A energia solar ativa abrange sistemas de coleta solar que utilizam dispositivos mecânicos ou elétricos para aumentar a eficiência dos painéis solares e converter a energia solar captada em energia elétrica ou mecânica. Esses dispositivos incluem ventiladores, bombas d'água e rastreadores solares, entre outros.
Em contrapartida, os sistemas solares que não utilizam tais dispositivos são classificados como sistemas de energia solar passivos, que aproveitam diretamente a radiação solar.
Um exemplo de energia solar ativa é um rastreador solar . Os rastreadores solares são ocasionalmente usados para melhorar o desempenho dos painéis fotovoltaicos, mantendo-os constantemente orientados para o sol.
Arquitetura solar ativa
Ao contrário da arquitetura solar passiva, que se concentra na disposição de elementos arquitetônicos para maximizar a luz natural e o ganho de calor, a arquitetura solar ativa envolve componentes tecnológicos que convertem a radiação solar em energia utilizável, como eletricidade ou calor.
Esses sistemas ativos podem incluir painéis fotovoltaicos para gerar eletricidade a partir da radiação solar, coletores solares térmicos que capturam o calor solar para aquecimento de água ou aplicações de aquecimento ambiente e sistemas de rastreamento solar que orientam dinamicamente os painéis solares para rastrear o caminho do sol durante o dia e maximizar a captura de energia.
Tipos de energia solar ativa
A energia solar ativa pode ser fotovoltaica e térmica.
Energia solar térmica
A energia solar térmica utiliza a radiação solar diretamente para obter calor. Em geral, este tipo de energia é utilizado para abastecimento de água quente sanitária. No entanto, as centrais térmicas solares utilizam esta tecnologia para gerar eletricidade - os chamados concentradores solares.
Água quente sanitária e aquecimento solar ativo
Os sistemas de água quente sanitária (AQS) sem termossifão utilizam bombas de água e outros elementos para fazer circular a água nos seus circuitos.
Orientação de coletores solares
A maioria dos coletores solares são colocados em suportes fixos com orientação sul. O ângulo é calculado para que possam capturar a maior quantidade de radiação em todos os momentos. Mas estes colectores seriam mais eficientes se pudessem modificar a sua orientação em relação ao Sol em todos os momentos.
Energia solar concentrada
No caso da energia solar concentrada, é necessária a instalação de sistemas de rastreamento solar. Este tipo de instalação necessita concentrar a radiação solar recebida em um ponto. Para conseguir isso, os espelhos têm que adaptar a sua inclinação em relação à posição do Sol.
A função deste tipo de sistema é utilizada em usinas solares térmicas com o objetivo de gerar energia elétrica.
Energia Solar Fotovoltaica
A energia solar fotovoltaica ativa é claramente um sistema ativo. Os painéis fotovoltaicos são responsáveis pela geração de energia elétrica. A transformação em energia elétrica é realizada nas células fotoelétricas que compõem o módulo.
A seguir, a energia gerada passa por transformadores e outros elementos externos.
Para aumentar a eficiência podemos direcionar os painéis solares com a ajuda de um motor elétrico. O desempenho ideal de um painel solar é obtido quando a radiação solar atinge perpendicularmente.
Freqüentemente, essas instalações são convertidas em usinas solares híbridas. Um sistema solar híbrido é um sistema solar que recebe suporte energético de outras fontes de energia. Neste caso, a fonte de energia pode ser um gerador elétrico ou outras fontes de energia renováveis, como a eólica.
Diferenças entre energia solar ativa e passiva
A energia solar térmica ativa pode ter frações de poupança solar mais elevadas do que os sistemas passivos devido à melhor transferência e transporte de calor.
Um método híbrido interessante é usar um painel solar para operar bombas ou ventiladores. A análise de dados, utilizando software de termodinâmica térmica, pode ser usada para comparar os resultados de várias estratégias solares ativas e passivas.
Os sistemas solares passivos não requerem energia adicional para funcionar e, portanto, não têm custos de manutenção. Além disso, não emitem gases com efeito de estufa, pelo que não contribuem para o agravamento das alterações climáticas.