girassol na lâmpada

Ilustração: Carol Rivello

O sol além da inspiração

Como é possível os raios solares virarem luz elétrica? Sobre telhados, conectados à rede, isolados, etc…Que tipo de sistemas fotovoltaicos existem hoje? Quais as vantagens desta tecnologia? Tire suas dúvidas sobre essa fonte energética e saiba por que ela é uma aliada na mitigação do aquecimento global.

Diariamente, muita energia chega ao nosso planeta de forma gratuita e limpa. Os raios solares, além de trazerem a luz e o calor, essenciais para a vida na Terra, podem ser aproveitados para a geração de energia, tanto na forma de calor quanto na de eletricidade.

Essa eletricidade que vem do sol é chamada de fotovoltaica*, termo formado a partir de duas palavras: foto, que em grego significa “luz”, e voltaica, que vem da palavra “volt”, a unidade para medir o potencial elétrico.

Funcionamento da célula fotovoltaica

célula FV como funciona

Funcionamento da célula FV. Ilustração: Carol Rivello

Gerar eletricidade a partir do sol. Como isso é possível?

O raio solar é transformado em eletricidade em uma célula fotovoltaica, fabricada com materiais chamados de semicondutores. O mais utilizado é o silício. A luz solar é pura energia, composta de pequenos elementos denominados fótons. Quando os fótons atingem a célula fotovoltaica, parte deles é absorvida. Esses fótons despertam os elétrons do material semicondutor, gerando assim eletricidade.

Quanto maior a intensidade da luz solar, maior o fluxo da eletricidade.

A eletricidade gerada pelas células está em corrente contínua, que pode ser imediatamente usada ou armazenada em baterias.  Em sistemas conectados à rede, a energia gerada precisa passar por um equipamento chamado inversor, que irá converter a corrente contínua em alternada com as características (freqüência, conteúdo de harmônicos, forma da onda, etc) necessárias para atender as condições impostas pela rede elétrica pública. Assim, a energia que não for consumida pode também ser lançada na rede.

O material mais comumente utilizado é o silício. Por ser o segundo elemento mais abundante da face da terra, não há limites com relação à matéria-prima para produção de células solares.

Diferença entre energia solar térmica e fotovoltaica

A geração solar térmica consiste na transformação da energia do sol em calor para a utilização no aquecimento de água em residências, hotéis, clubes, etc. Para captar essa energia são usados COLETORES solares.

Na geração solar fotovoltaica, a energia é diretamente convertida em eletricidade e, neste caso, são utilizados MÓDULOS solares.

Um pouco de história

No Hemisfério Norte, desde a década de 1970, a energia solar está na pauta permanente dos governos. O físico francês Edmund Bequerel a descobriu, ainda no século XIX, , quando experimentava o efeito fotovoltaico com dois eletrodos metálicos numa solução condutora. Bequerel percebeu o aumento na geração de energia elétrica com a luz e, a partir daí, a tecnologia fotovoltaica passou por vários estágios até chegar ao uso em grande escala do silício.

Em 1873, Willoughby Smith descobriu o efeito fotovoltaico em sólidos com o selênio. A produção da primeira célula fotovoltaica neste metal veio quatro anos mais tarde, com W. G. Adams e R.E. Day. Em 1904, Albert Einstein publicou um artigo sobre o efeito fotovoltaico, ao mesmo tempo em que divulgava ao mundo sua teoria da relatividade. Com a explicação do efeito fotovoltaico em 1923,Einstein ganhou seu primeiro Prêmio Nobel.

A primeira célula de silício foi produzida em 1954, nos Laboratórios Bell, em Murray Hill, Nova Jérsei, Estados Unidos. E no ano seguinte começou no mesmo país a produção de elementos solares fotovoltaicos para aplicação espacial. Daí por diante, esta indústria foi se aprimorando e as placas tornaram-se mais eficientes.

Em 1980, Israel foi o primeiro país estabelecer uma política pública de energia solar. Nesta década, a produção mundial ainda era pequena. Em 1983, por exemplo, não passava de 20 MW. Em 1994, ocorreu a primeira Conferência Mundial Fotovoltaica, no Hawai, e o século XX terminou com pouco mais de 1000 MW em sistemas instalados no mundo.

Por Alessandra Mathias

Veja um resumo sobre essa tecnologia nesse vídeo educativo, produzido pelo Instituto Ideal, que explica em menos de três minutos o que é eletricidade solar.

Créditos do Vídeo
Texto: Paula Scheidt
Animação: Carol Rivello
Narração: Technologica
*Existem outras formas de conversão indireta de energia solar em eletricidade, como, por exemplo, a heliotérmica.