A energia solar fotovoltaica transforma a radiação solar em eletricidade. Às vezes é chamada de energia fotoelétrica.
Essa transformação ocorre nos painéis solares. Os módulos solares são constituídos por fotocélulas com materiais semicondutores que normalmente são feitos de silício.
As principais vantagens deste tipo de energia renovável são:
Não emite gases de efeito estufa e, portanto, não contribui para as mudanças climáticas.
Não necessita de combustível e se alimenta apenas da radiação solar, por isso é considerada uma energia renovável.
Seu dimensionamento é escalonável e, portanto, é fácil adicionar ou remover módulos de acordo com a demanda de energia.
A produção de energia pode ser em grande escala para consumo geral ou em pequena escala. Quando é em pequena escala, geralmente é para pequenas casas, refúgios de montanha ou locais isolados.
Atualmente, a energia solar fotovoltaica é a terceira fonte de energia renovável mais utilizada em termos de eletricidade gerada. As energias hídricas e eólicas ocupam a primeira e a segunda posições.
Como a energia solar é convertida em eletricidade?
A conversão da energia solar em eletricidade é realizada em usinas fotovoltaicas.
Para isso, são utilizados painéis fotovoltaicos ou placas fotovoltaicas que são compostos por um conjunto de células fotoelétricas (também chamadas de células fotovoltaicas). As células são feitas de um material com elétrons sensíveis à radiação solar. Quando os fótons da luz solar colidem com as células fotovoltaicas, eles fazem com que esses elétrons se movam, gerando uma corrente elétrica.
As instalações fotovoltaicas podem ser montadas no solo, no telhado, na parede ou flutuando na água. O suporte pode ser fixo ou utilizar um rastreador solar para estar sempre orientado para o Sol e aumentar seu desempenho.
Qual é a eficiência dos painéis fotovoltaicos?
Atualmente, a melhor taxa de conversão da luz solar em energia fotovoltaica está em torno de 21,5%.
Dependendo da construção, os módulos fotovoltaicos podem produzir eletricidade a partir de uma faixa específica de frequências de luz. De qualquer forma, em geral não pode cobrir toda a gama solar. Em particular, as células fotoelétricas não podem converter ultravioleta , infravermelho e luz baixa ou luz difusa em eletricidade.
Uma maneira de aumentar a eficiência dos painéis solares seria iluminando-os com luz monocromática, uma eficiência muito maior poderia ser obtida.
Portanto, outro conceito de design é dividir a luz em diferentes comprimentos de onda. Uma vez separados, direcione-os para diferentes células sintonizadas nestes intervalos. Um sistema fotovoltaico deste tipo é capaz de aumentar a eficiência elétrica em 50%.
Exemplos de usos de energia fotovoltaica
O objetivo dos sistemas fotovoltaicos é a produção de eletricidade que pode ser usada em várias aplicações. aqui estão alguns exemplos:
Geração de energia elétrica em larga escala. Existem grandes usinas de energia conectadas diretamente à rede elétrica que podem gerar centenas de megawatts. Geralmente, essas fazendas solares precisam de uma grande área de terreno.
Sistemas integrados em telhados e edifícios: Esses sistemas podem ser para autoconsumo elétrico, mas também podem ser conectados à rede pública.
Eletrificação rural. Este tipo de aplicação solar é usado em aldeias rurais onde as linhas de energia estão muito distantes da população.
Iluminação de ruas e estradas.
Sistemas independentes para alimentar pequenos dispositivos, como calculadoras, carregadores solares móveis, etc.
No transporte: alguns veículos elétricos possuem sistemas solares integrados para acionar um motor elétrico e obter força motriz.
Torres de comunicação e sinalização que utilizam aparelhos elétricos que não consomem grandes quantidades de energia elétrica e que dificultam sua conexão à rede elétrica de distribuição.
Use em espaçonaves e estações espaciais , uma vez que as fontes de energia disponíveis são escassas no espaço.
Sistemas de bombeamento de água.
Quais são os dois tipos de sistemas fotovoltaicos?
Os sistemas fotovoltaicos podem ser de dois tipos diferentes:
Sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica pública.
Sistemas fotovoltaicos isolados da rede. Este tipo de sistema é utilizado para autoconsumo e pode ser utilizado em habitações isoladas, iluminação de estradas ou outros locais remotos.
Dentro dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede, existem grandes usinas fotovoltaicas ou parques solares.
Como funciona em instalações menores? Quando a energia produzida é superior à sua necessidade, o abastecimento eléctrico do edifício é efectuado com energia própria. Nesse caso, o excedente é injetado na rede elétrica.
No caso de baixa radiação solar (por exemplo, à noite), o edifício é alimentado pela rede elétrica.
