns 93 metros quadrados destas células de vida longa, presas ao teto, poderiam suprir as necessidades energéticas duma casa moderna. No entanto, as células solares são muito caras para tal uso. Todavia, nem sempre o serão, afirma o Senador dos Estados Unidos, James Abourezk.
“Há”, afirma, “numerosos laboratórios pelo país que atualmente produzem células fotovoltaicas, que, se produzidas em base maciça, poderiam (na opinião dos engenheiros especialistas em células solares) tornar-se competitivas para com outras formas de geração de energia elétrica. . . . E, a conversão de energia solar em eletricidade terá um impacto muito maior sobre muito mais pessoas do que a tentativa de instalar aparelhos de aquecimento e refrigeração solar em cada casa dos Estados Unidos”.
Qual É o Futuro da Energia Solar?
Na verdade, dispomos, no sol, de uma fonte energética abundante e livre de poluição que pode ser utilizada para servir as necessidades humanas. Como isto será feito? Quando? São boas perguntas.
Admitidamente, há obstáculos. Observa Machine Design: “A culpa de a energia solar ter sido grandemente ignorada pode ser lançada provavelmente na economia, nos interesses adquiridos, nas burocracias governamentais que se baseiam nos sistemas de combustíveis fósseis.”
Serão transpostos tais obstáculos? Haverá real engajamento em desenvolver-se esta fonte energética não poluidora, assim conservando as reservas terrestres de petróleo, gás natural e carvão, que desaparecem rapidamente? Será interessante ver o que acontecerá.