Sobre Energia Solar Fotovoltaica

Energias Renováveis ou Energias Alternativas

Energia renovável ou energia alternativa é aquela gerada através de fontes renováveis e que, portanto, não gera impacto no meio ambiente, seja através do esgotamento de recursos ou pela emissão de CO₂ na atmosfera.

As principais fontes alternativas de energia são: Solar, Eólica, Hidráulica, Biomassa, e Maremotriz.

A Biomassa, apesar de emitir CO₂ na queima para gerar energia, recupera esse CO₂ através da fotossíntese enquanto se desenvolve, compensando o meio ambiente. Essa energia pode ser gerada por meio de sobras ou resíduos de matéria orgânica da atividade humana ou ainda biomassa produzida exclusivamente para esse fim.

A energia hidráulica, nos grandes projetos, causa uma série de impactos pela área alagada e pelas consequentes alterações no meio ambiente do entorno da barragem, além do grande impacto social, quando cidades inteiras têm que ser mudadas de lugar e pelos impactos ambientais que quase sempre são irreversíveis e, muitas vezes, pode ser mais prejudicial do que os benefícios gerados. As Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) não ocasionam grandes alagamentos, preservando o meio ambiente.

A energia solar é uma fonte de energia abundante, renovável, limpa e gratuita e pode ser utilizada de diversas maneiras. A forma mais simples de aproveitar essa energia é através de soluções de arquitetura que privilegiem a iluminação solar ou o controle natural da temperatura. Há também a possibilidade de se utilizar de sistemas de captação da energia solar para depois utilizá-la. Hoje existem três tipos principais sistema de energia solar: Sistema Solar Térmico, Sistema Solar Fotovoltaico e Sistema Heliotérmico.

Energia Solar Térmica: Nestes sistemas, a energia é captada através de painéis solares térmicos, também chamados de coletores solares. São os sistemas mais simples, econômicos e conhecidos para se aproveitar o sol, sendo utilizados em casas, hotéis e empresas para o aquecimento de água para chuveiros ou piscinas, aquecimentos de ambientes ou até em processos industriais. Os painéis são simples e têm a função de transferir o calor da radiação solar para a água ou óleo que passa por dentro dos coletores para então ser utilizado como fonte de calor.

Energia Solar Fotovoltaica: Nestes sistemas são capazes de gerar energia elétrica através das chamadas células fotovoltaicas. As células fotovoltaicas são geralmente montadas em módulos ou painéis solares fotovoltaicos e são capazes de transformar a radiação solar diretamente em energia elétrica através do chamado “efeito fotovoltaico” (criação de tensão elétrica ou de corrente elétrica correspondente num material, após sua exposição à luz), presente em alguns materiais, sendo o mais utilizado o silício.

Energia Solar Heliotérmica ou Energia Solar Térmica Concentrada: Os sistemas heliotérmicos produzem inicialmente calor, através de um sistema de espelhos que concentram a radiação solar, e só então transformam este calor em energia elétrica. É um tipo de energia solar térmica, porém o seu propósito final é gerar energia elétrica. Este é o tipo menos difundido de energia solar devido ao alto custo e complexidade.

Comparando os três sistemas, a energia solar térmica é a mais eficiente e econômica, sendo, porém, utilizada apenas para aquecimento. A energia solar fotovoltaica tem inúmeras aplicações e é bastante confiável, sendo utilizada até em satélites. Finalmente, a energia solar concentrada que tem restrições devido ao alto custo, é mais adequada para grandes instalações. Por outro lado, ela une vantagens da energia solar térmica, por possibilitar a armazenagem do calor, enquanto também apresenta a versatilidade da energia elétrica.

Energia solar fotovoltaica

Os sistemas fotovoltaicos são capazes de gerar energia elétrica através das chamadas células fotovoltaicas. As células fotovoltaicas são feitas de materiais capazes de transformar a radiação solar diretamente em energia elétrica através do chamado “efeito fotovoltaico”. Hoje, o material mais difundido para este uso é o silício.

O efeito fotovoltaico acontece quando a luz solar incide sobre uma célula fotovoltaica. Nesse momento, os elétrons do material semicondutor se movimentam, gerando eletricidade.

Além dos painéis fotovoltaicos, existem também filmes flexíveis, que têm as mesmas características que as células fotovoltaicas, permitindo a montagem das células em vidro. As células são montadas de diferentes formas para adequar ao uso, maximizando a eficiência e se adequando às possibilidades ou necessidades arquitetônicas.

Quanto aos sistemas fotovoltaicos, estes podem ser divididos em dois grupos: Sistemas Isolados (Off-Grid) e Sistemas Conectados à Rede (Grid-Tie).

Os sistemas isolados são aqueles que não são conectados a rede elétrica e, geralmente, são utilizados em locais remotos ou onde o custo de acesso a rede é maior que o custo do próprio sistema. Normalmente estes sistemas utilizam bateria para armazenar a energia.

Os sistemas conectados à rede servem como qualquer outra forma de geração de energia que utilizamos a partir da rede elétrica e são utilizados como substitutos destas outras fontes de energia. Neste caso não há necessidade de armazenamento.

Sistemas de Energia Solar Fotovoltaica e seus Componentes

Um sistema de energia solar fotovoltaico, também chamado de sistema fotovoltaico, são sistemas capazes de gerar energia elétrica através da luz solar.

Existem dois tipos básicos de sistemas: Sistemas Isolados (Off-Grid) e Sistemas Conectados à Rede   (Grid-Tie).

Os Sistemas Isolados são utilizados em locais remotos ou onde o custo de se conectar a rede elétrica é elevado. São utilizados em casas de campo, iluminação pública, telefones de emergência, telecomunicações, bombeamento de água, etc.

Os Sistemas Conectados à rede substituem ou complementam a energia elétrica convencional disponível na rede elétrica.

Um sistema fotovoltaico possui quatro componentes básicos:

• Painéis Solares: São responsáveis por transformar energia solar em eletricidade. Podem ter um ou mais painéis que são dimensionados de acordo com a energia necessária.

• Inversores: São os responsáveis por transformar a corrente contínua (CC) das baterias, no caso de sistema Off-Grid em corrente alternada (CA) para alimentação dos equipamentos (110 V ou 220 V). No caso de sistemas Grid-Tie, também é responsável pela sincronia com a rede elétrica.

• Controladores de Carga: Funcionam como sistema de controle da carga das baterias, evitando sobrecargas ou descargas exageradas na bateria, aumentando sua vida útil e desempenho. Só é necessário em sistemas    Off-Grid.

• Baterias: Também utilizadas apenas em sistemas Off-Grid, armazenam a energia elétrica para que o sistema possa ser utilizado quando não houver sol.

Enquanto um sistema isolado necessita de baterias e controladores de carga, sistemas solares conectados à rede funcionam somente com painéis fotovoltaicos e inversores conectados à rede funcionam com retificadores e inversores, já que não precisam armazenar energia.

Painel Solar Fotovoltaico