Energia Fotovoltáica e suas características

UNIESP - FACH

Faculdade de Hortolândia

Artigo: Energia Fotovoltáica e suas características

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Hortolândia 09/ 2017

Resumo

Este trabalho visa expor de forma simples e objetiva o funcionamento da energia fotovoltáica e suas características tais como vantagens, tipos de utilizção e questões ambientais. A energia fotovoltáica também conhecida como energia solar ainda é muito pouco aproveitada no Brasil, mesmo o país possuindo características muito favoráveis à implantação deste sistema, que já é utilizado em países desenvolvidos há tempos. Sabe-se que até 2011 essa energia não estava na Matriz energética Brasileira sendo que utilização da energia gerada pelo sol, seja como fonte de calor ou de luz, é uma das alternativas energéticas mais promissoras para se enfrentar os desafios do novo milênio, sendo o sol praticamente responsável pela origem de todas as outras fontes de energia. O trabalho também contempla as formas de se utilizar essa energia no âmbito residencial concomitantemente com a questão econômica para o consumidor final, buscando doravante ser mais acessível à sociedade a cada dia.

Introdução

Quando falamos de energia fotovoltaica entendemos que é uma energia limpa e sustentável onde é produzido a partir de luz solar, a partir desse ponto entramos em uma analise em que vamos avaliar a importância e vantagens desse processo de obtenção de energia, onde também pode ser armazenada. Hoje com os avanços tecnológicos conseguimos entender melhor essa idéia de energia fotovoltaica pois ela tem como objetivo de uma geração de energia elétrica de forma sustentável, para ser utilizada em residências assim tendo um menor consumo. A energia fotovoltaica é considera a terceira energia mais importante produzida, com ela podemos substituir as energias convencionais, mas temos que ressaltar o custo pois se trata de um avanço tecnológico. Esta forma de energia, juntamente com outras formas secundárias, é uma das tecnologias mais importantes para o desenvolvimento de um planeta sustentável, sua utilização é de extremo interesse para organizações que visam um mundo equilibrado, ecologicamente correto e que não agrida a natureza.

Temos que entender que o sistema fotovoltaico pode ser implantado em qualquer lugar que tenha uma radiação solar considera suficiente para a produção de energia, na produção dessa energia temos muitos pontos positivos. Por tanto consideramos este artigo com uma visão ampla para essa nova evolução da energia sustentável tornando um mundo cada vez melhor.

Objetivo

O principal intuito deste trabalho é alcançar visibilidade às autoridades governamentais para que estimulem e fomentem esse tipo de energia de forma que seja mais acessível à sociedade e criem-se políticas fiscais e de financiamento voltadas à geração de energia fotovoltáica, para que se diminua a dependência das empresas distribuidoras e consequentemento os encargos gerados a esse consumo, como é feito em países como EUA, Alemanha e Japão criando assim uma autonomia ao consumidor final e questionando os meios tradicionais de geração de energia, a realização de leilão específico e o incentivo a pesquisa farão com que a energia solar fotovoltaica se desenvolva no Brasil e torne-se uma importante na matriz energética, de forma a atender as necessidades do país

Metodologia

No começo do século, os trabalhos de diversos pioneiros da física do estado sólido, como Lange, Grondahl e Schottkl, apresentaram importantes contribuições para se obter uma clara compreensão do efeito fotovoltaico em junção do estado sólido. Em 1941, Ohl obtém a primeira fotocélula de silício monocristalino. No ano de 1949, Billing e Plessnar medem a eficiência de fotocélulas de silício cristalino, ao mesmo tempo em que a teoria da junção P-N de Shockely é divulgada. É, porém, apenas em 1954 que surge a fotocélula de silício com as características semelhantes às encontradas hoje com eficiência de 6%. No seu movimento de translação ao redor do Sol, a Terra recebe 1 410 W/m² de energia, medição feita numa superfície normal em ângulo reto com o Sol, desse total, aproximadamente 19% é absorvido pela atmosfera e 35% é refletido pelas nuvens, ao passar pela atmosfera terrestre, a maior parte da energia solar está na forma de luz visível e luz ultravioleta.  A Energia solar em termos técnicos é a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa, energia térmica proveniente do sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, sejam diretamente para aquecimento de água ou ainda como energia elétrica ou energia térmica.

Uma atenção crescente está sendo dada ao estudo das possibilidades de aproveitamento desta forma de energia, isto requer um conhecimento detalhado da mesma, de quanta energia está realmente disponível e em que freqüência e comprimento de onda, para a análise da radiação na superfície terrestre é importante o conhecimento da intensidade da radiação e de sua composição. A radiação solar incidente no limite superior da atmosfera sofre uma série de reflexões, dispersões e absorções durante o seu percurso até o solo devido as flutuações climáticas, a incidência total da radiação solar sobre um corpo localizado no solo é a soma das componentes direta, difusa e refletida.

A energia é obtida através da conversão direta da luz em eletricidade (Efeito Fotovoltaico). O efeito fotovoltaico, segundo o relato de Edmond Becquerel, em 1839, trata-se do aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz. A unidade fundamental do processo de conversão é a célula fotovoltaica. O semicondutor mais utilizado é o silício. Seus átomos se caracterizam por possuírem quatro elétrons de ligação que se ligam aos vizinhos, formando uma rede cristalina. Ao adicionarem-se átomos com cinco elétrons de ligação, como o fósforo, por exemplo, haverá um elétron em excesso que não poderá ser emparelhado e que ficará sobrando, fracamente ligado a seu átomo de origem. Isto faz com que, com pouca energia térmica, este elétron se livre, indo para a banda de condução.

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Desenvolvimento

São muitos os benefícios dos sistemas fotovoltaicos, eles não produzem ruídos ou gases nocivos, nem resíduos, são fáceis de instalar e praticamente não precisam de manutenção, os módulos fotovoltaicos têm duração próxima de trinta anos e os sistemas fotovoltaicos são seguros, a energia pode ser gerada em áreas remotas, os materiais utilizados podem ser reciclados e a indústria para geração solar pode criar milhares de empregos. Os painéis não têm peças móveis, o que exige pouca manutenção e é possível aumentar a potência instalada por meio da incorporação de módulos adicionais. Existem dois sitemas de utilização dessa energia produzida no âmbito residencial, o OFF GRID e o ON GRID, vejamos: