3.2 – Radiação Solar

Além das condições atmosféricas (nebulosidade, umidade relativa do ar etc.), a disponibilidade de radiação solar, também denominada energia total incidente sobre a superfície terrestre, depende da latitude local e da posição no tempo (hora do dia e dia do ano). Isso se deve à inclinação do eixo imaginário em torno do qual a Terra gira diariamente (movimento de rotação) e à trajetória elíptica que a Terra descreve ao redor do Sol (translação ou revolução), como ilustrado na Figura 3.1.

FIGURA 3.1 Representação das estações do ano e do movimento da Terra em torno do Sol

Fonte: MAGNOLI, D.; SCALZARETTO. R. Geografia, espaço, cultura e cidadania. São Paulo: Moderna, 1998. v. 1. (Adaptado)

Desse modo, a duração solar do dia - período de visibilidade do Sol ou de claridade - varia, em algumas regiões e períodos do ano, de zero hora (Sol abaixo da linha do horizonte durante o dia todo) a 24 horas (Sol sempre acima da linha do horizonte). Como indicado na Tabela 3.1, as variações são mais intensas nas regiões polares e nos períodos de solstício. O inverso ocorre próximo à linha do Equador e durante os equinócios. O mapa da Figura 3.2 apresenta a média anual de insolação diária, segundo o Atlas Solarimétrico do Brasil (2000).

A maior parte do território brasileiro está localizada relativamente próxima da linha do Equador, de forma que não se observam grandes variações na duração solar do dia. Contudo, a maioria da população brasileira e das atividades socioeconômicas do País se concentra em regiões mais distantes do Equador. Em Porto Alegre, capital brasileira mais meridional (cerca de 30º S), a duração solar do dia varia de 10 horas e 13 minutos a 13 horas e 47 minutos, aproximadamente, entre 21 de junho e 22 de dezembro, respectivamente.

Desse modo, para maximizar o aproveitamento da radiação solar, pode-se ajustar a posição do coletor ou painel solar de acordo com a latitude local e o período do ano em que se requer mais energia. No Hemisfério Sul, por exemplo, um sistema de captação solar fixo deve ser orientado para o Norte, com ângulo de inclinação similar ao da latitude local.

TABELA 3.1

Duração solar do dia, em horas, em diferentes latitudes e períodos do ano *

Fonte: Elaborado a partir de VIANELLO, R. L.; ALVES, A. R. Meteorologia básica e aplicações. Viçosa: Universidade Federal de Viçosa, 1991.
(*) Os dados foram obtidos por meio das seguintes equações [Vianello & Alves, 1991]: i) Declinação solar, em graus, ß= 23,45 x sen[360x(284 + J)/365] (Equação de Cooper, 1969), onde J é o dia juliano e varia de 1 (1 de janeiro) a 365 (31 de dezembro); ii) ângulo horário, H = Cos -1(-tgØ x tgß), onde Ø é a latitude local; iii) Duração solar do dia, D = 2xH/15.


FIGURA 3.2

Média anual de insolação diária no Brasil (horas)
Fonte: ATLAS Solarímétrico do Brasil. Recife : Editora Universitária da UFPE, 2000. (Adaptado)

Como indicado anteriormente, a radiação solar depende também das condições climáticas e atmosféricas. Somente parte da radiação solar atinge a superfície terrestre, devido à reflexão e absorção dos raios solares pela atmosfera. Mesmo assim, estima-se que a energia solar incidente sobre a superfície terrestre seja da ordem de 10 mil vezes o consumo energético mundial (CRESESB, 1999).

No Brasil, entre os esforços mais recentes e efetivos de avaliação da disponibilidade de radiação solar, destacam-se os seguintes: a) Atlas Solarimétrico do Brasil, iniciativa da Universidade Federal de Pernambuco - UFPE e da Companhia Hidroelétrica do São Francisco - CHESF, em parceria com o Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito - CRESESB; b) Atlas de Irradiação Solar no Brasil, elaborado pelo Instituto Nacional de Meteorologia - INMET e pelo Laboratório de Energia Solar - LABSOLAR, da Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC.

O Atlas Solarimétrico do Brasil (2000) apresenta uma estimativa da radiação solar incidente no país, resultante da interpolação e extrapolação de dados obtidos em estações solarimétricas distribuídas em vários pontos do território nacional. Devido, porém, ao número relativamente reduzido de estações experimentais e às variações climáticas locais e regionais, o Atlas de Irradiação Solar no Brasil faz estimativas da radiação solar a partir de imagens de satélites.

Como lembrado por pesquisadores do Centro de Pesquisas de Eletricidade - CEPEL, ambos os modelos apresentam falhas e limites e não devem ser vistos como concorrentes. Ao contrário, devem ser complementares, na medida em que reúnem o máximo possível de dados e podem, dessa forma, melhorar as estimativas e avaliações da disponibilidade de radiação solar no Brasil (CRESESB, 1999).

As Figuras 3.4 e 3.5 apresentam o índice médio anual de radiação solar no País, segundo o Atlas Solarimétrico do Brasil (2000) e o Atlas de Irradiação Solar no Brasil (1998), respectivamente. Como pode ser visto, os maiores índices de radiação são observados na região Nordeste, com destaque para o Vale do São Francisco.

É importante ressaltar que mesmo as regiões com menores índices de radiação apresentam grande potencial de aproveitamento energético. Como se poderá observar nos próximos itens, existe uma infinidade de pequenos aproveitamentos da energia solar no Brasil, mas isso ainda é pouco significativo, diante do grande potencial existente.

 Apresentação
 Sumário
 1 – Introdução
 2 – Aspectos Institucionais
 3 – Energia Solar
3.1 - Informações Gerais
  3.2 - Radiação Solar
  3.3 - Tecnologias de Aproveitamento
    3.3.1 - Aproveitamentos Térmicos
    3.3.2 - Conversão Direta da Radiação Solar em Energia Elétrica
  3.4 - Aproveitamento da Energia Solar no Brasil
    3.4.1 - Aquecimento de Água
    3.4.2 - Sistemas Fotovoltaicos
  3.5 - Impactos Socioambientais
 4 – Energia Hidráulica
 5 – Biomassa
 6 – Energia Eólica
 7 – Petróleo
 8 – Carvão Mineral
 9 – Gás Natural
 10 – Outras Fontes
 11 – Aspectos Socioeconômicos