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O que são painéis solares, como funcionam e qual é o seu futuro?

O sol pode fornecer energia suficiente para alimentar todo o planeta. Mas você não pode fazer isso diretamente. Os painéis solares são o intermediário que faz com que a luz solar nos sirva de energia. Seu design é simples, muito eficiente e permite o autoconsumo, o que promove a sustentabilidade . Em um futuro próximo, os painéis gerarão eletricidade mesmo à noite.

Uma única hora de sol seria suficiente para suprir as demandas energéticas da humanidade por um ano inteiro. A afirmação não é exagerada e explica melhor do que qualquer gráfico, a importância de o ser humano poder, através de diferentes processos, converter o que o sol dá em energia elétrica. A energia solar como um futuro alternativo para a humanidade.

O uso de energias renováveis ​​para ser autossuficiente e, assim, economizar nas contas de eletricidade e gás, é uma tendência ascendente que também cuida do meio ambiente . A chegada de fundos europeus representa uma oportunidade sem precedentes para promover o autoconsumo fotovoltaico em Espanha, a nível empresarial e especialmente no mundo residencial. O 'Roteiro' de autoconsumo, publicado pelo Governo em Dezembro do ano passado, procura promover a instalação de painéis solares em mais de 40.000 lares.

Mas como se dá esse processo quase milagroso? Através de duas instalações simples: instalações solares de painéis fotovoltaicos (mais conhecidos como painéis ou painéis solares) e instalações térmicas. Ambos são diferentes e são compostos por equipes diferentes.

Como funciona ?

Para entender completamente o que são esses painéis fotovoltaicos, é melhor voltar alguns anos (até um século). “Falamos de uma energia do século 21, embora na verdade tenha sido descoberta no final do século 19. E foi no século 20 que começou a se desenvolver”. "Em 1920, Albert Einstein já descobriu o efeito fotovoltaico e por isso ganhou o Nobel um ano depois".

Como funciona esse efeito? É um fenômeno físico que consiste na emissão de fotoelétrons por um material quando este recebe energia luminosa. “Esse fenômeno nos permite explorar a energia solar para produzir eletricidade”, diz Íñigo Ramírez González, pesquisador em energia solar fotovoltaica da Universidade Politécnica de Madri.

Conhecendo este conceito, importa agora explicar o que é uma instalação solar fotovoltaica . É uma estrutura retangular com uma unidade básica de transformação que é a célula solar e que mede aproximadamente 10 centímetros quadrados. Um painel une várias dessas células em uma placa, que são cobertas com um plástico chamado EVA. É um tipo de polietileno formado por diversos compostos (etileno e acetato de vinila) que é um dos grandes aliados da indústria fotovoltaica. Por quê? Porque esse polímero pode suportar condições e temperaturas extremas e, além disso, permite a passagem da luz, mas não os raios ultravioleta, que são mais prejudiciais à pele.

Um painel solar é composto por cerca de 60 células , embora esse tamanho varie entre os fabricantes, e sua espessura seja em torno de quatro centímetros. Íñigo Ramírez destaca: “A energia que eles produzem é corrente contínua e usamos corrente alternada em nossas casas, então os painéis também têm um elemento essencial que é o inversor, capaz de transformar a corrente para que possamos usar essa energia”.

Silício desde 1954

As primeiras células fotovoltaicas foram desenvolvidas em 1954. Daryl Chapin, engenheiro eletrônico; Gerald Pearson, físico, e Calvin Fuller, químico, os três pesquisadores do American Bell Laboratories, apresentaram ao mundo sua grande descoberta: foi a primeira célula que captou energia do sol e com ela um transistor pôde ser feito para trabalhar. Essa célula tinha uma peculiaridade: era feita de silício. “Este é precisamente o material fundamental que absorve a luz solar e através do qual essa luz é transformada em eletricidade. É um semicondutor com características muito boas para fazer células solares e é muito abundante na terra, além de ser barato”, explica Ramírez.

As instalações solares aproveitam a radiação para transformá-la em energia térmica ou elétrica. Existem dois tipos: as termelétricas aquecem um fluido para obter vapor d'água e movimentam a turbina que gera a eletricidade, enquanto os parques fotovoltaicos dominam a reação do silício que converte a luz em elétrons.

A energia fotovoltaica é uma fonte de energia que vem adquirindo cada vez mais importância ao longo dos anos. Antes da década de 1970, seu uso era meramente aeroespacial , mas a partir de então, desceu à Terra. É modular, ou seja, sua eficiência não depende do seu tamanho, por isso é escalável e pode ser colocado em casa.

No entanto, em países como a Espanha seu uso ainda é eminentemente industrial. “Os mais de 10.000 megawatts (MW) de energia fotovoltaica instalados no país abastecem fundamentalmente empresas e edifícios industriais ”, explica o chefe do Departamento Solar do IDAE. Ainda temos um longo caminho a percorrer para chegar à China, a maior potência mundial em energia fotovoltaica.

Painéis solares: aproveite ao máximo o sol e economize energia

Voltando a esses painéis, outra das perguntas mais frequentes é se as fazendas (como são conhecidas essas instalações) de painéis solares se movem com o sol. Existem duas respostas, alguns painéis são instalados em estruturas fixas inclinadas e outros são instalações com rastreador, ou seja, possuem um motor inteligente que os movimenta para que estejam em seu ponto mais eficiente todos os dias do ano.

Em relação à potência que os painéis de tamanho padrão podem gerar, estima-se que um módulo de 2 x 1 metro – entre 60 e 72 células – forneça aproximadamente entre 300 e 445 Wp (watts de pico) para cada hora de sol.

Futuro fotovoltaico

O futuro dos painéis passa pelo presente da pesquisa científica. Na Universidade de Stanford (EUA) eles acabaram de desenvolver uma instalação capaz de gerar eletricidade quando o sol já se pôs. Os painéis solares 'ao contrário' aproveitam a energia irradiada pelos painéis após muitas horas de luz solar. Este fenômeno é conhecido como 'resfriamento radiativo' e ocorre quando um corpo perde calor após altas temperaturas. Recuperar esse calor que é emitido, mesmo à noite, pode ser uma solução para que os painéis tenham um melhor desempenho.

Fazendas solares em instalações elevadas em campos agrícolas ou estufas para otimizar o espaço e, ao mesmo tempo, manter os painéis resfriados pela umidade liberada pelas plantações; Seguidores solares para seguir o sol, mais baratos e eficientes, ou células solares feitas com componentes orgânicos que transformam as janelas de edifícios industriais ou residenciais em painéis solares semitransparentes são algumas das soluções em curso.

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