Sistema fotovoltaico transforma a energia solar em energia elétrica

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A transformação da energia solar em energia elétrica é obtida através da tecnologia fotovoltaica,  sistema que utiliza materiais especiais capazes de converter a luz solar em energia elétrica. A energia solar fotovoltaica tem-se desenvolvido de forma acelerada e se faz cada vez mais presente em regiões onde o acesso à rede elétrica convencional é dificultado.

Diferente dos aquecedores solares de água, comuns hoje em dia, o efeito fotovoltaico transforma a energia luminosa proveniente do Sol em eletricidade, para alimentar lâmpadas para a iluminação de ambientes, dessalinizadores de água, acionamento de motores elétricos de menores potências, muitos utilizados em sistemas para bombeamento de água para atender o consumo humano, animal e pequenos sistemas de irrigação, e diversos eletrodomésticos, como TV, computador, liquidificador, aparelho de som, refrigerador ou quaisquer outros equipamentos elétricos, relata Augusto Luis Regger Almeida Neves, professor responsável pela Aula 10 — Como Produzir Energia Elétrica a Partir do Sol, do Curso CPT de Aulas de Meio Ambiente — Ensino Médio. 

O sistema de captação e fornecimento de energia solar para a produção de energia elétrica é muito complexo e caro?

Não. O sistema de captação e fornecimento de energia solar é muito simples, não requerendo mão de obra especializada para sua montagem e manutenção. Possui também elevada durabilidade, podendo funcionar por mais de 25 anos com segurança e manutenção mínima.

Como funciona o sistema de produção de energia elétrica através do sol?

Basicamente, a transformação da radiação solar (calor e luz) em energia elétrica ocorre porque a radiação solar, incidindo em um painel, constituído de material semicondutor, causa uma diferença de potencial que, por sua vez, gera uma corrente contínua. Essa corrente elétrica poderá ser utilizada para acionar cargas, diretamente, ou poderá ser armazenada em baterias para uso posterior. A isto se dá o nome de Energia Solar Fotovoltaica.

Na prática, como funciona o sistema fotovoltaico?

O princípio de funcionamento do sistema fotovoltaico é bastante simples. A luz solar é constituída por partículas elementares, denominadas fótons, responsáveis pela energia eletromagnética dos raios solares. Ao incidir em um painel de células solares, constituídas de material semicondutor (silício), sensibiliza (excita) os elétrons livres (elétrons da camada de valência) desse material.

Dependendo da intensidade do fluxo de radiação solar, os elétrons serão sensibilizados de tal forma que aceleram o movimento e se separam da camada onde se encontravam (fotocátodo), sendo coletados por outra superfície (ânodo). Com isso, uma camada ficará com excesso de cargas positivas e a outra com excesso de cargas negativas. Isso causará uma diferença de potencial, e, se às duas superfícies forem adequadamente interligadas, surgirá uma corrente elétrica.

Em resumo, podemos dizer que o efeito fotovoltaico é o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz, gerando uma corrente elétrica. Entre os materiais mais adequados para a conversão da radiação solar em energia elétrica, os quais são usualmente chamados de células solares ou fotovoltaicas, destaca-se o silício cristalino.

Qual a importância da célula fotovoltaica?

A célula fotovoltaica é a unidade fundamental do processo de conversão. Nos últimos tempos, a tecnologia fotovoltaica teve um avanço significativo, aprimorando-se o processo de fabricação, a eficiência das células e o uso de materiais de menor peso. Atualmente, os sistemas fotovoltaicos vêm sendo utilizados em instalações remotas, possibilitando vários projetos sociais, agropastoris, de irrigação e comunicações. Entre as facilidades de um sistema fotovoltaico, pode-se citar:
— Modularidade;
— Baixos custos de manutenção; e
— Vida útil longa.

Tudo isso faz com que sejam de grande importância para instalações em lugares desprovidos da rede elétrica.

O que são semicondutores?

Semicondutores são materiais (sólidos cristalinos) que possuem condutividade elétrica intermediária entre condutores e isolantes, ou seja, em determinadas condições de temperatura podem permitir ou não a passagem de corrente elétrica. Nesse tipo de elemento, existem bandas de energia onde é permitida a presença de elétrons (banda de valência), e de outra totalmente "vazia" (banda de condução).

A quantidade de energia elétrica transformada pelo painel será proporcional às dimensões da área coletora do mesmo (quanto maior o painel maior será a energia fornecida) e à intensidade de brilho solar existente. Já a eficiência de conversão das células solares é medida pela proporção da radiação solar incidente sobre a superfície da célula em que é convertida em energia elétrica.

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Por Silvana Teixeira.