O TED começou em 1984 como uma conferência onde Tecnologia, Entretenimento e Design convergiram, mas hoje abrange uma infinidade de comunidades e iniciativas em todo o mundo, explorando tudo, desde ciência e negócios até educação, artes e questões globais. A palestras, conhecidas como TED Talks, são falas curtas, de 18 minutos, e têm como intenção principal a de propagar uma ideia com boa oratória e alguns recursos visuais em um telão.
Esse TED Talks, “Why aren’t we only using solar power?“, fala sobre a importância da variabilidade do recurso solar na escala de minutos e sua influência na geração de energia elétrica em torres solares e painéis fotovoltaicos. Foi todo feito usando linhas de lã em “stop motion” imitando um bordado em movimento. Na sequência, está o texto original transcrito e traduzido do inglês para o português.
“Temos algumas boas razões para mudar completamente para a energia solar. É mais barato em muitos casos e definitivamente mais sustentável do que nossa dependência de usinas de energia tradicionais que usam recursos como o carvão, que eventualmente acabarão. Então, por que não substituímos essas plantas tradicionais por energia solar? Porque há um fator que torna a energia solar muito imprevisível: a cobertura de nuvens.
À medida que os raios do sol se movem em direção à Terra, alguns são absorvidos pela atmosfera da Terra, alguns são refletidos de volta ao espaço sideral, mas o restante chega à superfície da Terra. Os que não são desviados são chamados de irradiância direta. Os que são desviados pelas nuvens são chamados de irradiância difusa. E aqueles raios que primeiro são refletidos por uma superfície, como um prédio próximo, antes de atingir o sistema de energia solar são chamados de irradiância refletida.
Mas antes de examinarmos como as nuvens afetam os raios solares e a produção de eletricidade, vamos ver como funcionam esses sistemas de energia solar. Primeiro, temos torres solares. Elas são formadas por uma torre central cercada por um enorme campo de espelhos que acompanham o caminho do sol e focalizam apenas os raios diretos em um único ponto da torre, como um banhista ansioso. O calor gerado por esses raios é tão imenso que pode ser usado para ferver água produzindo vapor que aciona uma turbina tradicional, que produz eletricidade.
Mas quando falamos de sistemas de energia solar, geralmente falamos de fotovoltaicos, ou painéis solares, que são os sistemas mais comumente usados para gerar energia solar. Nos painéis solares, os fótons dos raios solares atingem a superfície de um painel e os elétrons são liberados para gerar uma corrente elétrica.
Os painéis solares podem usar todos os tipos de irradiância, enquanto as torres solares podem usar apenas irradiância direta, e é aqui que as nuvens se tornam importantes porque, dependendo do seu tipo e localização em relação ao sol, podem aumentar ou diminuir a quantidade de eletricidade produzida. Por exemplo, mesmo algumas nuvens cúmulos na frente do sol podem reduzir a produção de eletricidade em torres solares a quase zero por causa dessa dependência de raios diretos. Nos painéis solares, essas nuvens também diminuiriam a produção de energia, embora não tanto porque os painéis solares podem usar todos os tipos de irradiância.
No entanto, tudo isso depende do posicionamento exato das nuvens. Devido à reflexão, ou a um fenômeno específico chamado espalhamento Mie, os raios do sol podem realmente ser focados pelas nuvens para criar um aumento de mais de 50% na irradiação solar que atinge um painel solar. Se esse aumento potencial não for contabilizado, pode danificar o painel solar. Por que isso importa? Bem, você não gostaria que esta aula parasse só porque uma nuvem passou sobre o painel do seu telhado.
Nas torres solares, enormes tanques de sal fundido ou óleo podem ser usados para armazenar o excesso de calor e usá-lo quando necessário, e é assim que eles gerenciam o problema da irradiação solar flutuante para suavizar a produção de eletricidade. Mas, no caso dos painéis solares, atualmente não há como armazenar energia extra de forma acessível. É aí que entram as usinas de energia tradicionais porque, para corrigir quaisquer flutuações nessas usinas movidas a energia solar, sempre é necessário haver eletricidade extra de fontes tradicionais.
Mas então por que essas usinas tradicionais não são usadas apenas como backup, em vez de nós, humanos, dependermos delas como nossas principais fontes de energia? Porque é impossível para um funcionário de uma usina a carvão ou de uma usina nuclear girar um botão para produzir mais ou menos eletricidade dependendo de quantas nuvens existem no céu. O tempo de resposta seria simplesmente muito lento. Em vez disso, para acomodar essas flutuações, alguma eletricidade extra de usinas tradicionais está sempre sendo produzida.
Em dias de céu claro, essa eletricidade extra pode ser desperdiçada, mas quando prevalece o céu nublado, é o que preenche a lacuna. É disso que dependemos atualmente para um fornecimento constante de energia. Por esse motivo, muitos pesquisadores estão interessados em prever o movimento e a formação de nuvens por meio de imagens de satélite ou câmeras que olham para o céu para maximizar a energia das usinas solares e minimizar o desperdício de energia. Se conseguíssemos isso, você poderia desfrutar deste vídeo alimentado apenas pelos raios do sol, não importa o tempo, embora se o sol estiver brilhando, você pode se sentir tentado a sair para fazer um tipo diferente de contemplação das nuvens.”
