Você sabe o que são painéis solares , como funcionam e como usá-los? Vamos lançar alguma luz sobre essa tecnologia limpa para produzir eletricidade sem poluir.
O que são painéis solares
São painéis projetados para recuperar energia da radiação solar e transformá-la em calor ou eletricidade.
Painel solar térmico . Quando serve para transformar os raios do sol em calor, aquece um fluido. É utilizado, por exemplo, para aquecer a água de uma casa ou de um sistema de aquecimento .
Painel solar fotovoltaico. Quando converte diretamente a luz solar em energia elétrica, usando células fotovoltaicas parcialmente compostas por materiais semicondutores. É usado, por exemplo, para produzir energia a ser consumida em uma casa.
Existem também painéis híbridos que acoplam a energia solar térmica à solar fotovoltaica.
A eficiência dos painéis depende fortemente dos materiais de que são feitos: chega a mais de 25% se forem de silício monocristalino, contra 7% para os painéis de pontos quânticos.
Como um painel fotovoltaico é feito
É um módulo plano constituído por uma série de células fotovoltaicas , que são o verdadeiro dispositivo elétrico que converte a energia da luz diretamente em eletricidade através do efeito fotovoltaico.
Quando a luz solar atinge as células, devido às diferenças nas cargas, é gerada uma reação física que pode criar um campo elétrico de corrente contínua.
As células são formadas por duas ou mais camadas de material semicondutor, uma positivamente 'dopada' (silício tipo P) com a inserção de átomos de boro e a outra negativamente 'dopada' (silício tipo N) com pequenas quantidades de fósforo. Colocando as duas camadas em contato, uma junção PN é obtida.
Quando um elétron se move de um cristal para outro, um 'buraco' pode se formar e se comporta como uma carga positiva.
O elétron e o 'buraco' escapam de cada lado dessa junção PN (os elétrons vão em direção a N e os buracos em direção a P), criando uma diferença de potencial (medida em volts). Portanto, a célula fotovoltaica produz corrente contínua .
Definição de célula fotovoltaica
É um dispositivo que transforma a energia da luz em energia elétrica . Ele usa o princípio do efeito fotoelétrico, pelo qual um fóton incidente (luz) pode separar um elétron de um átomo.
Os diferentes tipos de semicondutores usados
Existem diferentes tipos de células fotovoltaicas e processos de produção de eletricidade, mas o silício continua sendo o material semicondutor mais usado. Seu desempenho é medido com base na eficiência , que é a porcentagem de energia da luz efetivamente convertida em energia elétrica .
Nos painéis atualmente existentes no mercado, os semicondutores utilizados, do menos caro ao mais caro, são:
- silício amorfo (eficiência 8%)
- silício policristalino (16-18%)
- silício policristalino (19-21%)
O uso de painéis solares
Hoje são usados principalmente para fornecer energia a satélites, para uso doméstico ou industrial, para pequenos aparelhos de uso diário, para usinas solares e para alguns meios de transporte. Os principais projetos de uso no futuro dizem respeito principalmente ao transporte e grandes usinas solares, onde o sol é abundante.
Na vida cotidiana
Os satélites requerem energia e não podem ser conectados ao cabo da Terra, portanto, eles precisam de sua própria fonte de energia para serem autossuficientes. A solução é alimentá-los com painéis solares, visto que beneficiam de uma boa exposição solar. Além disso, uma vez em órbita, eles têm um baixo consumo de energia.
Para uso doméstico, são instalados painéis nas coberturas das casas para a produção privada de energia. Embora o custo de instalação pareça alto, essa fonte renovável se torna lucrativa no longo prazo, gerando economias substanciais.
Alguns objetos da vida cotidiana são elétricos , portanto, com a montagem de pequenos painéis, por exemplo, lâmpadas de rua, eles se tornam autossuficientes.
Os painéis são usados para grandes usinas de energia solar, que fornecem uma fonte de energia limpa para centenas de milhares de residências.
No transporte
O uso de energia fotovoltaica no transporte ainda é raro, existem apenas protótipos de aviões, barcos e trens que utilizam energia fotovoltaica.
O carro solar está sendo estudado e está sendo feito um trabalho na aerodinâmica do carro, sua capacidade de capturar energia do sol, armazená-la usando baterias e usá-la de forma eficiente para alimentar seu motor.
Também estão sendo testados barcos solares , equipados com painéis fotovoltaicos dobráveis, como uma vela, e feitos de materiais muito leves, com aerodinâmica altamente desenvolvida. Já existem alguns protótipos de catamarãs combinando energia eólica e solar, armazenados em várias baterias.
Alguns aviões já conseguiram voar usando apenas energia solar, por exemplo, Solar Impulse, mas sempre viajaram vazios, sem transportar pessoas nem mercadorias. No entanto, os pesquisadores ainda estão trabalhando para melhorar esses aviões e torná-los um meio comum de propulsão um dia.
No futuro
Os projetos de aproveitamento de energia fotovoltaica visam reduzir custos de produção para facilitar a compra de painéis. Novos materiais também estão sendo estudados para melhorar o rendimento e o desempenho.
Está também a ser estudada a utilização de painéis fotovoltaicos no domínio das infra-estruturas, por exemplo parques de estacionamento equipados com abrigos que montam painéis fotovoltaicos que produzem energia eléctrica para a sua gestão.
Os painéis solares são uma verdadeira revolução
Se tivéssemos que fazer uma analogia, os painéis solares são para o século 21 o que o carro foi para o século 20.
Os carros revolucionaram completamente a qualidade de nossas vidas , facilitando as viagens de longa distância, mudando orçamentos familiares e facilitando não só o relacionamento entre as pessoas, mas também o mundo dos negócios.
No entanto, a introdução de automóveis trouxe consigo um grande problema, o da poluição dos gases de escape e da poluição sonora , dada a quantidade desproporcional de carros que circulam nas nossas estradas.
Até os painéis solares estão iniciando um lento processo transformador da sociedade, promovendo a filosofia de energia limpa e sensibilizando a população para questões importantes como o aquecimento global.
Como em todo lançamento de produtos inovadores, inicialmente os custos são sempre bastante elevados, de forma que apenas alguns segmentos da população podem se aproximar da compra. Felizmente, ao longo dos anos a maior difusão no mercado permitiu uma queda acentuada dos preços, permitindo que um maior número de pessoas se convertesse no mercado de fontes renováveis e também passasse a economizar na conta de luz.
Os custos iniciais com a instalação são de facto reduzidos ao longo do tempo: os especialistas afirmam que dentro de alguns anos é possível amortizar os custos considerando também a possibilidade de revender o excedente de energia produzida .
Ainda estamos longe dos números de outros países onde é a mesma política de Estado que incentiva a transição para as energias renováveis, mas algo está começando a se mover também na Itália.
A energia solar é limpa, segura, mas acima de tudo gratuita , começar a explorá-la adequadamente agora se tornou uma necessidade se quisermos salvaguardar nosso planeta.
Outras ideias
Se você quiser saber mais, leia também:
- Painéis solares com mais capacidade graças ao novo material de cravo
- Na Índia, canais cobertos por painéis solares
- Os painéis solares transparentes chegam
- IKEA é lançado no mercado de painéis solares para uso doméstico