Saiba quais são os principais conceitos e aplicações em energia solar fotovoltaica
1. Conceitos
O Sol, a estrela central do sistema solar, é também sua principal fonte de energia, a qual é gerada por meio de fusão nuclear (dois prótons se fundem em uma partícula alfa, liberando dois pósitrons, dois neutrinos e energia), processo no qual o hidrogênio é convertido em hélio, liberando energia radiante.
A energia solar que chega à Terra pode ser aproveitada diretamente sob a forma de luz e calor, além disso, no processo de fotossíntese, as plantas a utilizam na de transformação de dióxido de carbono em carboidratos, possibilitando a constituição de biomassa. A energia solar pode ser convertida em energia elétrica por sistemas termossolares ou por células fotovoltaicas. No primeiro caso, a radiação solar é absorvida e transformada em calor, o qual é utilizado para aquecer um fluido que acionará uma turbina que, através de um gerador, transformará a energia cinética em energia elétrica. No caso do efeito fotovoltaico, a eletricidade é gerada quando há exposição de um material semicondutor dopado, geralmente silício, à radiação eletromagnética.
O silício (Si), elemento de número atômico 14, possui quatro elétrons em sua camada de valência, desta forma ao interagirem com átomos cujas camadas mais externas tenham três ou cinco elétrons (boro e fósforo, geralmente), haverá um elétron em excesso ou em falta para que a estabilidade eletrônica seja obtida e este processo de agregar “impurezas” a elementos semicondutores, denominado dopagem, possibilita o efeito fotovoltaico.
2. Aplicações
As primeiras aplicações da tecnologia ocorreram no final da década de 50 e início da década de 60 em aplicações espaciais e satélites. Posteriormente, surgiram aplicações no setor de telecomunicações na década de 70 e, finalmente, na década de 80 a energia solar fotovoltaica começa a se tornar interessante, devido ao decaimento do preço, para fornecer energia elétrica para usuários distantes da infraestrutura convencional de eletricidade (redes elétricas). Assim, na década de 90 os sistemas fotovoltaicos se consolidam como tecnologia economicamente viável para fornecer energia em sistemas isolados (PERLIN, 1999). Nota-se que a alternativa para fornecer energia elétrica utilizando sistemas fotovoltaicos em sistemas isolados é interessante devido aos altos custos incorridos na construção de infraestrutura elétrica até locais distantes e, na maioria das vezes lugares com baixa densidade de carga.
Na década de 90, os sistemas fotovoltaicos eram aplicados, na maioria, em sistemas isolados e, a partir da década seguinte, os sistemas passaram a ser, predominantemente, conectados à rede elétrica.
Os sistemas conectados à rede podem ser divididos em sistemas de geração centralizada ou sistemas de geração distribuída. No primeiro caso, a oferta de energia é caracterizada por usinas de grande porte distantes dos centros de carga e, na geração distribuída a oferta se dá por meio de usinas de menor porte próximas aos centros de consumo, como residências e empresas de pequeno e médio porte.
No caso da geração centralizada há a vantagem de economia de escala, que pode aumentar a competitividade deste tipo de sistema frente aos sistemas de menor porte, em contrapartida, há a necessidade de grandes linhas de transmissão para o transporte de energia, além da aquisição do terreno para a construção da usina.
A geração distribuída não tem a mesma vantagem de escala de custos, por outro lado tem a vantagem da geração estar perto do consumo, diminuindo perdas técnicas nos sistemas e, além disso, este tipo de geração pode ser instalado nos próprios telhados de edificações, dispensando custos associados à aquisição ou arrendamento de terrenos.
3. Dúvidas
Para saber mais à respeito, acesse em nosso blog as dúvidas mais frequentes sobre energia solar fotovoltaica, e também nossa página como funciona a energia solar fotovoltaica.
