Energia Solar

INTRODUÇÃO

A crise energética e a busca por energias renováveis têm reacendido o debate sobre fontes alternativas de energia, um exemplo disto é o Rio + 20 que ocorrerá no Brasil entre os dias 13 e 22 de junho. E nesses debates a energia solar vem ganhando cada vez mais espaço, uma vez que é de fácil implantação, possui custo de manutenção baixo, é uma fonte renovável e ideal para locais onde as radiações solares são abundantes. Mas no Brasil, país que pela área, geografia e localização, entre outros fatores, é potencialmente favorável para o desenvolvimento de sistemas fotovoltaicos, existe um atraso nesta área em relação a outros países.

Com o constante avanço da tecnologia, várias inovações no modo como são fabricados os sistemas para geração de energia solar estão surgindo, contribuindo assim para diminuição dos preços e consequentemente tornando este tipo de energia mais acessível.

A radiação solar é um dos maiores responsáveis por grande parte da energia renovável disponível no planeta terra. E por incrível que pareça, apenas uma pequena parte desta forma de energia é utilizada.

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.

1 O QUE É ENERGIA SOLAR?

Diariamente muita energia chega ao nosso planeta de forma gratuita e limpa. Os raios solares, além de trazerem a luz e o calor, essenciais para a vida na Terra, podem ser aproveitados para a geração de energia, tanto na forma de calor como na eletricidade. Para se ter uma ideia, uma hora de sol na superfície da Terra contém mais energia do que o planeta utiliza em um ano.

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. Disso, 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.

Em termos mais técnicos a Energia solar é a designação dada a qualquer tipo de captação de energia luminosa, energia térmica (e suas combinações) proveniente do sol, e posterior transformação dessa energia captada em alguma forma utilizável pelo homem, seja diretamente para aquecimento de água ou ainda como energia elétrica ou energia térmica.

1.1 UM POUCO DA HISTÓRIA

O efeito fotovoltaico é o resultado da interação da luz com os materiais semicondutores de uma célula fotovoltaica. No interior desta, tal efeito é responsável pela transformação de energia solar em energia elétrica. Ele foi observado e descrito pela primeira vez em 1839, pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel. Em 1954 os pesquisadores americanos Pearson, Fuller e Chapin, do Laboratório Bell, criaram a primeira célula fotovoltaica para uso prático (de silício monocristalino). Em 1958 foram utilizadas pela primeira vez células fotovoltaicas para alimentar um satélite, o Vanguard I.

1.2 EXPLICAÇÃO DO TERMO FOTOVOLTAICA

Essa eletricidade que vem do sol é chamada de fotovoltaica*, termo formado à partir de duas palavras: foto, que em grego significa “luz”, e voltaica, que vem da palavra “volt”, a unidade para medir o potencial elétrico.

*Existem outras formas de conversão indireta de energia solar em eletricidade, como, por exemplo, a heliotérmica.

2 COMO GERAR ELETRICIDADE A PARTIR DO SOL?

O raio solar é transformado em eletricidade em uma célula fotovoltaica, fabricada com materiais chamados de semicondutores. O mais utilizado é o silício. A luz solar é pura energia, composta de pequenos elementos denominados fótons.

Quando os fótons atingem a célula fotovoltaica, parte deles é absorvida. Esses fótons despertam os elétrons do material semicondutor, gerando assim eletricidade. Quanto a maior a intensidade da luz solar, maior o fluxo de eletricidade.

Em outras palavras podemos dizer que a geração de energia elétrica através da luz se dá através do uso de células fotossensíveis ou comumente chamadas de células fotovoltaicas, que agrupadas em módulos ou painéis compõem os painéis solares fotovoltaicos. Um sistema composto pelo painel, controlador de carga, acumulador e acessórios, é denominado como Gerador Fotovoltaico.

Os geradores fotovoltaicos são muito seguros e simples, não necessitam do controle humano funcionam automaticamente e uma vez adequadamente instalados, não causam acidentes que possam trazer danos.

Geram energia na presença da luz; Necessariamente não precisam da incidência direta da luz solar, mas é recomendável para se obter o melhor rendimento do painel. Isto significa que há geração elétrica mesmo em dias nublados;

O rendimento se altera, conforme há maior ou menor intensidade da luz. A geração só se interrompe na redução quase total de luz.(ex.: à noite).

A corrente gerada é de forma contínua e pode ser guardada em acumuladores elétricos (baterias), para uso quando necessário ou à noite.

O sistema é modular, ou seja, vários módulos podem ser conectados entre si, fornecendo a quantidade de energia necessária para o uso, podendo ser expandida, reduzida ou transferida de local conforme uma nova necessidade. Não há limite da capacidade de geração.

3 QUAL A DIFERENÇA ENTRE CÉLULA, MÓDULO E PAINEL?

A célula fotovoltaica nada mais é que a unidade básica desenvolvida para realizar a conversão direta de energia solar em elétrica. O módulo é a unidade formada por um conjunto de células solares, interligadas eletricamente e encapsuladas, com o objetivo de gerar eletricidade. Já os painéis são dois ou mais módulos voltaicos interligados eletricamente, montados de modo a formar uma única estrutura. Um conjuntos de módulos, juntamente com equipamentos complementares (inversores e cabos), forma uma usina fotovoltaica. Existem diversas instituições no mundo especializadas em testes de qualidade de componentes de sistemas fotovoltaicos. No Brasil, desde 2010 os módulos mais eficientes recebem o selo Procel de economia de energia.