Placa solar fotovoltaica
A energia do sol é uma energia limpa e inesgotável. Entre suas muitas aplicações, está o uso de água quente sanitária, suporte em instalações de aquecimento e ar condicionado e geração de energia elétrica. Neste artigo, vamos ver que tipos de painéis solares fotovoltaicos existem, quais são suas principais características para poder comparar e usar um ou outro, e que tipos de conexão podem ser feitos entre eles.
O que são painéis solares fotovoltaicos?
Um módulo fotovoltaico, é um painel que é formado por um conjunto de células solares, que são responsáveis por converter diretamente em fótons de eletricidade que vêm da luz solar. A produção de corrente depende da irradiância (nível de iluminação), de modo que, quanto mais a luz capturada, maior a intensidade elétrica através da célula.
O Sol é uma fonte de energia extremamente poderosa
O Sol é uma fonte de energia extremamente poderosa, e a luz solar é de longe a maior fonte de energia recebida pela Terra , mas sua intensidade na superfície da Terra é realmente muito baixa . Isto é essencialmente devido ao enorme espalhamento radial da radiação do Sol distante. Uma perda adicional relativamente menor é devida à atmosfera e às nuvens da Terra , que absorvem ou dispersam até 54% da luz solar recebida. A luz solar que atinge o solo consiste de aproximadamente 50% de luz visível , 45% de radiação infravermelha e menores quantidades de radiação ultravioleta e outras formas de radiação eletromagnética .
No painel solar fotovoltaico, o conjunto de células é eletricamente conectado entre si, encapsulado e montado em uma estrutura ou estrutura de suporte.
O potencial para energia solar é enorme, uma vez que cerca de 200.000 vezes a capacidade de geração elétrica diária total do mundo é recebida pela Terra todos os dias na forma de energia solar. Infelizmente, embora a própria energia solar seja gratuita, o alto custo de sua coleta, conversão e armazenamento ainda limita sua exploração em muitos lugares. A radiação solar pode ser convertida em energia térmica (calor) ou em energia elétrica, embora a primeira seja mais fácil de realizar.
Células fotovoltaicas
A radiação solar pode ser convertida diretamente em eletricidade por células solares (células fotovoltaicas ). Em tais células, uma pequena tensão elétrica é gerada quando a luz atinge a junção entre um metal e um semicondutor (como o silício ) ou a junção entre dois semicondutores diferentes. A energia gerada por uma única célula fotovoltaica é tipicamente apenas cerca de dois watts . Ao conectar um grande número de células individuais juntas, no entanto, como em matrizes de painéis solares, centenas ou até milhares de quilowatts de energia elétrica pode ser gerado em uma planta elétrica solar ou em uma disposição grande da casa. A eficiência energética da maioria das células fotovoltaicas atuais é de apenas 15% a 20%, e, como a intensidade da radiação solar é baixa para começar, grandes e dispendiosas montagens de tais células são necessárias para produzir quantidades moderadas de energia.
Células fotovoltaicas que operam à luz do sol
Pequenas células fotovoltaicas que operam à luz do sol ou luz artificial encontraram grande utilidade em aplicações de baixa potência – como fontes de energia para calculadoras e relógios , por exemplo. Unidades maiores foram usadas para fornecer energia para bombas de água e sistemas de comunicações em áreas remotas e para satélites meteorológicos e de comunicações . Painéis clássicos de silício cristalino e tecnologias emergentes que utilizam células solares de película fina , incluindo fotovoltaicos integrados em edifícios , podem ser instalados por proprietários de casas e empresas em seus telhados para substituir ou aumentar o fornecimento elétrico convencional.
A energia solar também é usada em outros fins
A energia solar também é usada em pequena escala para outros fins que não os descritos acima. Em alguns países, por exemplo, a energia solar é usada para produzir sal da água do mar por evaporação . Da mesma forma, as unidades de dessalinização movidas a energia solar transformam a água salgada em água potável, convertendo a energia do Sol em calor, direta ou indiretamente, para impulsionar o processo de dessalinização.
A tecnologia solar também surgiu para a produção limpa e renovável de hidrogênio como fonte alternativa de energia. Imitando o processo de fotossíntese , as folhas artificiais são dispositivos à base de silício que usam energia solar para dividir a água em hidrogênio e oxigênio , deixando praticamente sem poluentes. Mais trabalho é necessário para melhorar a eficiência e custo-efetividade desses dispositivos para uso industrial.