O sol
Imagine que você é uma partícula vibrante saindo do sol – uma partícula superminúscula de energia chamada fóton . Você viaja do sol em direção ao resto do sistema solar . Você e seus outros amigos fótons se unem para formar ondas eletromagnéticas , que são ondas de energia com uma frequência definida dentro do espectro eletromagnético, como visto aqui. A frequência de suas ondas determina que tipo de energia eletromagnética você é, e porque você veio do sol, você está no meio do espectro eletromagnético. Isso significa que você e os outros fótons são tipos específicos de energia eletromagnética, chamados de luz infravermelha, visível e ultravioleta.
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Como você é uma partícula de luz, você viaja na velocidade da luz e leva você e seus amigos na mesma onda eletromagnética cerca de oito minutos e meio para fazer a jornada de 93 milhões de milhas até a Terra. Quando você e os outros fótons se chocam com os átomos, isso faz com que alguns dos elétrons desses átomos saltem, liberando energia que pode ser aproveitada para muitos usos aqui no planeta Terra. Vamos examinar mais de perto o sol como fonte de energia.
Energia solar
O sol é uma estrela um milhão de vezes o tamanho da Terra. Isso significa que se a Terra fosse a cabeça de um alfinete, o sol teria aproximadamente o tamanho de uma bola de basquete.
O sol também é uma bola de gás muito quente. Sua superfície tem cerca de 6.000 graus Celsius, e o sol fica ainda mais quente quanto mais você viaja em direção ao seu centro. Isso ocorre porque um processo, denominado fusão nuclear, ocorre no centro do sol. A fusão nuclear é o que acontece quando pequenos núcleos se fundem para formar núcleos mais pesados. O processo requer muito calor, por isso o sol é o local ideal para sua ocorrência. Este processo também gera muita energia. Você pode se lembrar desse termo observando que a palavra ‘nuclear’ se refere ao núcleo de um átomo, e a palavra ‘fusão’ se refere à união ou fusão de objetos. Portanto, ‘fusão nuclear’ significa literalmente núcleos se fundindo no calor extremo do sol, resultando na liberação de grandes quantidades de energia.
Energia é a capacidade de trabalhar e ‘solar’ é uma palavra latina para sol. Portanto, podemos definir a energia solar como a energia obtida do sol. Podemos colocar essa energia para trabalhar para nós de várias maneiras, desde o aquecimento de água e espaços residenciais em nossas casas até a geração de energia elétrica. A energia solar é um tipo de energia radiante, assim chamada por causa das partículas vibrantes que «irradiam» do sol, das quais falamos anteriormente. A energia solar é às vezes chamada de radiação solar por esse motivo.
A energia solar também realiza outros tipos de trabalho mais indiretos. As plantas usam a energia do sol por meio do processo de fotossíntese para crescer e, mais indiretamente, comemos plantas como frutas e vegetais para fornecer energia a nossos corpos. O sol é uma parte tão importante da vida na Terra que não é surpreendente que tantos filmes de ficção científica do fim do mundo comecem com o sol não fazendo seu trabalho corretamente.
Prós e contras da energia solar
Muito se tem falado ultimamente sobre o uso de mais energia renovável, ou fontes de energia que podem se auto-regenerar, como eólica, solar e hidrelétrica. Ao contrário das fontes de combustível produtoras de carbono, como carvão e petróleo, podemos depender de fontes renováveis, como o sol e o vento, para continuar a fornecer energia sem nunca nos esgotarmos ou acabar.
Se pudéssemos capturar toda a luz do sol que brilha na Terra em apenas uma hora, poderíamos fornecer ao mundo energia por um ano inteiro. Em uma escala menor, um simples pedaço de terra de um metro por um metro localizado em uma área ensolarada obtém cerca de 2.000 quilowatts-hora de energia solar ao longo de um ano.
Faz sentido, então, que tentemos usar essa fonte de energia renovável amplamente disponível . Outra vantagem que torna a energia solar uma fonte de energia desejável é o fato de não produzir gases de efeito estufa, como o dióxido de carbono, que é um gás da atmosfera que retém o calor e parece contribuir para a mudança climática global. No entanto, a energia solar não é um problema quando se trata de fornecer energia ao mundo. Perdemos muita energia com o processo de coleta dos raios solares, e a tecnologia ainda é bastante cara.
Atualmente, podemos coletar apenas cerca de 15 a 20 por cento da energia disponível do sol. Enquanto os cientistas estão trabalhando no aperfeiçoamento das células solares que podem coletar a energia do sol e convertê-la em eletricidade, as células solares ainda são muito caras, desde os materiais até a instalação e manutenção. Para aumentar os desafios da energia solar, é importante observar que há muitos lugares na Terra que não são consistentemente ensolarados. Há também o incômodo problema de o sol brilhar apenas durante o dia e não à noite, e como a energia solar é difícil de armazenar, muitas vezes é necessário fazer backup da energia solar com outras fontes de energia.
Existem algumas perspectivas interessantes para a energia solar em nosso horizonte. Por exemplo, há vários anos temos carros movidos a energia solar, mas eles ainda são muito caros para serem disponibilizados a um grande número de motoristas. E, como os carros elétricos, os carros movidos a energia solar são limitados pela curta duração da bateria e pelo acesso à luz solar consistente. Mesmo assim, os cientistas continuam buscando maneiras de tornar a energia solar uma opção mais viável e eficiente.
Resumo da lição
Vamos revisar. Um fóton é uma partícula de energia que vem do sol. Muitos fótons se unem para formar ondas eletromagnéticas , que são ondas de energia que se movem em direção à Terra e fornecem calor e luz.
A energia solar é um tipo de energia radiante que viaja em ondas do sol para outras partes do sistema solar. A maior parte da vida na Terra, de humanos a plantas, depende da energia solar direta ou indiretamente. Como a energia solar é um recurso renovável que não se esgota quando usado, os cientistas continuam a desenvolver maneiras de capturarmos a energia solar e convertê-la em energia utilizável. Por exemplo, as células solares são um exemplo de como podemos coletar a energia do sol e convertê-la em eletricidade.
Embora o sol gere uma quantidade enorme de energia, a energia solar tem algumas desvantagens. Grande parte da energia solar é perdida quando tentamos capturá-la, e as células solares usadas para converter a energia solar em eletricidade são caras. Além disso, a energia solar não é facilmente armazenada, portanto, quando o sol não está brilhando, a fonte de energia não está disponível.
Resultados de Aprendizagem
Ao concluir esta lição, você será capaz de:
- Defina fótons, ondas eletromagnéticas e energia solar
- Entenda como a vida na Terra depende da energia solar
- Liste as vantagens e preocupações em relação ao uso da energia solar