Glauco Diniz Duarte Bh – celula fotovoltaica como funciona
Foto significa luz, e voltaica tem significado relativo a eletricidade. Como o nome sugere, painéis fotovoltaicos convertem a luz diretamente em energia elétrica.
Então, como eles funcionam? Quanta luz solar eles precisam?
O efeito fotoelétrico
Os painéis solares fotovoltaicos produzem sua eletricidade usando algo chamado efeito fotoelétrico. O efeito fotoelétrico foi notado pela primeira vez em 1839 por um físico francês chamado Edmund Bequerel. Ele descobriu que certos materiais produziriam uma corrente elétrica pequena quando você os expor à luz.
Este é o princípio usado pelos painéis solares fotovoltaicos. As primeiras aplicações práticas de painéis solares fotovoltaicos foram em embarcações espaciais na década de 1960. Com o passar do tempo, a tecnologia melhorou e os painéis tornaram-se menores e mais baratos. Hoje painéis solares são acessíveis e eficientes o suficiente para uso doméstico.
Junção PN
Digamos simplesmente que uma célula solar funciona assim: Dentro de uma célula solar você tem duas camadas finas de cristal de silício, colocadas uma sobre a outra para fazer uma espécie de sanduíche de silício.
A camada superior foi especialmente tratada de modo que seus átomos são instáveis - eles têm uns elétrons demais que eles realmente gostaria de se livrar. Esse material é chamado de tipo “N”.
A camada inferior também foi tratada, mas desta vez os átomos têm alguns espaços vazios que precisariam de uns elétron para preenchê-los. Esse material é chamado de tipo “P”.
Assim, a camada superior está desesperada para perder alguns elétrons, a camada inferior está desesperada para ganhar alguns elétrons, o que faz com que os elétrons estejam ansiosos para se moverem da camada superior para a parte inferior, promovendo corrente elétrica.
Esta configuração tem tudo a favor para que a eletricidade comece a ser produzida. Há apenas um problema: os elétrons dentro do cristal de silício ainda não conseguem se mover livremente – não até que o painel solar seja exposto à luz.O que acontece no interior de uma célula fotovoltaica, quando exposta a luz?
À medida que os fótons de luz atingem a camada superior, ele permite que os elétrons fluam da camada superior para a parte inferior, criando uma corrente elétrica, ou seja, convertendo a energia da luz solar em energia elétrica.
Quando a luz solar atinge a camada de silício superior, ele “excita” os elétrons e dá-lhes energia suficiente para se mover. Os elétrons começam a fluir da camada superior para a camada inferior. E, como sabemos, quando um grupo de elétrons começa a se mover na mesma direção, temos eletricidade. Coloque dois contatos de metal em ambos os lados do sanduíche de silício e temos eletricidade movendo-se através de um circuito.
Há uma última peça do quebra-cabeça, antes que a eletricidade possa ser utilizada. A eletricidade gerada por células solares fotovoltaicas é CC (corrente contínua). A eletricidade usada em sua casa é CA (corrente alternada). Assim, a corrente do sistema de painéis solares tem que passar por um inversor, para convertê-la de CC para CA antes que possa ser conectado na rede elétrica da sua casa e então usado pelos seus eletrodomésticos, aparelhos eletrônicos, chuveiro, geladeira, etc.
Além disso, a energia gerada em excesso durante os períodos de sol é enviada a rede elétrica pública da concessionária de energia (por exemplo a Eletropaulo, CPFL, Energisa, Elektro), onde é contabilizada na forma de bônus solar.
O seu saldo de bônus será utilizado nos períodos de pouco sol, ou mesmo nos períodos sem sol ou durante a noite.
Os painéis solares realmente funcionam?
Os painéis solares aproveitam energia limpa de uma fonte praticamente ilimitada, o sol.
Ótimo, se você vive em Fortaleza! Mas há sol suficiente em São Paulo, que tem muitos períodos nublados, para fazer valer a pena investir em um sistema de painéis solares? A resposta curta é sim.
A boa notícia é que, apesar do clima imprevisível, os painéis solares trabalham mesmo que o sol apareça de forma intermitente. Como seria de se esperar, eles produzem mais energia em um dia ensolarado, mas eles ainda produzirão alguma energia em um dia nublado – quanto mais luz houver, mais eles produzem.E lembre-se, painéis solares fotovoltaicos usam luz para produzir eletricidade, não calor.
Ranking Mundial da Energia Solar Fotovoltaica
Países da Europa, China, Japão e Estados Unidos lideram a quantidade total de energia solar fotovoltaica instalada no mundo.
Destaque para a China que saiu praticamente do zero em 2010 e deve passar ao primeiro lugar muito em breve.
O Japão também cresceu muito em energia solar, principalmente depois do acidente de Fukushima, com incentivo forte do governo para diminuir a dependência de Energia Nuclear.
A Alemanha está na vanguarda no uso de energia solar fotovoltaica, investindo pesado a mais de 30 anos, de forma a diminuir a dependência do gás natural proveniente da Russia.Enquanto isso, o Brasil apenas “engatinha” quando o assunto é energia solar, ocupando as últimas posições no ranking mundial de fotovoltaicos.
O local com o pior indice de insolação no Brasil, ainda é 20x (vinte vezes) melhor do que o local com o melhor indice de insolação na Alemanha.
Se tem uma coisa que não falta no Brasil, é o Sol!
Mas mesmo com mais de 90 milhões de consumidores de energia elétrica no país e portanto potenciais consumidores de energia solar fotovoltaica, ainda temos uma quantidade insignificante de sistemas fotovoltaicos instalados.
Diferenças entre Energia Solar e Aquecimento Solar
A verdade é que muita gente desconhece o que é de fato a Energia Solar Fotovoltaica, que consiste em geração de energia elétrica através da luz do sol.
Muita gente no Brasil ainda confunde com aquecimento solar, que também utiliza sistemas instalados em telhados, mas serve apenas para aquecer água, não apresentando nenhuma relação com os sistemas de energia solar fotovoltaica.
