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O que são os painéis solares?

Por Rafaela Pozzebon
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Painéis solares são, basicamente, dispositivos utilizados para converter a energia da luz do Sol em energia elétrica. O dispositivo também é conhecido como “Painel Solar Fotovoltaico”. A composição de um painel solar consiste em células fotovoltaicas, estas com a propriedade de ter sensibilidade de absorver a energia solar e gerar a eletricidade em duas camadas opostas.

Painéis solares são, basicamente, dispositivos utilizados para converter a energia da luz do Sol em energia elétrica. O dispositivo também é conhecido como “Painel Solar Fotovoltaico”. A composição de um painel solar consiste em células fotovoltaicas, estas com a propriedade de ter sensibilidade de absorver a energia solar e gerar a eletricidade em duas camadas opostas. 

A tecnologia empregada no painel solar ainda é de alto custo que, para tanto, para se tornar um produto popular, seria necessário mais incentivos do governo. Os painéis solares são considerados uma boa alternativa para a geração de energia limpa, como também acontece com a eólica. Os países de primeiro mundo são os que mais utilizam essa tecnologia. Para tanto, apesar do grande benefício para a população a tecnologia ainda é pouco usada em países mais pobres ou mesmo em desenvolvimento.

Para produzir esse equipamento, as células solares são compostas por silício cristalino e arsenito de gálio. Apesar de o arsenito sempre ter sido a substância mais utilizada, o silício de cristalino começou a ser usado para baratear o painel solar.

No entanto, o silício cristalino não possui a mesma capacidade de produção de energia do arsenito de gálio. Submetidos à luz do sol, o arsenito de gálio é mais eficiente no processo de geração de energia, em 6 centímetros de diâmetro chega a produzir uma margem de 0,25 watts.

Como funcionam?

Os painéis solares coletam fótons da luz solar, que nada mais são que pequenos pacotes de energia da radiação eletromagnética, em seguida são convertidos em corrente elétrica. A energia obtida através das placas solares vem sendo usadas em vários segmentos. Para quem pensa que a sua utilização restringe-se apenas em casas e indústrias, está muito enganado. Veja mais aplicações: em locais afastados de linhas eletrificadas, iluminação externa de casas e espaços públicos, auxílio nas telecomunicações em locais remotos, telefonia rural, sinalização de estradas, cercas elétricas, entre outros. A grande vantagem desse tipo de eletricidade é que ela é renovável e as pessoas podem a utilizar sem necessidade de ter um poste de energia por perto. Os painéis solares, após instalados, possuem pouca manutenção e podem durar vários anos e o mais importante, não prejudica o meio ambiente. 

As células do sistema são feitas de materiais especiais chamados de semicondutores como o silício. Quando a luz brilha sobre a célula solar de uma percentagem dessa energia solar é absorvida pelo material semicondutor. Essa energia localizada no interior do semicondutor arranca os elétrons fracamente permitindo que eles possam fluir livremente. As células Fotovolcaicas também possuem um ou mais campos elétricos que forçam os elétrons liberados pela absorção da luz para fluir na direção correta. O fluxo de elétrons que acontece é uma corrente elétrica. A corrente elétrica produzida, juntamente com a voltagem da célula determina o poder,ou potência,que a célula é capaz de produzir.

Uso para aquecimento de água?

O uso de energia solar para aquecimento de água está sendo bem aceito no mercado do Brasil. O sistema de aquecimento de água acontece diferente ao dos painéis solares que produzem energia elétrica. Costumamos confundir um coletor solar térmico, que aproveita o sol para aquecimento de água, e uma placa fotovoltaica, que transforma a energia da luz do solar em eletricidade por um processo físico. O coletor solar é um equipamento simples e mais barato. 

Basicamente través do equipamento circula a água, que se aquece com a incidência do sol e é distribuída para o chuveiro e torneiras. Em países mais desenvolvidos o aproveitamento da energia solar é bastante aceito e usado. O aquecimento solar é bastante utilizado no aquecimento de água de piscinas como também em outras alternativas, como chuveiro e torneiras. A tecnologia usada no sistema de aquecimento solar é simples e basicamente utiliza tubulações de cobre, instaladas sobre uma lâmina também do mesmo material, este conjunto é encaixado e protegido por painel de vidro.

Essa boa alternativa de aquecimento da água através da luz do sol possui bons resultados técnicos, porém, para muitos, sem atrativos estéticos. Para unir praticidade, estética e economia, os painéis solares para aquecimento de água usados em edificações, casas e outros segmentos, estão em constante evolução.

A placa solar fica localizada nos telhados das casas e prédios expostas ao sol. Este sistema aquece a água existente nos canos debaixo da placa solar. As placas coletoras absorvem a radiação solar e assim, a energia térmica absorvida pelas placas é passada para a água que circula entre os canos de cobre. A água permanece aquecida no recipiente de cobre e pode ser usada ao longo do dia em diversos lugares, sendo de dia ou mesmo a noite. O processo em que a água circula entre os coletores e o reservatório possui o nome de termofissão. A água fria encontrada na caixa alimenta o reservatório e assim, a água dos coletores, que fica muito quente, é menos densa que a água do reservatório, assim, a água fria mais densa empurra a água quente para o reservatório, desta forma, gerando circulação. Este sistema citado acima é usado em torneiras e chuveiros, para ser usada no aquecimento de água em lugares maiores, como piscinas, a circulação da água necessita do auxílio de motores hidráulicos.

Atualmente existem no mercado muitos modelos de placas usadas para aquecimento da água através da luz solar. Para tanto, como a ideia de tudo justifica-se ao fato de economia e aproveitamento de energia renovável, existem modelos de aquecimento criados a partir da criatividade de pesquisadores, estou me referindo a aquecedores solares feitos de garrafa pet. Esta é uma excelente alternativa de reciclagem e barateamento. Conforme demonstrações, o produto funciona muito bem.

É preciso ter sol para aquecer?

Como vimos antes, o principal “produto” para a produção de energia através de painéis solares, é o sol. Deste modo, a transformação do espectro solar em energia acontece através da intensidade da luz. Quando nos deparamos com um dia de céu claro, sem nuvens, o painel está produzindo 100% da sua capacidade. No entanto, quando a insolação diminui de intensidade, a capacidade de geração de energia é afetada. Porém, mesmo em dias nublados ou chuvosos o painel solar é capaz de gerar energia. No geral, o sistema de painéis solares Fotovoltaico, quando fabricados, possuem o índice de consumo diário de energia do local onde será utilizado, assim, é calculada a quantidade de energia para ser gerada por dia.

Deste modo, os fabricantes afirmam que é possível ter o benefício das placas de energia entre 6 a 8 dias. Para tanto, a placa solar não acumula a energia produzida se não houver uma bateria para o armazenamento. Assim, caso não tenha bateria, não é possível usá-la em outros momentos, como a noite para ascender lâmpadas, por exemplo.

O quanto uma placa solar gera de energia?

A energia gerada pelas placas é um tanto limitada. Se pensarmos em uma placa solar de 45W, recebendo uma insolação diária de 11 horas por dia, terá energia suficiente para manter acesa uma lâmpada fluorescente de 9W durante 12 horas por dia, ou mesmo ldeixar ligada uma TV de 12V durante 6 horas. Também é possível acionar uma bomba de 12V durante o tempo suficiente para abastecer uma caixa d’água de 1000 litros por dia.

Para quem quer usar duas placas de 45W, a geração de energia é bastante superior. Torna-se possível fornecer energia para iluminação, TV e rádio simultaneamente. Com quatro placas, por exemplo, é possível manter uma geladeira ligada. Com cinco placas é possível manter um posto de saúde em uma localidade rural, mantendo geladeira, iluminação e TV. Com os exemplos acima percebemos que a geração de energia é promovida através do número de placas instaladas. Cada local possui a quantia de placas que necessitada. Pensando em uma casa moderna, bem equipada, sabemos que o número de placas deverá ser maior, para tanto, o custo de implantação também será relativamente maior. Este é grande impedimento da utilização de painéis solares para a produção de energia.

Quantas baterias são necessárias?

A bateria possui uma função muito importante no sistema. Ela permite o armazenamento de energia para ser usada posteriormente e também evita que variações da insolação interfiram no funcionamento dos equipamentos. Por exemplo, se você está usando um determinado aparelho elétrico e uma nuvem obscureça o sol, a corrente gerada pela placa solar iria diminuir, porém, com a bateria isso não acontece. A bateria evita que a transmissão de energia seja cortada, garantindo assim, o funcionamento dos equipamentos, inclusive durante a noite.

As baterias possuem capacidade de utilização para um número determinado de células em série. A bateria tem uma autonomia de uso sem a captação e conversão da energia solar. Para tanto, se a autonomia da bateria for de três dias, mesmo que não haja captação de energia solar nesses três dias, ela garantirá a energia. As baterias solares funcionam numa interação entre placa solar, banco de baterias, controlador de carga.

Quanto ao número de baterias necessárias em uma placa de energia, depende da quantia de energia necessária a ser utilizada. Então, se por exemplo, em um painel solar com 4 baterias e cada uma delas consegue produzir 0,45 volts e 100 milliamps, ou seja, 45 milliwatts. Com estas baterias solares você consegue gerar 45 milliwatts em 6,45 cm². Abaixo algumas dicas úteis para você decidir se fará uso da energia solar ou não. Confira:

  1. Saiba quanto exatamente você consome de energia ao mês. Descubra em quais locais da casa o gasto é maior, podendo ser chuveiro, piscina, aquecimento no inverno, aquecedor de água ou outra coisa.
  2. Decida em que local a energia solar será realmente usada. A energia solar pode ser usada em toda a sua casa ou some em pontos que julgar mais necessário.
  3. Contrate um profissional para analisar o telhado da sua casa. Como os painéis solares são instalados nos telhados, é necessário verificar as condições do mesmo, analisar se o peso suportará a estrutura, o local mais adequado, telas danificadas, entre outras coisas.
  4. Verifique as leis de sua cidade. Cada cidade possui leis próprias, descubra tudo sobre a instalação de painéis solares. Planeje para não ter problemas mais tarde.

Leia a seguir: O que é a Teoria da Relatividade?



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