Porque o sol é considerado uma fonte primária de energia para o planeta Terra?

A energia do sol (energia solar) é produzida pelas fusões nucleares de átomos de hidrogênio no núcleo da estrela e se propaga pelo espaço em ondas eletromagnéticas até chegar à Terra, sendo vital para a vida em nosso planeta, além de uma fonte renovável para geração de eletricidade e calor.

Dessa forma, é seguro dizer que o sol é o nosso maior e mais seguro recurso energético, utilizado pelo ser humano desde os primórdios da história para alimentar projetos e tecnologias que impulsionaram o desenvolvimento da nossa espécie.

Hoje, um dos principais usos da energia solar está na geração de energia limpa a partir dos painéis fotovoltaicos, que apresentam custos cada vez menores devido à sua rápida popularização em grandes usinas, e principalmente, nos telhados das casas e empresas de consumidores que produzem sua própria energia para reduzir a conta de luz.

O Portal Solar, maior site de energia solar do Brasil, preparou esta página com tudo que você precisa saber sobre a energia do sol e como aproveitá-la na sua casa ou empresa. Confira!

Qual é a fonte de energia do sol?

A energia do sol vem da incessante fusão dos núcleos (fusão nuclear) dos átomos de hidrogênio no seu centro, que devido à enorme pressão e calor, fundem-se através de uma cadeia de reações que cria átomos de hélio e libera a energia solar propagada pelo espaço por radiação eletromagnética.

Cada átomo de hélio é formado pela junção de quatro átomos de hidrogênio com massa 0,7% maior que a sua. Na fusão nuclear, esse excesso de matéria é transformado na energia do sol que se propaga pelos fótons de suas ondas eletromagnéticas, e a qual recebemos na forma de luz e calor do sol.

Ou seja, podemos dizer que o sol é como uma gigante bomba atômica que se mantém ativa pelas fusões nucleares do hidrogênio, elemento que compõe a maior parte da massa da estrela e que alimentará esse processo ainda por bilhões de anos.

Localizado a aproximadamente 150 milhões de km de distância, o Sol possui uma massa quase 332 vezes maior que a da Terra, a qual é composta principalmente por átomos de hidrogênio no estado de plasma (um gás incrivelmente quente) que se fundem por uma cadeia de reações chamada de cadeia próton-próton, resumida pela fórmula:

4 ¹H → 4He + 2 e+ + 2 νe + 2 γ (26,7 MeV)

Esta reação converte 0,7% da massa fundida dos átomos de hidrogênio em energia, da qual parte atravessa a zona de convecção até a superfície do sol (fotosfera) e se propaga pelo espaço como radiação solar, composta pela faixa de luz visível e demais tipos de ondas do espectro eletromagnético.

Em um segundo, o sol produz uma quantidade de energia maior do que toda aquela consumida pela humanidade desde o seu aparecimento na face da Terra.

Embora apenas uma pequena parte da radiação solar atinja o nosso planeta, ela ainda carrega mais energia do que a produzida e consumida pelo homem atualmente.

Segundo os cálculos, a irradiância solar total que incide sobre a Terra é de aproximadamente 1.361 watts por metro quadrado (ou 1,3 kW/m²), mas parte dela é retida pelas nuvens ou absorvida por moléculas de gases e partículas em suspensão na atmosfera e não chega ao solo.

Além disso, o potencial da radiação solar que chega à superfície irá variar conforme outros fatores, como a localização geográfica, a posição do sol em relação à Terra, a estação do ano e até a poluição atmosférica local.

Devido a todos esses fatores, a irradiância solar máxima que chega à superfície terrestre é de aproximadamente 1.000 W/m².

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Tipos de energia do sol

A energia do sol pode ser dividida nos três principais tipos de radiação solar (visível, infravermelha e ultravioleta), que diferem pelo comprimento e frequência de suas ondas eletromagnéticas.

Radiação visível (luz)

É a faixa da radiação solar visível ao ser humano como luz e que concentra as formas mais simples de ondas eletromagnéticas.

O espectro de luz visível é composto por sete ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos, cada uma captada como uma cor diferente pelo olho humano, sendo elas: vermelho, laranja, amarelo, verde, ciano, azul e violeta.

A faixa de luz visível responde por 43% da energia contida na emissão solar.

Radiação térmica (infravermelha)

A radiação infravermelha responde por 49% da energia emitida pelo sol e é composta por ondas eletromagnéticas de maior comprimento e menor frequência que as da luz visível, portanto não pode ser vista, mas apenas sentida como calor.

A maior parte dos raios ultravioletas da radiação solar é absorvida pela atmosfera terrestre e não chega até a superfície.

Radiação ultravioleta

A radiação ultravioleta é formada por ondas de menor comprimento que também não são visíveis ao olho humano. Embora respondam por apenas 7% da energia liberada pelo sol, os raios ultravioletas podem ser prejudiciais aos seres vivos em grandes quantidades.

Felizmente, a camada de ozônio absorve a maior parte da radiação solar ultravioleta que chega à Terra, permitindo a vida em nosso planeta.

A radiação ultravioleta é dividida em três subtipos que diferem pelo comprimento de suas ondas eletromagnéticas, sendo:

●     Ultravioleta A (UVA): ondas de 400 nm a 315 nm, atravessam facilmente a atmosfera.

●     Ultravioleta B (UVB): ondas de 315 nm a 280 nm, parte delas também chega ao solo.

●     Ultravioleta C (UVC): ondas de 280 nm a 100 nm, são totalmente absorvidas pela camada de ozônio e não chegam à superfície.

O 1% restante da radiação solar é composto por ondas eletromagnéticas de radiofrequência, raio gama e raio-x.

Saiba mais => Tipos de Energia Solar

A importância do sol como fonte de energia

A energia do sol é a fonte primária da luz e do calor responsáveis pelo controle do clima em nosso planeta e dos quais todos os seres vivos dependem, direta ou indiretamente, para sobreviver.

É a luz solar que “alimenta” a fotossíntese das plantas e vegetais, processo natural que produz oxigênio para a nossa atmosfera e que garante a base alimentar de todo o ecossistema.

Também é a energia solar que move os processos naturais dos quais derivam todas as outras fontes de energia renováveis utilizadas pelo homem, como os ventos, que são criados pelo deslocamento das massas de ar aquecidas pelo sol e que são captados pelas turbinas eólicas.

Da mesma forma acontece com as hidrelétricas movidas pela força dos rios, os quais dependem das chuvas criadas com a evaporação da água dos oceanos pela luz do sol.

Saiba mais => Por que energia solar é importante?

Energia do sol é renovável?

A energia do sol é renovável pois sua fonte são as milhares de fusões nucleares que acontecem a cada segundo em seu núcleo, processo que manteve a nossa estrela viva por bilhões de anos e que continuará alimentando-a por outros bilhões.

Ou seja, além de vital para a nossa sobrevivência, o sol também é a nossa maior e mais segura fonte alternativa de energia, pois está disponível a cada novo dia.

Dessa forma, seu uso se faz cada vez mais necessário para reduzir nossa dependência por combustíveis fósseis e minimizar os impactos ao meio ambiente, como no caso dos painéis fotovoltaicos, que geram eletricidade a partir da energia renovável obtida pela luz do sol.

Outra forma muito popular de aproveitar a energia limpa proveniente do sol são os sistemas de aquecimento solar, que captam o calor da radiação solar para aquecer água.

Como captar energia do sol?

É possível captar a energia do sol de duas formas, por meio de sua luz e do seu calor.

A captação da energia luminosa (luz) do sol é feita a partir das placas solares, compostas por células fotovoltaicas fabricadas com materiais semicondutores que reagem aos fótons da radiação solar e produzem energia elétrica.

O painel solar é um dos principais equipamentos dos sistemas fotovoltaicos, tecnologia capaz de suprir todo o consumo elétrico de qualquer tipo de casa ou empresa e que está rapidamente se popularizando entre os consumidores do Brasil e do mundo.

Já a captação do calor (energia térmica) do sol é feita por meio dos sistemas de aquecimento solar, popularmente conhecidos como aquecedores solares, tecnologia antiga e já bastante utilizada em residências brasileiras.

Suas placas, tecnicamente chamadas de coletores solares, absorvem o calor da radiação do sol e o transferem para aquecer água, a qual é mantida em um reservatório térmico (boiler) para ser consumida posteriormente.

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Por que o sol é considerado uma fonte primária de energia?

Por que a energia solar é fundamental para a vida no planeta Terra?

Qual é a fonte primária de energia para o planeta Terra?