Em resumo, a energia solar é a energia proveniente da luz e do calor do Sol, sendo uma fonte alternativa e sustentável que pode ser utilizada tanto para geração de eletricidade (pelos sistemas de energia solar fotovoltaica e heliotérmica) quanto para aquecimento de água (com os aquecedores de energia solar térmica).

Energia solar é uma fonte alternativa, renovável e sustentável de energia que provém da radiação eletromagnética (luz e calor) emanada diariamente pelo sol. Essa energia pode ser utilizada por diferentes tecnologias, como aquecedores solares, painéis fotovoltaicos e usinas heliotérmicas (ou termossolares).

Hoje em dia, o conceito de energia solar é comumente associado à geração limpa de eletricidade pelos painéis de energia fotovoltaica (painéis fotovoltaicos), que transformam a luz do Sol diretamente em energia elétrica. 

Na energia solar fotovoltaica, quando as partículas de energia da luz do Sol (fótons) incidem sobre os painéis solares, ocorre a geração de uma corrente elétrica que pode ser direcionada e utilizada para alimentar residências, empresas e indústrias, tanto na cidade quanto em áreas rurais.

A energia proveniente do Sol é indispensável para a manutenção da vida na Terra e serve como catalisadora de todos os processos térmicos, dinâmicos e químicos, sejam eles naturais (como a fotossíntese ou o ciclo hidrológico) ou artificialmente desenvolvidos pelo homem.  

Desde as primeiras civilizações, o homem também utilizava a energia solar para realizar diferentes trabalhos, como a geração de fogo através do calor dos raios de Sol concentrados por meio de vidros ou espelhos.

Hoje, a energia solar representa para o homem a sua maior e mais segura fonte de energia renovável para a geração limpa de eletricidade e calor, sem grandes impactos ao meio ambiente e com grande capacidade de aproveitamento.

A energia solar é produzida dentro dos sistemas compostos pelos painéis e inversores. Os módulos fotovoltaicos (conhecidos como placas solares) conseguem captar a luz do sol, transportando essa energia para o inversor solar, onde é transformada em energia elétrica. Ou seja, a energia é gerada a partir do efeito fotovoltaico.

Há ainda outras formas de energia solar, como a energia térmica e outras. Apesar de terem funcionamentos diferentes, o princípio é o mesmo: a partir da exposição aos raios solares, o sistema consegue captar a energia necessária para funcionar e chegar ao efeito desejado.

Os principais tipos de energia solar utilizados são:

1. energia solar fotovoltaica;
2. energia solar térmica;
3. energia heliotérmica (termossolar).

A energia solar fotovoltaica é a transformação direta da luz do Sol em energia elétrica por meio de células fotovoltaicas (foto à direita), que são fabricadas a partir de materiais semicondutores, sendo o Silício (Si) o mais utilizado.

Quando os fótons da luz solar incidem sobre as células fotovoltaicas, eles energizam os elétrons do seu material semicondutor, que se movimentam gerando uma corrente elétrica.

Os módulos fotovoltaicos utilizados para gerar energia fotovoltaica em casas e empresas são compostos por dezenas de células, que são ligadas em série e seguramente encapsuladas dentro da moldura para garantir proteção e durabilidade. Popularmente, os módulos fotovoltaicos são conhecidos como placas solares.

Desta forma, a capacidade de geração elétrica do módulo fotovoltaico (placa solar) é igual à soma das capacidades de cada célula voltaica.

Para atender ao consumo elétrico de um imóvel, basta calcular a quantidade necessária de placas solares, que serão interligadas para formar o painel fotovoltaico e, depois, conectadas ao inversor e demais equipamentos do sistema solar fotovoltaico.

O sistema solar fotovoltaico utiliza um kit de energia fotovoltaica composto por:

• painéis solares;
• inversor solar;
• string box;
• sistema de fixação das placas solares (conhecidos popularmente como placas solares);
• conectores e cabeamentos.

A energia fotovoltaica já existe há mais de 100 anos e é a fonte de energia limpa que mais cresce no mundo. Hoje ela é utilizada em milhões de residências e empresas com sistemas fotovoltaicos, assim como em grandes projetos de usinas solares para geração elétrica centralizada controlada por governos.

No Brasil, o número de instalações de energia solar fotovoltaica disparou nos últimos anos em resposta aos aumentos da conta de luz, além da queda de preços da tecnologia e da facilidade de acesso por meio de um financiamento.

A energia solar térmica também é muito utilizada em todo o mundo por meio dos sistemas de aquecimento solar, conhecidos como aquecedores solares.

Com o uso de coletores solares (placas de aquecimento solar), esses sistemas captam o calor presente na radiação solar e o transferem para o aquecimento da água (ou outro tipo de líquido) armazenada em seu reservatório (boiler) que será utilizada posteriormente na casa ou empresa.

A tecnologia de aquecedores solares já está presente no Brasil desde a década de 1970, tendo se popularizado entre casas e empresas e aplicada em diversos programas sociais de moradia.

É importante atentar que, embora seja possível gerar eletricidade a partir da energia solar térmica, isto não ocorre nos aquecedores solares. Os sistemas de aquecimento solar térmico apenas captam e transferem o calor da radiação solar.

A energia heliotérmica, ou energia solar concentrada (concentrated solar power – CSP), é outra forma de utilizar o Sol para gerar energia elétrica, mas neste caso através do calor de sua radiação.

Uma usina de energia heliotérmica, também chamada de termossolar, utiliza centenas ou milhares de espelhos (heliostatos) para captar os raios de Sol e refleti-los de forma concentrada em um único ponto, no qual é fixado um receptor que contém um líquido. Com o calor dos raios de Sol concentrados, o líquido se aquece e gera vapor, o qual é escoado e utilizado para alimentar as turbinas que geram energia elétrica por meio da energia mecânica.

Repare que o funcionamento de uma usina termossolar é bem parecido com o de uma térmica tradicional, a única diferença é a fonte de calor utilizada para gerar o vapor, que neste caso é a luz limpa e gratuita do sol.

Embora apresentem bom rendimento na geração elétrica e consigam armazenar o calor para uso durante a noite, as usinas de energia heliotérmica estão longe da popularidade alcançada pelas usinas solares fotovoltaicas, em grande parte por conta da queda de preços destas e de certos perigos ambientais relacionados às termossolares.

A energia solar é considerada uma fonte de energia primária, pois é originada na natureza e utilizada de forma direta. Desta forma, portanto, a energia elétrica ou a energia térmica geradas a partir da energia solar são consideradas fontes de energia secundárias.

Ou seja, fontes de energia primárias consistem em toda forma de energia oriunda da natureza, enquanto fontes secundárias são os produtos de processos de transformação de energia primária criados pelo homem.

As fontes de energia primária apresentam diversas vantagens, especialmente a energia solar, que está ampla e facilmente disponível para captação em todo o mundo de forma gratuita, o que permite utilizá-la para a realização de diferentes trabalhos de forma muito mais econômica e sustentável, como a geração de energia limpa por painéis fotovoltaicos.