Apresentação:  ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA:

A busca por sistemas alternativos de energia é uma constante, devido ao aumento do consumo e da dependência mundial da geração de energia através de fontes não renováveis.

A energia solar é uma das fontes alternativas que pode suprir com grandes vantagens muitas das necessidades, apesar de ainda hoje, não podermos afirmar ser esta a solução definitiva para o problema.

As características de energia limpa, pois não gera qualquer resíduo em seu processo, segura  pois não cria com o processo, meios que agridem o eco sistema ou colocam a vida em perigo; Renovável em razão da sua fonte de matéria prima ser a luz solar, autônoma uma vez que permite a utilização independente, tanto individual ou como opção coletiva, em sistemas que podem gerar energia para uma pequena lâmpada até para cidades inteiras, a destaca de qualquer outro processo como conceito de sustentabilidade existente até o momento.

O sistema solar gera energia gratuita, de forma confiável, sem necessitar de controle humano ou qualquer insumo, que não seja a luz solar.

A energia captada do Sol é devidamente acondicionada para sua utilização. É uma das tecnologias mais importantes para o desenvolvimento sustentável atualmente. Sua utilização é de altíssimo interesse para aqueles que vislumbram um mundo equilibrado, ecologicamente correto, sem agressão à natureza.

As vantagens da captação de energia através de sistemas com painéis fotovoltaicos são muitos:

1) A descentralização da geração, ficando acessível a qualquer comunidade em qualquer local, por mais remoto que seja. 

2) A facilidade e baixo custo da instalação, transmissão e uma manutenção PRATICAMENTE inexistente,

3) A longa durabilidade dos componentes, sua estabilidade e modularidade proporcionam o retorno do investimento ao usuário a partir do inicio da sua operação.

Características da Energia Solar

Os fótons:

A luz é formada por fótons, partículas de energia luminosa. Ao se chocarem com as células do painel, causam a transferência desta energia aos elétrons, que constituem os materiais da célula fotovoltaica, formando a corrente (medida em Ampère).

O campo elétrico da célula, por sua vez, cria a voltagem (medida em Volts). Com ambos (voltagem e corrente) temos a terceira grandeza: a potência que é medida em Watts.

A eletricidade gerada é polarizada, ou seja, há um pólo de contato + (positivo) e outro - (negativo) e produz a "corrente direta" ou “contínua” (CC)*, assim como é a propriedade da eletricidade em automóveis e proveniente das baterias.

Difere da energia gerada e distribuída da rede elétrica convencional, onde tal polaridade se alterna, ora sendo positiva, ora negativa. Em razão disto, no "fluxo" da corrente, esta é “alternada” (CA)*.

Para a alimentação de equipamentos construídos para CA, a energia solar deve ser alterada de corrente contínua (CC) para alternada (CA). Isso é efetuado através dos “inversores” que reproduzem o perfil "senoidal" característico da corrente elétrica convencional.

* CA OU CC podem ser escritos como AC ou DC. (terminologia inglesa).

O que é uma CÉLULA SOLAR FOTOVOLTAICA ?

A geração de energia elétrica através da luz se dá pelo uso de células fotossensíveis chamadas de células solares fotovoltáicas. As células fotovoltaicas em geral são constituídas de  materiais semicondutores, com características cristalinas e depositadas sobre sílica ou poliméricas e neste caso, aplicadas sobre filmes flexíveis.

Cada tecnologia e materiais aplicados, apresentam diferentes rendimentos de geração elétrica, seja pela capacidade das grades metálicas de coletarem elétrons e transferi-los à parte externa, ou pela sensibilidade deste ou daquele material à uma determinada freqüência de luz.

Estas células, agrupadas em módulos ou painéis, compõem os painéis solares fotovoltaicos.

Um sistema é composto pelo painel, controlador de carga, acumulador e outros acessórios.

Após a montagem dos conjuntos de células, estas recebem uma camada de material transparente para encapsular e as proteger. Materiais são aplicados para criar uma estrutura, aumentando a resistência mecânica e proteção contra intempéries.

As mudanças na estrutura de uma célula encapsulada e protegida, só apresenta degradação ou queda da geração elétrica após longos anos e em pequenas porcentagens. Todo este conjunto gerará eletricidade por muitos anos, sem desgaste, pois o processo se dá na troca de cargas, nos átomos, sem esforço mecânico, atrito de partes móveis, etc..

A DIFERENÇA ENTRE CÉLULAS MONO, POLI E AMORFO ?

Células Monocristalinas

Possuem cor azul bem escura (quase preta) e uniforme. A célula é feita a partir de um único cristal de silício, da mesma composição e era o processo mais desenvolvido e eficiente até poucos anos atrás.

Células Poli ou Multicristalinas

As peças de silício são formadas por aglomerados de cristais menores que formam um padrão irregular visível. O processo de obtenção deste silício é menos sensível e mais barato que o do monocristalino.  As células poli/multicristalinas possuem um grau de refração de luz maior, o que produz uma eficiência pouco abaixo das monocristalinas, porém compensada pelo preço menor na fabricação do painel.

Células de Silício Amorfo

São feitas através de deposição de silício sobre materiais como aço, plástico ou vidro. O método tem sido melhorado frequentemente, na procura de processos mais simples e baratos. Este tipo de célula, possui menor eficiência por m2.

Todavia a terceira geração de materiais já proporciona uma vida útil maior que 20 anos, o que coloca essa tecnologia como uma grande concorrente se comparada com as demais.

Painéis Solares - Descrição e características

O que são os Painéis Solares Fotovoltaicos ?   

Os painéis ou módulos solares  fotovoltaicos são formados por células que convertem a energia da luz em eletricidade. Conforme a quantidade de células e características da ligação entre elas, adquire potencia, tensões e correntes diferentes.  Ao ser colocado na presença da luz, passa a gerar eletricidade e sua potencia máxima é medida em Wp (Watt pico).

 Apesar da semelhança em utilizar o Sol, não devemos confundir um painel solar de energia com um de aquecimento de água. Sua construção e características diferem totalmente. Desde o processo de troca de energia radiante em térmica do painel de aquecimento, até os materiais utilizados na construção e instalação. 

O painel solar, combina tensões e correntes diferentes, conforme a quantidade de células e características da ligação entre elas.

Ao ser colocado na presença da luz, passa a gerar eletricidade e sua potencia máxima é medida em Wp (Watt pico).

A INSTALAÇÃO DO PAINEL SOLAR PODE SER FEITO POR QUALQUER PESSOA OU REQUER UM TÉCNICO ESPECIALIZADO ?

A instalação de um sistema de Energia Solar autônomo, de baixa capacidade é extremamente simples e pode ser executado pelo próprio usuário, seguindo as orientações fornecidas pelo fabricante. No entanto, ao se tratar de sistemas com alta potencia ou que tenham conexão com a rede elétrica a contratação de técnico especializado é imprescindível. Ao lidar com tensões acima de 24 Volts ou com potencias acima de 200 Watts, a supervisão de um profissional é altamente recomendável.

UM PAINEL SOLAR FUNCIONA COM TEMPO NUBLADO OU CHUVOSO?

Sim. A quantidade de energia elétrica produzida é proporcional à intensidade da luz que incide no painel solar. Desse modo, com céu claro e sol a energia gerada será máxima e, mesmo com céu nublado, haverá geração de eletricidade, porém  a sua intensidade geralmente será menor, pela refração da luz nas nuvens.

Até mesmo com tempo chuvoso, a claridade existente irá produzir uma quantidade de energia.

O PAINEL SOLAR SERVE PARA AQUECER ÁGUA OU ALIMENTAR UM CHUVEIRO ELÉTRICO ?
 

É muito comum confundir um coletor solar térmico, que usa o sol para aquecimento de água com  um "painel fotovoltáico", que transforma a luz solar em eletricidade. O coletor solar é um equipamento relativamente simples: trata-se de uma serpentina onde circula água e se aquece com a irradiação solar.  Quanto a usar um painel solar para alimentar um chuveiro elétrico é muito mais simples e barato aquecer água com um coletor térmico ao invés de usar o painel solar para produzir eletricidade e depois transformar a eletricidade em calor. No entanto, há tecnologias sendo desenvolvidas para viabilizar tal aplicação.

O PAINEL ACUMULA A ENERGIA PRODUZIDA, PERMITINDO SEU USO DURANTE A NOITE ?

Não. A energia gerada, deve ser usada na hora que é produzida ou ser armazenada em baterias se  for aproveitada para uso posterior (ex.: para iluminação durante a noite) ou será desperdiçada.

É POSSÍVEL USAR UMA PLACA SOLAR DIRETAMENTE SEM BATERIA ?

Sim, mas nesse caso a energia produzida não terá onde ser armazenada e deverá ser utilizada no exato momento em que estiver sendo gerada.

A bateria tem uma função muito importante no sistema: além dela permitir o armazenamento de energia para uso posterior, também evita que variações de insolação ou de consumo, interfiram na estabilidade do fornecimento de eletricidade.

Existem algumas aplicações onde o funcionamento sem baterias é perfeitamente aceitável. Em motores como o de uma bomba d'água, por exemplo, poderá funcionar adequadamente sem o uso de bateria.

QUANTA ENERGIA FORNECE UM PAINEL ? QUANTOS USARIA PARA ALIMENTAR A CASA ?

A quantidade de energia gerada por um painel solar é limitada pela sua potencia, ou seja, um painel de 135 Wp, com seis horas úteis de sol,  gera 810 Watts por dia.  É o suficiente para manter acesa uma lâmpada fluorescente de 9 Watts durante 90 horas, ou alimentar um aparelho de TV durante 6 horas, ou acionar uma bomba para abastecer uma caixa d'água de 3.000 litros por dia.

A medida que aumentamos o consumo, torna-se necessário aumentar a quantidade de painéis solares do sistema.

Por exemplo:
- Com dois painéis solares já é possível fornecer energia para a iluminação e TV simultaneamente, com quatro, é possível alimentar a geladeira; com cinco é possível alimentar uma pequena residência com 100 kWh de consumo. Se utilizarmos painéis de 235 Wp teremos quase que o dobro de capacidade, e assim por diante.

Por exemplo:
- Com dois painéis solares já é possível fornecer energia para a iluminação e TV simultaneamente, com quatro, é possível alimentar a geladeira; com cinco é possível alimentar uma pequena residência com 100 kWh de consumo. Se utilizarmos painéis de 235 Wp teremos quase que o dobro de capacidade, e assim por diante.

Para determinar a quantidade de painéis solares necessários para uma residência, você precisa:
1) Relacionar os equipamentos que serão alimentados (lâmpadas, rádio, geladeira, televisor, etc.).

2) Quanto consome cada equipamento (consumo em Watts);

3) Qual é a estimativa de tempo de uso diário de cada equipamento;

4) Qual a voltagem de operação;

Com base nessas informações, você pode calcular o consumo total dos equipamentos (Watts hora - Wh).
O que determina a quantidade de painéis solares é o tempo total de uso diário de cada aparelho. Por exemplo, supondo um único painel solar de 50 Wp, este fornecerá a energia diária necessária para alimentar uma lâmpada de 60W por 5 horas, ou duas lâmpadas por 2 horas e 30 minutos, ou três lâmpadas durante 1 hora e meia, etc.

É importante saber que a energia solar pode ser usada de formas racionais, aplicada tanto em sua casa ou negócio na redução de consumo, segurança, no fornecimento parcial e preferencialmente no suprimento onde há um maior tempo de consumo e não necessariamente na maior potencia demandada. A iluminação de um cômodo, corredor, ou áreas externas que ficam permanentemente ligadas, no bombeamento de água, na comunicação, em computadores, etc..