O que é energia solar?

A energia solar é, por definição, a energia eletromagnética oriunda da radiação solar. Entre as diversas aplicações práticas da energia solar está a geração de energia elétrica e o aquecimento solar da água.

A energia solar é utilizada para a produção de energia elétrica em dois sistemas distintos. O primeiro é o heliotérmico, no qual a irradiação é transformada em energia térmica e, em seguida, em elétrica.

Já no sistema fotovoltaico, a irradiação do sol é convertida diretamente em energia elétrica. A seguir, explicaremos com mais detalhes o que é a energia solar e falaremos sobre a tecnologia fotovoltaica. Curioso? Vem com a gente!

Qual é o potencial da energia solar?

Um dos maiores méritos da energia solar é o seu caráter renovável e infinito (sob o ponto de vista humano). Em comparação às outras fontes de energia, a energia solar possui um potencial muito superior. Veja o comparativo entre as fontes de energia renováveis e não renováveis:

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A cada dia que passa a tecnologia fotovoltaica fica conhecida na mídia e nos meios de comunicação. Além disso, os preços diminuem e a área de produção é otimizada. Em breve até as pessoas que não poderiam ter energia fotovoltaica em casa, terão — e isso é só uma questão de tempo.

Como surgiu a energia solar fotovoltaica?

O termo fotovoltaico tem sua origem no grego phos, que significa luz, e no volt, que é a unidade de força eletromotriz, oriunda no inventor da pilha, o italiano Alessandro Volta.

Desde 1849 o termo fotovoltaico é utilizado na língua inglesa.

O efeito fotovoltaico foi observado pela primeira vez em 1839, pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel. Todavia, a primeira célula solar não foi fabricada até 1883. Seu criador foi Charles Fritts, quem recobriu uma amostra de selênio semicondutor com pó de ouro, formando junções.

Esse aparelho antiquado apresentava uma eficiência menor do que 1%, porém demonstrou de maneira real que, efetivamente, criar eletricidade com luz era possível. As pesquisas realizadas no século XIX por Michael Faraday, James Clerk Maxwell, Nikola Tesla e Heinrich Hertz sobre indução eletromagnética, forças elétricas e ondas eletromagnéticas, e acima de tudo os de Albert Einstein em 1905, proporcionaram a base teórica ao efeito fotoelétrico, que é o alicerce da conversão de energia solar para eletricidade.

Como funciona a energia fotovoltaica?

A energia solar fotovoltaica é aquela na qual a irradiação solar é transformada diretamente em energia elétrica, sem passar pela fase de energia térmica (como seria no sistema heliotérmico).

 

Na tecnologia, as células de energia solar (as células fotovoltaicas) são produzidas a partir de materiais semicondutores, geralmente o silício. Quando essas células entram em contato com a luz solar, uma parcela dos elétrons contidos no material iluminado absorve as partículas de energia da luz solar (fótons).

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Em seguida, o semicondutor transporta os elétrons livres até eles serem puxados por um campo elétrico. Este campo elétrico é formado por uma diferença entre potencial elétrico dos materiais semicondutores na área de junção dos materiais.

Os elétrons livres são transportados para fora das células de energia solar e são utilizados na forma de energia elétrica. O sistema fotovoltaico não exige que a irradiação solar que incide sobre ele seja alta para funcionar (ao contrário do sistema heliotérmico).

Entretanto, a quantidade de energia produzida é maior em dias de céu aberto (devido a maior incidência de luz solar) do que em dias nublados. Isso porque a eficiência da conversão é dada pela proporção da radiação solar que incide sobre a superfície da célula.

Uma placa eficiente apresenta, em média, 25% de aproveitamento/ eficiência.

Como a funciona a energia solar heliotérmica?

Na energia solar heliotérmica os coletores captam a radiação solar e promovem à conversão em calor. Em seguida, esse calor é transferido para um fluido (óleo, água e ar, em geral).

Os coletores de energia solar heliotérmica são equipamentos que captam a radiação solar e a convertem em calor, transferindo este calor para um fluido (ar, água, ou óleo, em geral). Os coletores possuem uma superfície refletora, que direciona a radiação direta a um foco, onde está localizado um receptor. Uma vez tendo absorvido o calor, o fluido escoa pelo receptor.

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Qual é o potencial da energia solar no Brasil?

Há muitas décadas autoridades do mundo inteiro vêm indicando a necessidade de se reinventar o modelo energético poluente que dominou a geração de energia por séculos.

Além disso, com a escassez hídrica e as bandeiras tarifárias encareceram muito o valor da energia elétrica.

Nesse contexto, os investimentos e atenção do mercado começaram a se voltar para fontes alternativas de energia, com destaque para a energia solar. O objetivo principal dessa tendência mercadológica é aumentar a oferta de energia e reduzir a dependência em relação às hidrelétricas e fontes de energia poluentes.

O potencial da energia solar reside no seu caráter renovável e infinito (sob o ponto de vista humano). O Brasil, em especial, é o país que recebe o maior índice de irradiação solar do planeta. Só que, surpreendentemente, à utilização da tecnologia fotovoltaica aqui ainda está apenas começando.

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Para se ter uma ideia, a Europa já possui mais de 106GW em placas de energia fotovoltaica instaladas. Ao passo que o Brasil só começou a ver esse setor decolar nos últimos anos, tendo ainda apenas um pouco mais que 1GW instalados.

Mas isso significa que o Brasil não se interessa por esse tipo de tecnologia? Não, muito pelo contrário! Significa que quem estamos dando os primeiros passos em um dos mercados que mais crescerá nas próximas décadas. A título de exemplificação, veja o comparativo entre o nível de irradiação solar no Brasil e na Europa:

E então, gostou do nosso artigo? Quer aprender mais sobre a energia fotovoltaica e sobre o mercado solar brasileiro? Então aproveita para ler também nosso artigo sobre como funciona a energia fotovoltaica!