A energia solar fotovoltaica é a eletricidade gerada diretamente por placas solares que captam a luz do sol durante o dia e a transformam em energia elétrica por meio do efeito fotovoltaico. Sua produção é feita em grandes usinas solares ou em micros e miniprojetos instalados pelos próprios consumidores.
Com a necessidade de desenvolver fontes alternativas de energia, a produção elétrica por meio do sol vem se tornando uma importante medida para a substituição das matérias não renováveis. A energia solar vem tendo um crescimento exponencial, e caminha a passos largos para se tornar a principal fonte de energia renovável do mundo.
No Brasil, principalmente, onde ela ainda está em fase inicial de expansão é possível encontrarmos muitas desinformações e mitos acerca da fonte e a tecnologia que a utiliza para gerar energia.
Estamos falando dos sistemas solares fotovoltaicos, que se espalham pelos mais diversos tipos de estabelecimentos do país e que vem possibilitando aos consumidores economizarem em suas contas de luz, além de terem uma valorização imediata do imóvel.
Além do fato de ser relativamente nova em terras brasileiras, um dos motivos porque ainda existem muitas dúvidas de como funciona a energia solar fotovoltaica é o fato de que ela, superficialmente, se assemelha a outra tecnologia: a de aquecimento térmico, que já está bem mais difundida no país.
Ambas utilizam “placas” para captar a energia proveniente do sol, porém, enquanto a solar térmica é usada para aquecer água e outros fluídos através do calor do sol, a solar fotovoltaica gera energia elétrica.
Mas, então, o que é especificamente e como funciona energia solar fotovoltaica?
Encontre as respostas definitivas para essas perguntas no texto abaixo.
O que é a Energia Solar Fotovoltaica
A energia solar fotovoltaica é a geração de energia elétrica através da luz do sol, quando, através de um sistema fotovoltaico, o consumidor pode abastecer todo o consumo elétrico de sua casa ou empresa.
Agindo como um grande reator nuclear natural, o sol libera a cada instante pequenos pacotes de energia, chamados fótons, que percorrem aproximados 150 milhões de quilômetros, em cerca de 8,5 minutos, para chegar a Terra.
A cada hora, a quantidade de fótons que atinge nosso planeta seria capaz de gerar energia suficiente para, teoricamente, satisfazer as necessidades energéticas globais por um ano inteiro, ou seja, em um pequeno intervalo de tempo recebendo radiação, já é necessário abastecer durante dias o gasto energético mundial.
No entanto, a porcentagem de participação da energia solar na geração elétrica mundial mesmo estando em uma crescente, ainda é considerada baixa, principalmente por se tratar de uma energia “nova” e com investimento inicial alto.
Mas conforme a tecnologia vai evoluindo e seus custos vão reduzindo, a nossa capacidade de aproveitar a abundância energética do sol vai aumentando, tornando seu uso cada vez mais comum.
Segundo os relatórios anuais da Agência Internacional de Energia (IEA, na sigla em inglês) a energia solar se tornou a fonte de energia, renovável ou não, que mais cresce no mundo.
Nos próximos anos, todos estaremos aproveitando os benefícios da eletricidade gerada por energia solar, de uma forma ou de outra.
Como Funcionam os Sistemas Solares Fotovoltaicos
Os sistemas solares fotovoltaicos são a forma como conseguimos produzir e usufruir da energia solar fotovoltaica.
Atualmente, o Brasil conta com milhares desses sistemas espalhados por todo o país e atendendo os mais diversos tipos e tamanhos de unidades consumidoras e vem expandindo cada vez mais. Em 2016 tínhamos menos de 100 usinas instaladas, em 2017 o número subiu para 26.857 usinas e em 2020 esse número já ultrapassou 200.000 sistemas instalados.
Os principais equipamentos que compõem o sistema são os módulos fotovoltaicos, conhecidos popularmente como placas solares, e o inversor interativo.
Os módulos fotovoltaicos são compostos por muitas células solares, unidade mínima da tecnologia e responsáveis pela conversão direta da luz em eletricidade.
Feitas de materiais semicondutores, mais comumente o silício, as células solares são produzidas com uma camada positiva (com falta de elétrons) e uma camada negativa (com excesso de elétrons) que, juntas, criam um campo elétrico, assim como em uma bateria.
Quando os fótons atingem uma célula solar, eles liberam os elétrons em excesso dos átomos da camada negativa, que passam para a camada positiva criando, assim, um circuito elétrico. Quando os elétrons fluem através desse circuito, eles geram eletricidade.
Múltiplas células compõem um módulo fotovoltaico e vários destes são agrupados para formar um painel solar. Quanto mais painéis você pode implantar, mais energia você vai gerar.
Geração (e Conversão) de Energia
Conforme os elétrons circulam em uma direção ao redor desse circuito, os módulos fotovoltaicos produzem energia em corrente contínua (CC).
No entanto, a energia que consumimos em nossas casas e empresas chega até nós como corrente alternada (CA). Como, então, os sistemas conseguem entregar a energia em CA? Usando um inversor, Esses que podem ser inversores interativos (grid tie) e os inversores autônomos (off grid).
Um inversor solar pega a eletricidade gerada pelo painel em CC e a converte em CA, por esse motivo que eles costumam ser considerados como o cérebro do sistema.
Juntamente com a inversão de CC para CA, eles também fornecem proteção contra falhas elétricas e geram estatísticas do sistema, incluindo a produção de energia e rastreamento de ponto máximo de potência.
Porém, a função mais importante do inversor, após a conversão de corrente, é a realização da troca da energia gerada com a energia da rede elétrica.
Por não produzirem energia durante a noite ou energia insuficiente em momentos de pouca luminosidade, os sistemas fotovoltaicos precisam ser conectados à rede elétrica para que o consumidor possa contar com a energia dela nesses momentos.
Da mesma forma, naqueles momentos de maior geração, quando o sistema pode estar suprindo mais do que é consumido, é preciso que essa energia seja enviada para algum lugar, visto o caráter imediato do uso desta.
Cabe, então, ao inversor realizar a troca dessa energia sistema/rede, injetando o excedente gerado na rede ou “pegando” desta nos momentos em que o sistema não consiga suprir o consumo.
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