Uma das principais características de nossa sociedade, ao menos sob um ponto de vista prático e material, é o aumento cada vez maior da demanda por abastecimento energético. Esta é a condição para a existência de nossa indústria, nossos meios de transporte e até mesmo a agricultura e a vida urbana. Enfim, é a condição para a existência de nossa sociedade como a conhecemos.
Por milhares de anos a humanidade sobreviveu com base no trabalho braçal e animal. As primeiras fontes de energia inanimadas, como rodas hidráulicas e moinhos de vento, significaram um importante incremento quantitativo do regime de trabalho – ou potência – mas o salto qualitativo só se produziu a partir dos séculos XVII e XVIII.
O Sol, além de fonte de vida, é a origem de toda as formas de energia que o homem vem utilizando durante sua história e pode ser a resposta para a questão do abastecimento energético no futuro, uma vez que aprendamos a aproveitar de maneira racional a luz que esta estrela constantemente derrama sobre nosso planeta. Brilhando a mais de 5 bilhões de anos, calcula-se que o Sol ainda nos privilegiará por outros 6 bilhões de anos, ou seja, ele está apenas na metade de sua existência e lançará sobre a Terra, só neste ano, 4000 vezes mais energia que consumiremos.Aproximadamente 30% da radiação entrante se reflete sem mudança na amplitude de onda. Cerca de 47% é absorvida pela atmosfera e pela superfície terrestre, provoca um aumento de temperatura e, em seguida, irradia-se novamente para o espaço. Apenas os 23% restantes penetram no sistema terrestre e passam a ser a força motriz de ventos, correntes, ondas, modela nosso clima e proporciona o ciclo da água. Em última instância, também será re-irradiado ao espaço.
Por milhares de anos a humanidade sobreviveu com base no trabalho braçal e animal. As primeiras fontes de energia inanimadas, como rodas hidráulicas e moinhos de vento, significaram um importante incremento quantitativo do regime de trabalho – ou potência – mas o salto qualitativo só se produziu a partir dos séculos XVII e XVIII.
O Sol, além de fonte de vida, é a origem de toda as formas de energia que o homem vem utilizando durante sua história e pode ser a resposta para a questão do abastecimento energético no futuro, uma vez que aprendamos a aproveitar de maneira racional a luz que esta estrela constantemente derrama sobre nosso planeta. Brilhando a mais de 5 bilhões de anos, calcula-se que o Sol ainda nos privilegiará por outros 6 bilhões de anos, ou seja, ele está apenas na metade de sua existência e lançará sobre a Terra, só neste ano, 4000 vezes mais energia que consumiremos.Aproximadamente 30% da radiação entrante se reflete sem mudança na amplitude de onda. Cerca de 47% é absorvida pela atmosfera e pela superfície terrestre, provoca um aumento de temperatura e, em seguida, irradia-se novamente para o espaço. Apenas os 23% restantes penetram no sistema terrestre e passam a ser a força motriz de ventos, correntes, ondas, modela nosso clima e proporciona o ciclo da água. Em última instância, também será re-irradiado ao espaço.
As formas mais importantes de conversão química da energia solar são os processo foto-bioquímicos. Os organismos biológicos classificados como produtores sintetizam carbohidratos a partir de água e dióxido de carbono, absorvendo energia solar e a armazenando em forma de ligações químicas. Essa energia se dissipa através da cadeia alimentar e, em última instância é re-irradiada ao espaço.
Casas solares são, igualmente, aplicações bastante interessantes, sendo um desafio tecnológico e arquitetônico, do qual trataremos mais adiante.
A partir deste ponto faremos um estudo mais minucioso dos métodos de conversão térmica da energia solar, bem como seus usos e aplicações .
A partir deste ponto faremos um estudo mais minucioso dos métodos de conversão térmica da energia solar, bem como seus usos e aplicações .
O Sol emite radiação como um corpo negro cuja temperatura superficial esta por volta de 5700oC; isto corresponde a uma emissão máxima a 0,5 m m. Um corpo negro a temperatura ambiente emite radiação com um máximo perto de 10 m m, o que está dentro do espectro da luz infravermelha, invisível. O vidro relativamente transparente à luz visível é absorvente para a luz infravermelha emitida pela chapa negra quando evacua sua energia térmica. A luz infravermelha absorvida pelo vidro é reemitida para a chapa negra que a absorve de novo. Mais e mais calor é acumulado na chapa preta, atinge-se o equilíbrio quando a energia ganha pela absorção de luz visível é exatamente equilibrada pela perda de energia pela emissão infravermelha da chapa de vidro. Com a elevação da temperatura, o comprimento de onda da emissão infravermelha torna-se mais curto. A 200oC (473 K), a radiação máxima é emitida a cerca de 6 m m, em comparação com 10 m m à temperatura ambiente. Finalmente, a cerca de 500oC (773 K), a maior parte da radiação seria emitida a 4 m m, a cujo comprimento de onda o vidro é parcialmente transparente para o infravermelho.
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