Energia Solar

Energia Solar

Como Funciona Energia Solar?

A energia solar é uma energia alternativa, renovável e sustentável, que funciona utilizando o sol como fonte de energia e pode ser aproveitada e utilizada por diferentes tecnologias, como: aquecimento solar, energia solar fotovoltaica e energia heliotérmica.

O conceito de Energia Solar é associado à energia fotovoltaica, que é a geração de energia elétrica usando a luz do sol como fonte de energia. Após a luz do sol ser captada por painéis solares, ocorre a transformação da corrente elétrica para utilização em residências, comércios e indústrias.

Existem 3 tipos de energia solar:

A energia solar fotovoltaica, a energia solar térmica e a energia heliotérmica. Cada uma atua de uma forma diferente.

Iremos ver as diferentes formas:

Energia Solar Fotovoltaica

Como Funciona o Painel Solar Fotovoltaico (Placas Fotovoltaicas)?

Todos nós sabemos que a luz do sol atinge o painel fotovoltaico solar e de alguma forma ele gera energia elétrica.

Qual é a explicação cientifica por trás deste efeito fotovoltaico?

O painel solar (placa solar fotovoltaica) é o equipamento essencial para se gerar energia fotovoltaica. Ele é composto por células fotovoltaicas fabricadas a partir de materiais semicondutores, como o silício, que, ao absorverem a luz do sol, geram energia elétrica pelo efeito fotovoltaico.

A geração de corrente elétrica pelos painéis solares ocorre quando os fótons (partículas de luz solar) colidem com os átomos do material do painel solar, provocando assim o deslocamento dos elétrons. Este fluxo de elétrons cria uma corrente elétrica, ou o que nós chamamos de Energia Solar Fotovoltaica.

Efeito Fotovoltaico- o processo que gera eletricidade 

As partículas de luz que viajam do Sol à Terra a cada dia, são chamadas de fótons. Os fótons levam cerca de 8 minutos e 20 segundos para percorrer a trajetória do Sol até a Terra.

Abaixo, uma explicação básica do que acontece quando os fótons atingem as células solares:

• 1) Quando os fótons atingem as células fotovoltaicas, eles fazem com que alguns dos elétrons que circundam os átomos se desprendam.

• 2) Esses elétrons livres vão migrar, através da corrente elétrica, para a parte da célula de silício que está com ausência de elétrons.

• 3) Durante o dia todo, os elétrons irão fluir em uma direção constante, deixando os átomos e preenchendo lacunas em átomos diferentes.

• 4) Este fluxo de elétrons cria uma corrente elétrica, ou o que nós chamamos de Energia Solar Fotovoltaica.

  
  

Imagens exemplificando:

Existem 3 formas de funcionamento de um sistema de energia solar fotovoltaico, que varia pelo tipo de sistema instalado:

• 1) Sistema de energia solar conectado à rede (on-grid);

• 2) Sistema fotovoltaico isolado ou autônomo (off-grid);

• 3) Sistema de energia solar híbrido.

Podemos diferenciar o funcionamento de sistemas fotovoltaicos a partir do seu modo de operação, já que o sistema on-grid atua com a inserção de energia diretamente na rede elétrica, enquanto o sistema off-grid funciona por meio de baterias que armazenam eletricidade. Já o sistema híbrido tem sua operação de modo simultâneo, entre on-grid e off-grid, fazendo com que seu trabalho ocorra conectado à rede, enquanto o banco de baterias está carregando, e vice-versa.

A grande maioria dos sistemas instalados no Brasil são do tipo On-Grid, em razão da regulamentação vigente no país que torna este tipo de sistema mais viável economicamente.

(Isso acontece porque o sistema solar on-grid possui o diferencial de dispensar a utilização de baterias e controladores de carga, tornando-o 30% mais barato e eficiente em relação ao off-grid).

Esta energia então é enviada ao inversor solar fotovoltaico, equipamento do sistema que converte esta energia para as características nas quais ela é consumida por nossos equipamentos elétricos. Ou seja, é o aparelho responsável por transformar a corrente contínua, gerada pelas placas solares, em corrente alternada, para que possa ser utilizada pelos aparelhos elétricos.

Sistema Híbrido

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 de 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 deles para então ser utilizado como fonte de calor.

Energia Solar Heliotérmica

Os sistemas termossolares produzem inicialmente calor, através de um sistema de espelhos (ou concentradores) que concentram a radiação solar, e só então transformam este calor em energia elétrica. Não deixam de ser 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.

Esse sistema de espelhos refletem a luz solar em determinado ponto com o objetivo de aquecer um líquido e utilizar o vapor para a movimentação de turbinas para geração de eletricidade.

Também pode ser assim:

Exercícios

Multiple Choice

Questão 01

A geração de eletricidade a partir da luz do sol pode ser obtida de forma direta ou indireta, cujas tecnologias são, respectivamente,

• a) aparelhos radioativos e sensores isotérmicos

• b) células fotovoltaicas e aquecimento de líquidos em tubulações

• c) coletores solares e aquecimento da água

• d) geradores térmicos e correntes de ar quente

• e) sensores de calor e leitura de raios infravermelhos

Multiple Choice

Questão 02

A energia solar apresenta muitos fatores positivos, como o fato de ser renovável, ocupar espaços reduzidos em comparação a outras fontes e não emitir poluentes na atmosfera.

No entanto, ela apresenta algumas desvantagens, destacando-se a:

• a) a baixa necessidade nas regiões de maior insolação.

• b) os elevados custos das instalações.

• c) a inacessibilidade em lugares remotos.

• d) a frequente necessidade de manutenção.

• e) os efeitos sobre as temperaturas da Terra.

Multiple Choice

Questão 03

O sistema off-grid, por não ser ligado à rede elétrica, é muito mais vantajoso e econômico, devido à utilização de baterias. O único motivo pelo qual as pessoas não utilizam dele, é que é mais caro que o on-grid.

• Certo

• Errado

Considerações Finais

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