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12 COISAS QUE VOCÊ DEVE SABER SOBRE ENERGIA SOLAR

O sol é uma fonte inesgotável de energia limpa. As vantagens da energia solar são inúmeras, sendo a principal e mais conhecida, o fato de podermos converter a luz solar em eletricidade e calor, de modo que, a longo prazo, não precisaremos mais usar combustíveis fósseis e assim alcançar nossas metas climáticas. Mas o que é energia solar e exatamente como funciona? Vamos lhe dar as respostas nesta postagem.

1. O QUE É ENERGIA SOLAR?

Podemos dizer que energia solar é um termo um tanto genérico para algumas tecnologias muito diferentes que convertem a energia da luz do sol em outras formas de energia mais utilizáveis. A Energia Solar converte a luz solar diretamente, ou seja, sem a intervenção do calor, em eletricidade e é exatamente esta possibilidade que é a forma mais explorada do potencial energético do sol.

2. COMO FUNCIONA A ENERGIA SOLAR?

O funcionamento da energia solar é basicamente o mesmo para todas as formas de conversão da luz em eletricidade: As células absorvem a luz e convertem essa luz, através de um processo fotoelétrico, em energia elétrica.

Como a luz é transformada em eletricidade? Para tornar isso possível, a maioria das células solares consiste em duas camadas finas do chamado material semicondutor. Uma espécie de filtro de carga surge espontaneamente na interface dessas camadas. Quando absorvidas, as partículas de luz causam o movimento de elétrons carregados negativamente e seus ‘opostos’ carregados positivamente no material semicondutor.

Na interface, os dois são separados um do outro pelo filtro, causando um acúmulo de carga negativa de um lado e carga positiva do outro e uma tensão elétrica é criada entre as camadas. Quando as duas camadas estão conectadas externamente uma à outra, uma corrente elétrica pode fluir e a energia pode ser fornecida, assim como uma bateria.

3. EM QUE CONSISTE UM PAINEL SOLAR?

A unidade básica de um painel solar é a célula solar que pode ser feita de diferentes materiais, ter diferentes designs e ser flexível. As células solares individuais não são adequadas para a maioria dos usos práticos e, portanto, são eletricamente interconectadas e embaladas. Chamamos essas células solares compactadas de painel solar. Os painéis, por sua vez, são interligados eletricamente para construir um sistema.

4. QUAL É A EFICIÊNCIA DE UMA CÉLULA SOLAR?

A eficiência de uma célula solar é a razão entre a energia elétrica que a célula solar fornece e a energia na forma de luz que incide sobre a mesma. A eficiência é geralmente expressa em porcentagem. Uma célula solar feita de um material idealmente escolhido tem uma eficiência máxima de aproximadamente 30%, sob luz solar normal, ou seja, não concentrada.

5. DE QUE SÃO FEITAS AS CÉLULAS SOLARES?

As células solares podem ser feitas de praticamente todos os tipos de materiais semicondutores. Cada um com vantagens e desvantagens específicas. Os painéis solares comercialmente disponíveis são feitos de silício, cerca de 95% do mercado mundial.

6. O QUE SÃO PEROVSKITAS?

As perovskitas são uma nova família de materiais que causaram grande entusiasmo no mundo da energia solar. É o campo de pesquisa que mais cresce. As perovskitas são usadas na geração de energia solar, mas isso por si só não é novidade, mas suas propriedades são muito especiais e proporcionam ainda mais benefícios da energia solar. Elas podem ser depositadas em plástico, metal ou vidro usando processos rápidos e principalmente baratos e em pouco tempo as células de perovskita alcançaram um rendimento de mais de 25% em laboratório.

Além dos painéis, as perovskitas também são adequadas para a fabricação de painéis parcialmente translúcidos (semitransparentes), o que abre novas aplicações, como fabricação de vidros para janelas. Os painéis solares à base de perovskita ainda não estão à venda, mas espera-se que entrem no mercado durante esta década, provavelmente primeiro para aplicações que são difíceis ou impossíveis de atender com as tecnologias existentes.

7. O QUE É CALOR SOLAR?

Os painéis solares são diferentes dos coletores solares, que convertem a luz solar em calor e não em eletricidade. Os coletores solares são, portanto, usados ​​em sistemas solares térmicos, como aquecedores solares de água. Alguns sistemas podem produzir eletricidade e calor. Costumamos falar, neste caso, em um sistema híbrido. A vantagem de gerar energia solar com esses sistemas é que eles fazem uso eficiente das superfícies disponíveis e, em princípio, podem atingir uma eficiência combinada muito alta.

8. COMO PODEMOS ARMAZENAR ENERGIA SOLAR?

“Armazenamento” refere-se a tecnologias que podem capturar eletricidade, armazená-la como outra forma de energia (química, térmica, mecânica) e liberá-la para uso quando necessário. Embora o uso do armazenamento de energia nunca seja 100% eficiente – alguma energia é sempre perdida na conversão e recuperação de energia – o armazenamento permite o uso flexível da energia em momentos diferentes de quando foi gerada. Assim, o armazenamento pode aumentar a eficiência e a resiliência do sistema e pode melhorar a qualidade da energia combinando oferta e demanda.

As instalações de armazenamento diferem tanto na capacidade de armazenar energia, quanto na capacidade de liberar energia. Diferentes capacidades de armazenamento de energia podem ser usadas para gerenciar diferentes tarefas. O armazenamento de curto prazo que dura apenas alguns minutos garantirá que uma usina solar funcione sem problemas durante as flutuações de produção devido à passagem de nuvens, enquanto o armazenamento de longo prazo pode ajudar a fornecer suprimento durante dias ou semanas quando a produção de energia solar é baixa ou durante um grande evento climático, por exemplo. 

9. QUAIS SÃO OS MAIORES DESAFIOS DA ENERGIA SOLAR EM USINAS FLUTUANTES?

A instalação de painéis solares em superfícies líquidas é um grande desafio tecnológico, econômico e ambiental. Tecnológico, porque os sistemas têm que suportar fortes tempestades e às vezes ondas muito altas, porque a água salgada é especialmente corrosiva. Econômico, porque os sistemas devem ser capazes de suportar condições às vezes extremas e ainda serem baratos o suficiente para contribuir para a transição energética e ambiental porque de alguma forma podem prejudicar a vida aquática da área coberta pelos módulos fotovoltaicos.

10. QUAIS SÃO OS DESAFIOS DE INSTALAR PAINÉIS EM AMBIENTES URBANOS?

Os desafios específicos para a energia solar em edifícios, por exemplo, são em primeiro lugar, a capacidade de suporte limitada de muitos telhados que já existem e não foram projetados para receber módulos fotovoltaicos e, em segundo lugar, os aspectos estéticos, arquitetônicos e construtivos da aplicação da energia solar nos edifícios. Para fabricar produtos personalizados em larga escala e de forma acessível, pesquisadores estão desenvolvendo um método de produção para fabricar laminados solares em praticamente qualquer forma e tamanho desejados, para que possam ser processados ​​em todos os tipos de materiais e objetos.

11. OS PAINÉIS SOLARES PODEM SER RECICLADOS?

A energia solar é renovável por si só, mas não automaticamente totalmente sustentável e reciclável. É verdade que a maior parte dos painéis solares e outros componentes e materiais já estão sendo reaproveitados, mas nem tudo ainda. Pesquisas exaustivas estão em andamento para que os componentes de sistemas solares se tornem reaproveitados fazendo com que a energia solar possa ser cada vez mais benéfica ao meio ambiente.

12. COMO COMEÇOU A HISTÓRIA DA ENERGIA SOLAR?

Embora o efeito fotovoltaico subjacente à operação das células solares tenha sido descoberto em 1839, demorou até a década de 1950 para que as células solares comerciais para aplicações de energia pudessem ser produzidas. A invenção tornou possível fazer células solares relativamente eficientes com um processo útil.

Em 1958 foi lançado o primeiro satélite com células solares de silício: o Vanguard I. As células solares de silício rapidamente se tornaram mais eficientes e se juntaram a células solares feitas de outros materiais, especialmente a partir da década de 1970.