Sobre Energia Solar : Energia Solar vs. Energia Eólica

Um exame mais detalhado deles pode revelar algumas semelhanças e diferenças entre os dois, permitindo que os usuários escolham o que é certo para eles.

Aspectos a considerar

• Análise de custo-benefício

• Avaliação do ciclo de vida

• Durabilidade

• Ruído

• Localização

• Inovação

Análise de custo-benefício

A energia alternativa permite reduzir sua pegada de carbono, assumir o controle de sua produção de energia e economizar em impostos.

Também pode poupar muito dinheiro em eletricidade.

Para aproveitar ao máximo seu investimento em energia alternativa, você deseja pesar o custo de instalação com o dinheiro que o sistema economiza para você.

Quando se trata do custo de instalação de energia solar ou eólica, existem muitas variáveis para dar uma resposta precisa e única.

Tudo dependerá do tamanho do sistema, dos fatores ambientais (como a exposição à luz solar ou ao vento) e das leis e incentivos locais.

Instalações

A energia solar, como regra geral, custa cerca de US $ 2,19 por watt para instalar a energia solar, a média para instalações residenciais e comerciais.

Quanto maior for o sistema, menos você pagará por watt.

Quanto menor for o seu sistema, mais você pagará por watt.

A cada quilowatt-hora de eletricidade gratuita que seu sistema gera, ele começa a se pagar.

As empresas e fazendas com contas mensais de eletricidade substanciais têm os sistemas solares se recuperando em apenas alguns anos.

Com uma vida útil de 25 a 30 anos, isso deixa décadas de economia financeira com a eletricidade gratuita.

Ao todo, um sistema solar de 10 kW pode custar cerca de US $ 21.900 após os incentivos.

Uma turbina eólica de 10 kW pode custar cerca de US $ 14.700 após os incentivos.

As turbinas eólicas para fins de grande escala de utilidade podem custar milhões de dólares.

Para propriedades residenciais e comerciais menores, o preço varia de acordo com a altura da torre e o tipo de equipamento instalado.

De acordo com a American Wind Energy Association, você pode esperar pagar $ 1,50 por watt de capacidade de geração.

Embora as turbinas eólicas sejam a opção mais barata em muitas partes do país, elas têm um gasto de manutenção muito maior do que a energia solar, e sua dependência do vento não as torna viáveis em todos os lugares.

Solar, no entanto, ainda pode ser lucrativo em áreas muito nubladas, chuvosas ou com neve do país.

Manutenção

As tecnologias de energia solar e eólica avançaram significativamente desde sua adoção inicial.

Esses avanços ajudaram a reduzir seus custos, mas também resultaram em produtos muito confiáveis que podem resistir a elementos adversos e durar várias décadas.

No entanto, ambos os sistemas não são 100% livres de manutenção.

Um dos benefícios de um sistema de energia solar é que não há partes móveis, o que significa que há menos coisas que podem dar errado e menos coisas que precisam ser mantidas em comparação com a energia eólica.

Se algo der errado, os componentes solares são bem garantidos pelo fabricante.

Muitos painéis solares vêm com garantias de 25, até 30 anos do fabricante, o que significa que os painéis com defeito podem ser substituídos gratuitamente até três décadas após a instalação.

Os inversores, a parte do sistema com maior probabilidade de falhar primeiro, têm garantia de 12 a 25 anos.

Mas as garantias do fabricante não cobrem os custos de reposição de mão de obra.

Há muito pouco que você precisa fazer para manter seu sistema solar.

Na maioria das áreas do país, não adianta limpar o sistema regularmente e você não deve remover a neve acumulada.

Como as turbinas eólicas têm peças grandes e móveis, algumas coisas podem dar errado e muitas vezes precisam de manutenção contínua.

Esses custos de manutenção podem corroer rapidamente a economia de custos da energia eólica.

Desde a lubrificação de peças móveis até a verificação de conexões dentro do sistema para descobrir e corrigir quaisquer problemas imprevistos, as turbinas eólicas podem exigir manutenção preventiva duas a três vezes por ano.

Conforme o sistema envelhece, a frequência dessas verificações de manutenção pode precisar aumentar.

Essas visitas regulares podem custar milhares a cada ano, consumindo rapidamente o retorno da sua turbina eólica.

Embora as turbinas eólicas possam ser mais baratas de instalar, muitas vezes são muito mais caras de manter do que a energia solar.

Essa diferenciação pode nivelar o campo de jogo, tornando a energia solar a opção menos cara, dependendo dos custos de manutenção.

Avaliação do Ciclo de Vida

A maneira típica e provavelmente mais abrangente de medir o impacto ambiental dos painéis solares na Terra é a metodologia de Análise do Ciclo de Vida (LCA).

Definido como toda a vida útil de um produto, o ciclo de vida inclui tudo, desde a aquisição e fabricação de matéria-prima até o descarte ou reciclagem do painel solar.

Usando essas informações, os tomadores de decisão podem selecionar os processos de manufatura, construção e reciclagem que resultem no menor impacto ao meio ambiente.

A análise do ciclo de vida permite que um tomador de decisão avalie todo o sistema do produto e o impacto ambiental, pois inclui toda a vida útil de um painel solar.

A análise inclui as entradas (incluindo matérias-primas e energia) e saídas (incluindo emissões atmosféricas, resíduos transportados pela água, resíduos sólidos, coprodutos, outros lançamentos).

A maioria dos painéis solares fotovoltaicos se enquadra em dois tipos básicos e requerem dois ciclos de vida de reciclagem distintos: painéis fotovoltaicos baseados em silício e painéis fotovoltaicos baseados em filme fino.

Os painéis fotovoltaicos à base de silício são geralmente 76% de vidro, 10% de plástico, 8% de alumínio, 5% de silício e 1% de metais.

Os painéis fotovoltaicos com base em filme fino consistem em 89% de vidro, 6% de alumínio, 4% de plástico e 1% de metais.

Os painéis fotovoltaicos à base de silício (o mais comum dos dois painéis) são primeiro desmontados e o vidro e o alumínio são separados.

95% do vidro e 100% do metal são reaproveitados.

Os materiais restantes são aquecidos a 500 graus Celsius, o que faz com que o plástico evapore dos módulos de células restantes, 85% do silício.

Painéis fotovoltaicos baseados em filme fino são fragmentados em pedaços de aproximadamente 5 mm e separados para remover o filme usando peróxido e ácido.

Por meio dos processos de remoção de materiais intermediários e enxágue do vidro, quase 90% do vidro é reaproveitado.

95% do material semicondutor é reutilizado por meio de um processo de precipitação e desidratação.

Os metais restantes são então separados e processados.

O estudo de LCA da turbina eólica comparou os impactos ambientais de duas turbinas eólicas de 2,0 MW usando dois métodos (ReCiPe 2008 e retorno de energia).

A torre, o rotor e a nacela são os que mais contribuem para o impacto ambiental em cada caso.

Para a torre, a grande quantidade de aço necessária é o principal contribuinte para o impacto ambiental do início ao fim.

Um dos resultados deste estudo de LCA é a confirmação de que os principais impactos ambientais do ciclo de vida de uma turbina eólica têm origem na fase de fabricação.

Quando comparados ao trabalho anterior, os resultados levam a uma conclusão semelhante de que os impactos ambientais são causados pelo consumo de material, especialmente aço.

Durabilidade

Os painéis solares perdem sua capacidade de absorver a luz solar e convertê-la em energia solar devido a fatores como clima mais quente e a redução natural da potência química dentro do painel ao longo de um determinado período de tempo.

Isso é conhecido como "taxa de degradação".

Quanto mais baixa for a taxa de degradação, melhor será o painel.

Quando um painel solar tem uma taxa de degradação mais baixa, ele produzirá mais energia durante sua vida útil.

As taxas de degradação variam de uma marca para outra; painéis de qualidade superior têm uma taxa de degradação mais baixa em comparação com painéis de qualidade inferior.

É importante ter isso em mente ao fazer uma comparação de painel solar, pois pode fazer mais sentido, a longo prazo, gastar mais dinheiro em painéis de qualidade superior.

De acordo com um estudo do National Renewable Energy Laboratory (NREL), fabricantes premium de painéis solares modernos, como Panasonic e LG, oferecem painéis com taxas de degradação tão baixas quanto 0,30% ao ano.

A pior taxa de degradação é de 0,80% ao ano, mas como referência, você pode esperar uma taxa de degradação média de 0,50% ao ano para qualquer painel.

Para a maioria dos painéis solares Tier 1, a taxa de degradação é de 0,30%, o que significa que a cada ano; o desempenho do painel é reduzido em 0,30%.

Em 25 anos, isso soma um total de 6,96%, o que significa que seus painéis operarão a 93,04% de sua capacidade original em 2045.

A vida útil de uma turbina eólica moderna de boa qualidade é de 20 anos.

Dependendo de quão ventoso e turbulento for o local, a turbina pode durar 25 anos ou até mais, embora, como acontece com qualquer coisa mecânica, os custos de manutenção irão aumentar à medida que envelhece.

É improvável que uma turbina eólica dure mais do que isso, porque eles estão sujeitos a cargas extremas ao longo de suas vidas.

Isso se deve em parte ao formato de uma turbina eólica, onde os elementos-chave (as pás e a torre) são fixados apenas em uma extremidade e submetidos à força total do vento.

Além disso, porque a potência do vento aumenta com o cubo da velocidade, as cargas de sobrevivência extremas podem ser quase 100 vezes as 'cargas de projeto' na velocidade nominal do vento - razão pela qual as turbinas eólicas devem desligar para se proteger em ventos acima de 25 m / s.

No final de sua vida útil, ele pode simplesmente ser removido e substituído por um novo.

Ruído

Um aspecto que raramente é discutido são os níveis de ruído de operação em soluções de energia renovável.

Há uma grande discrepância aqui entre a energia solar e a eólica e isso pode ser importante, dependendo de onde você deseja instalá-los.

Como você pode imaginar, os painéis solares não emitem poluição sonora.

São painéis fixos e silenciosos durante a operação.

Se o ruído é uma preocupação para você, escolha painéis solares.

As turbinas eólicas podem ser muito diferentes.

Se você estiver lidando com velocidades de vento mais altas, as turbinas podem ficar muito barulhentas.

Turbinas menores em particular, em altas velocidades, podem ser tão barulhentas quanto um cortador de grama.

Se você não estiver interessado em ouvir o som de um cortador de grama funcionando no local em que vai instalar essas turbinas, a energia eólica pode não ser uma boa escolha.

Localização

Energia solar é um termo usado para definir o processo de células solares internas dos painéis solares convertendo a luz solar em eletricidade utilizável.

Os painéis solares são uma ótima opção para a sua casa porque o número de painéis que você precisa para fornecer todas as gerações de energia para sua eletricidade pode caber facilmente no seu telhado.

O sol é uma das fontes de energia mais abundantes, embora alguns lugares estejam naturalmente expostos a mais horas de luz solar do que outros.

Estados mais ensolarados como o Texas e a Califórnia permitem que os painéis solares gerem mais eletricidade do que Estados como Washington, onde há nuvens com mais freqüência.

As direções em que os painéis solares são instalados também podem aumentar ou diminuir a eficiência.

No hemisfério norte, é melhor colocar os painéis solares voltados para o sul, sem cobertura de sombra sobre os painéis.

Embora os sistemas solares instalados em qualquer estado possam fornecer a quantidade de energia de que sua casa precisa, se você mora em um estado mais nublado, permanecer conectado à rede ou instalar uma bateria reserva pode ajudá-lo a funcionar com eletricidade limpa o dia todo.

As turbinas eólicas captam a energia do vento, que alimenta um gerador dentro da turbina, e transforma essa energia em eletricidade.

O vento nem sempre está disponível, mas tem uma ligeira vantagem sobre o solar porque pode gerar eletricidade à noite, quando o vento sopra.

A eficiência da energia eólica é medida pela quantidade real de energia cinética que é convertida - o que significa que quando o vento atinge a turbina, ela se move para produzir energia.

A maioria das turbinas eólicas pode converter cerca de metade do vento que as atinge em energia elétrica, com uma taxa de conversão mais alta para turbinas eólicas offshore devido às velocidades mais altas do vento.

Ao considerar o uso de turbinas eólicas, a geografia é o fator mais importante.

Os sistemas eólicos requerem ambientes que são quase estéreis de grandes quebra-ventos e edifícios, portanto, posicioná-los no oceano, nos grandes lagos dos EUA ou no meio-oeste, faz mais sentido.

Os painéis solares podem ser sua melhor opção se você mora no centro da cidade, que está repleto de muitos edifícios residenciais e comerciais, pois eles podem ser instalados onde você quiser e não ocupam muito espaço.

As turbinas eólicas devem estar situadas bem acima de quaisquer obstáculos que possam bloquear o vento para serem eficazes.

Portanto, se você mora em uma área rural com muito espaço aberto, as turbinas eólicas funcionarão bem para você.

Inovação

O aumento na instalação de telhados solares e a rápida adoção no campo arquitetônico são os principais impulsionadores da crescente demanda por células solares.

Além disso, maravilhas tecnológicas recentes impulsionaram a adoção de painéis solares para gerar eletricidade.

Por exemplo, os pesquisadores desenvolveram um novo design que poderia extrair mais energia dos painéis solares.

Além disso, os preços dos painéis solares diminuíram significativamente nos últimos dois anos.

Além disso, pesquisadores da Universidade de Houston publicaram recentemente um artigo revelando um dispositivo híbrido que pode capturar e armazenar energia solar.

Em uma turbina eólica, devido a décadas de refinamento, uma lâmina moderna é "muito mais sofisticada em design aerodinâmico, uso de materiais, processo de fabricação e estrutura do que nunca, e tem características fundamentalmente diferentes de outras aplicações aerodinâmicas, como asas de avião, "escreveram os especialistas.

"Algumas das principais inovações incluem velocidades de ponta mais altas para reduzir o torque e minimizar o peso do trem de força; maior velocidade e aerofólios de alta elevação para uma lâmina mais delgada e leve; e formatos de ponta inovadores para mitigar o ruído.

Inovações ao longo do tempo levaram a pás modernas que são 90% mais leve do que a lâmina da década de 1980 seria se simplesmente dimensionada para os comprimentos atuais ", observaram.

Entre os exemplos de avanços recentes notáveis estão a alfaiataria aeroelástica, "que reduz passivamente as cargas por meio de flexão e torção da lâmina de acoplamento"; aerofólios de fundo plano mais grossos, que permitem melhor desempenho aerodinâmico da seção de suporte de carga perto do cubo; e add-ons como geradores de vórtice e cercas de fluxo; bem como uma variedade de melhorias de fabricação.

Conclusão da Energia Solar vs. Energia Eólica

Um sistema solar não produz eletricidade quando o sol não está brilhando.

Uma turbina eólica não produzirá eletricidade quando o vento não estiver soprando.

A resposta para qual tipo de fonte de energia alternativa é certa para você dependerá do tipo de clima em sua área.

Dito isso, é importante observar que você não precisa morar no Arizona, Califórnia ou Flórida para tornar a energia solar lucrativa.

Mesmo os sistemas solares instalados em áreas do país conhecidas por serem nubladas, como Upstate New York ou Ohio, podem ter sistemas muito lucrativos.

Embora seja provável que as turbinas eólicas sejam mais baratas de instalar inicialmente, sua manutenção e operação custarão muito mais durante a vida útil do sistema.

Um sistema solar, por outro lado, exigirá pouca manutenção.

Para resumir tudo, somos parciais para a energia solar (embora possamos ser um pouco tendenciosos ...).

Mas, no final das contas, um sistema solar ou uma turbina eólica podem ajudar você a economizar uma quantia significativa de dinheiro em suas contas de eletricidade a cada mês.

Qualquer um dos dois também o capacitará a fazer a diferença, reduzindo sua dependência de fontes de energia não renováveis e criando um mundo mais limpo para as gerações futuras.