Energia Fotovoltaica



O sol além da inspiração

Como é possível os raios solares virarem energia elétrica? Sobre telhados, conectados à rede, isolados, etc. Que tipo de sistemas fotovoltaicos existem hoje? Quais as vantagens desta tecnologia?

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 quanto na de eletricidade.

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


Funcionamento da célula fotovoltaica

Gerar eletricidade a partir do sol. Como isso é possível?

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, assim como ilustrado na figura abaixo.

Célula fotovoltaica

Quanto maior a intensidade da luz solar, maior o fluxo da eletricidade.

A eletricidade gerada pelas células está em corrente contínua, que pode ser imediatamente usada ou armazenada em baterias. Em sistemas conectados à rede, a energia gerada precisa passar por um equipamento chamado inversor, que irá converter a corrente contínua em alternada com as características (freqüência, conteúdo de harmônicos, forma da onda, etc) necessárias para atender as condições impostas pela rede elétrica pública. Assim, a energia que não for consumida pode também ser lançada na rede.

O material mais comumente utilizado é o silício. Por ser o segundo elemento mais abundante da face da terra, não há limites com relação à matéria-prima para produção de células solares.


Diferenças entre energia solar térmica e fotovoltaica

A geração solar térmica consiste na transformação da energia do sol em calor para a utilização no aquecimento de água em residências, hotéis, clubes, etc. Para captar essa energia são usados COLETORES solares.

Na geração solar fotovoltaica, a energia é diretamente convertida em eletricidade e, neste caso, são utilizados MÓDULOS solares.


Um pouco de história

No Hemisfério Norte, desde a década de 1970, a energia solar está na pauta permanente dos governos. O físico francês Edmund Becquerel a descobriu, ainda no século XIX, quando experimentava o efeito fotovoltaico com dois eletrodos metálicos numa solução condutora. Becquerel (por isso, BecSolar) percebeu o aumento na geração de energia elétrica com a luz e, a partir daí, a tecnologia fotovoltaica passou por vários estágios até chegar ao uso em grande escala do silício.

Em 1873, Willoughby Smith descobriu o efeito fotovoltaico em sólidos com o selênio. A produção da primeira célula fotovoltaica neste metal veio quatro anos mais tarde, com W.G. Adams e R.E. Day. Em 1904, Albert Einstein publicou um artigo sobre o efeito fotovoltaico, ao mesmo tempo em que divulgava ao mundo sua teoria da relatividade. Com a explicação do efeito fotovoltaico em 1923, Einstein ganhou seu primeiro Prêmio Nobel.

A primeira célula de silício foi produzida em 1954, nos Laboratórios Bell, em Murray Hill, Nova Jérsei, Estados Unidos. E no ano seguinte começou no mesmo país a produção de elementos solares fotovoltaicos para aplicação espacial. Daí por diante, esta indústria foi se aprimorando e as placas tornaram-se mais eficientes.

Em 1980, Israel foi o primeiro país estabelecer uma política pública de energia solar. Nesta década, a produção mundial ainda era pequena. Em 1983, por exemplo, não passava de 20 MW. Em 1994, ocorreu a primeira Conferência Mundial Fotovoltaica, no Hawai, e o século XX terminou com pouco mais de 1000 MW em sistemas instalados no mundo.