O Artigo de Energia Solar

Artigo sobre Energia Solar

1st Bruno Vidigal Ribeiro

Vitoria da Conquista, Brasil

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Resumo—Nesse artigo buscamos entender como funciona o uso da energia solar como fonte de gerac¸ao˜ e a importanciaˆ dessa tecnologia como uma produc¸ao˜ alternativa para gerac¸ao˜ residencial e industrial. Tambem´ buscamos explicar sobre os sitemas On e Off Grid, das diferenc¸as entre a solar fotovoltaica e termo-solar, alem´ do novo projeto de lei PL 5829/19 que afeta a gerac¸ao˜ distribuida do pa´ıs.

Index Terms—Energia Solar, efeito fotoeletrico,´ Fotovoltaica, On-Grid, Off-Grid, Termo-Solar, PL 5829/19.

1. SOBRE A ENERGIA SOLAR

Energia eletrica´ e´ algo imprescind´ıvel nos dias de hoje, com essa necessidade mundial temos estudos sobre diversas formas de gerac¸ao˜ afim de gerar o maximo´ de energia possivel de forma limpa e renovavel,´ e esse tipo de gerac¸ao˜ utiliza o sol como fonte de energia.

O sol sendo usado como forma de energia nos remete ao uso do calor proporcionado por ele, aquecendo a agua´ tanto para uso diario,´ como utilizando o vapor para girar o eixo de um gerador assim gerando energia eletrica,´ mas esse tipo de gerac¸ao˜ e´ arcaico.

O modelo comumente utilizado nos dias de hoje e´ o fenomenoˆ conhecido como fotoeletrico,´ essa descoberta permitiu a criac¸ao˜ de modulos´ fotovoltaicos, que sao˜ o principal equipamento presente no sistema de gerac¸ao˜ de energia solar.

Parte da sociedade nao˜ tem esse conceito de gerac¸ao˜ a partir da luz do sol, e ainda acreditam que a gerac¸ao˜ solar e´ advinda do calor do sol, esse artigo busca explicar brevemente a respeito do uso da energia solar, tanto fotovoltaico como termico´.

Figura 1: Esquema de energia solar fotovoltaica e termica´

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Fonte: ocaenergia.com

Alem´ disso, vamos abordar sobre outra duvida a respeito da gerac¸ao˜ residencial, de como funciona sua dependenciaˆ de energia, se a energia em per´ıodo solar e´ gratis,´ ou ate´ como fica a gerac¸ao˜ em dias sem incidenciaˆ solar, alem´ da diferenc¸a entre On-Vrid e Off-Grid.

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Figura 2: Sistemas On-Grid e Off-Grid

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Fonte: romagnole.com.br

Por fim iremos abordar sobre a PL 5829/19 que e´ um projeto de lei brasileira que traz grandes mudanc¸as no sistema de gerac¸ao˜ distribu´ıda brasileiro se for aprovada.

1. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

Se comparada as` grandes formas de gerac¸ao˜ de energia eletrica´ em nosso pa´ıs, como por exemplo as hidroeletricas,´ termoeletricas,´ eolicas,´ entre outras, todas utilizam do princ´ıpio de transformar a energia mecanicaˆ em energia eletrica´ por meio do movimento de um eixo com um gerador, porem´ a energia Solar fotovoltaica funciona de forma bastante excentricaˆ.

Visto essa diferenc¸a, e´ necessario´ explicar inicialmente sobre o efeito conhecido como fotoeletrico,´ que e´ um fenomenoˆ de origem quantica,ˆ onde sao˜ ejetados eletrons´ de um material quando exposto a radiac¸ao˜ eletromagnetica´ numa determinada frequenciaˆ.[1]

O efeito fotoeletrico´ foi descoberto por Heinrich Hertz, durante seus experimentos relacionados a` produc¸ao˜ e captac¸ao˜ de ondas eletromagneticas´. Em 1886, Hertz conduzia seus experimentos com chapas metalicas´ quando percebeu que a incidenciaˆ da luz ultravioleta resultava em maior produc¸ao˜ de fa´ıscas. A explicac¸ao˜ teorica´ para o fenomeno,ˆ entretanto, so´ foi feita em 1905, pelo f´ısico alemao˜ Albert Einstein.

O mecanismo do efeito fotoeletrico´ era controverso, uma vez que, de acordo com os conhecimentos do eletromagnetismo classico,´ um corpo iluminado por uma fonte de luz deveria absorver toda energia luminosa irradiada sobre ele, no entanto, o efeito fotoeletrico´ so´ acontecia a partir de certa frequencia,ˆ que variava de acordo com cada material.

Albert Einstein conseguiu interpretar o efeito fotoeletrico´ usando os argumentos matematicos´ de Max Planck, generalizando-os. De acordo com a teoria da Planck, a radiac¸ao˜ termica´ e´ quantizada, isto e,´ apresenta valores de energia discretos. Segundo esse ponto de vista, a luz e´ formada por pequenos pacotes de energia, que mais tarde foram batizados como fotons´.

Einstein assumiu que a hipotese´ de Planck fosse valida´ para todo tipo de radiac¸ao˜ eletromagnetica,´ desse modo, mostrou a todo o mundo que luz podia comportar-se como onda e como part´ıcula.[2]

Agora que explicamos sobre como funciona o efeito fo-toeletrico,´ assim como como se deu sua descoberta, temos sua

Figura 3: Exemplo do efeito fotoeletrico´

[pic 3]

Fonte: preparaenem.com

principal aplicac¸ao,˜ que e´ em placas solares fotovoltaicas, ou celula´ solar.

Essas celulas´ vem evoluindo sua tecnologia com o passar dos anos, sendo que nos primeiros modelos sua eficienciaˆ era bem baixa, e por isso, nao˜ tinham muito incentivo e motivo para a adoc¸ao˜ desse tipo de gerac¸ao˜. Contudo nos dias de hoje temos celulas´ solares com rendimento na ordem de 10 a 20%, com teste em laboratorio´ obtendo rendimento superiores a 25%.

O material fotovoltaico mais utilizado atualmente e´ o sil´ıcio, que representa uma soluc¸ao˜ economica,ˆ mas com um rendimento nao˜ ultrapassando os 15%.[3]

A estrutura de uma placa solar fotovoltaica pode ser observada na figura 4, onde toda uma construc¸ao˜ para otimizar e proteger os modulos´ de intemperies´.

Figura 4: estrutura de uma placa solar fotovoltaica

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Fonte: eletricampos.com.br

Com informac¸oes˜ a respeito de como funciona sua gerac¸ao˜ assim como seu rendimento, e´ importante abordar como e´ sua instalac¸ao˜ e como funciona seu projeto em carater´ residencial. Temos na figura 5 um exemplo do modo que o sistema fotovoltaico