A ideia de “energia solar noturna” pode parecer contraditória à primeira vista. Afinal, a energia solar vem do Sol, fonte de luz e calor que só está disponível durante o dia. No entanto, os avanços tecnológicos e científicos estão a mudar essa percepção, abrindo possibilidades de armazenamento e utilização da energia solar mesmo depois do pôr do sol.
Este conceito de aproveitamento da energia solar durante a noite está a tornar-se cada vez mais relevante à medida que o mundo procura soluções mais sustentáveis para satisfazer as suas crescentes necessidades energéticas.
Dependência de energia renovável e armazenamento
Com a mudança para energias renováveis, como a solar e a eólica, uma das maiores questões que surgiu é como armazenar a energia gerada quando as fontes não estão disponíveis. Ao contrário das centrais fósseis ou nucleares, que podem gerar eletricidade 24 horas por dia, a energia renovável é intermitente.
O sol não brilha o tempo todo e o vento nem sempre sopra. Isto levanta uma questão fundamental: como garantir um fornecimento constante de eletricidade num mundo que depende cada vez mais de fontes renováveis?
No caso da energia solar, em particular, este desafio é ainda mais acentuado porque, embora sejam geradas enormes quantidades de energia durante o dia, o pico da procura de electricidade em muitas regiões ocorre à tarde e à noite, quando as pessoas regressam às suas casas e ligam a energia. luzes, eletrodomésticos e dispositivos eletrônicos.
Neste contexto, a capacidade de armazenar e libertar energia solar quando o sol não está presente torna-se essencial para aproveitar plenamente esta fonte de energia limpa.
Tecnologia de armazenamento térmico
Uma das abordagens mais promissoras para armazenar energia solar para uso noturno é a tecnologia de armazenamento térmico. Os sistemas termoelétricos solares, também conhecidos como centrais solares concentradoras (CSP), são uma das principais soluções nesta área. Ao contrário dos painéis solares fotovoltaicos tradicionais, que convertem a luz solar diretamente em eletricidade, os sistemas CSP utilizam espelhos ou lentes para concentrar a luz solar num ponto específico.
Esse calor concentrado pode ser usado para gerar vapor, que por sua vez aciona uma turbina conectada a um gerador de eletricidade.
O truque é como você lida com o calor. Em vez de utilizar o calor solar para gerar eletricidade imediatamente, os sistemas CSP podem armazená-la em materiais especiais, como sais fundidos, que são capazes de reter o calor por longas horas, mesmo após o pôr do sol. Este calor armazenado pode ser liberado quando necessário, permitindo que as usinas solares continuem produzindo eletricidade durante a noite.
A utilização de sais fundidos como meio de armazenamento térmico é particularmente eficiente porque podem atingir temperaturas extremamente elevadas, tornando-os um armazenamento de energia denso e eficaz.
Esta tecnologia já foi implementada em várias centrais solares em todo o mundo, como a central solar Gemasolar em Espanha, que conseguiu gerar eletricidade continuamente durante 24 horas graças ao seu sistema de armazenamento térmico.
Baterias de alta capacidade: uma solução complementar
Embora o armazenamento térmico seja uma opção eficaz, não é a única forma de disponibilizar energia solar à noite.
Outra solução em rápido desenvolvimento são as baterias de alta capacidade, que permitem que a eletricidade gerada durante o dia seja armazenada e liberada quando necessário. As baterias de iões de lítio, como as utilizadas em dispositivos eletrónicos e carros elétricos, estão a ser dimensionadas para aplicações ao nível da rede para armazenar energia em grande escala.
Uma das vantagens das baterias em relação ao armazenamento térmico é a sua flexibilidade. As baterias podem armazenar energia de diferentes fontes, não apenas solar, tornando-as uma opção versátil para integração em sistemas combinados de energias renováveis (solar, eólica, etc.). Além disso, as baterias podem ser instaladas em diferentes locais, desde usinas solares de grande escala até pequenas instalações residenciais.
A Tesla, por exemplo, tem desenvolvido as suas baterias Powerwall e Powerpack com o objetivo de fornecer armazenamento de energia renovável para residências e empresas. Estas baterias permitem que a eletricidade gerada pelos painéis solares durante o dia seja armazenada e utilizada à noite, não só reduzindo a dependência da rede elétrica, mas também permitindo que residências e empresas gerem e consumam a sua própria energia de forma eficiente.
As baterias à base de lítio não são a única tecnologia em desenvolvimento. Nesse sentido, também estão sendo investigadas alternativas como baterias de fluxo e baterias de estado sólido, que poderiam oferecer maior capacidade de armazenamento e vida útil que as atuais.
Painéis solares noturnos
Além das tecnologias de armazenamento, também estão surgindo inovações radicais que podem mudar a forma como pensamos sobre a energia solar noturna. Uma área de pesquisa que recentemente ganhou atenção é a possibilidade de desenvolvimento de painéis solares que funcionem mesmo no escuro.
Esses painéis solares noturnos, que ainda estão em fase experimental, funcionariam com base em um princípio físico conhecido como radiação térmica. Durante o dia, os painéis solares convencionais absorvem a luz solar e a convertem em eletricidade. No entanto, à noite, a Terra irradia calor para o espaço, criando um gradiente de temperatura entre a superfície da Terra e o espaço sideral.
Há pesquisas que exploram como aproveitar esse fluxo de calor usando dispositivos chamados diodos termorradiativos, que teoricamente poderiam gerar pequenas quantidades de eletricidade a partir da radiação térmica.
Embora esta tecnologia ainda esteja longe de ser comercialmente viável, representa uma abordagem inovadora que poderá complementar os sistemas de armazenamento de energia e ajudar a aproveitar até mesmo os processos energéticos que ocorrem naturalmente à noite.
Integração com a rede elétrica e o futuro da energia solar noturna
Um dos principais desafios da energia solar noturna é como integrá-la de forma eficiente às redes elétricas atuais.
Em muitos países, a infra-estrutura da rede eléctrica é concebida para lidar com fontes de energia convencionais e centralizadas, como o gás, o carvão ou as centrais nucleares. No entanto, as energias renováveis, incluindo a solar, são mais dispersas e variáveis, o que significa que as redes elétricas devem tornar-se mais inteligentes e flexíveis para gerir a intermitência e a variabilidade destas fontes.
As redes elétricas do futuro precisarão se adaptar para lidar com fluxos de energia bidirecionais. Isto significa que, em vez de simplesmente receberem energia de grandes centrais eléctricas centralizadas, as redes também devem ser capazes de receber energia de uma multiplicidade de fontes mais pequenas, tais como casas equipadas com painéis solares e baterias.
Esta visão, conhecida como rede “inteligente” ou “distribuída”, pode ser fundamental para garantir que a energia solar nocturna e outras formas de energia renovável possam ser perfeitamente integradas nos sistemas energéticos nacionais.
À medida que se desenvolvem tecnologias como o armazenamento térmico, as baterias de alta capacidade e os painéis solares noturnos, as políticas que apoiam a adoção destas tecnologias também serão cruciais. Os governos e os serviços públicos desempenharão um papel fundamental na criação de incentivos financeiros e regulamentares que facilitem a transição para um sistema energético mais limpo e mais flexível.