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Como a energia fotovoltaica funciona?

Como a energia fotovoltaica funciona?

Antes restrita a estações espaciais e satélites, a energia fotovoltaica vem ganhando espaço e tornando-se uma opção cada vez mais viável. Diariamente, o sol libera uma enorme quantidade de energia no planeta Terra, muito mais do que toda a população consome. Deixar de aproveitar essa fonte sustentável, renovável e inesgotável para gerar energia elétrica é quase um contra senso, sobretudo se levarmos em conta todo o impacto ambiental e social das outras formas de geração de energia. Mas a tecnologia para criar energia elétrica a partir do sol não é tão simples e ainda apresenta algumas pequenas limitações, sobretudo de preço. A ideia desse artigo é explicar alguns conceitos básicos sobre o processo e evidenciar o que é importante levar em conta ao projetar um sistema solar.

Austrian Embassy Bangkok / HOLODECK architects. Image © Ketsiree Wongwan
Austrian Embassy Bangkok / HOLODECK architects. Image © Ketsiree Wongwan

Para transformar o sol em energia elétrica, tudo se inicia na chamada célula fotovoltaica. Elas são produzidas com duas camadas de silício alteradas quimicamente de forma que uma fique com falta e a outra com excesso de elétrons. Simplificadamente, quando os fótons da luz solar atingem a superfície, esses elétrons ganham a capacidade de movimentar-se, e este fluxo cria uma corrente elétrica. Cada célula gera uma quantidade pequena de energia e um painel é geralmente formado por entre 36 e 72 células fotovoltaicas. Conectando vários painéis entre si, cria-se um sistema fotovoltaico. Oito a dez painéis já são suficientes para abastecer uma casa pequena. Evidentemente isso é influenciado por alguns fatores, como a eficiência dos painéis, a quantidade de insolação na região e a demanda energética da própria residência.

Importante apontar que os painéis solares fotovoltaicos produzem energia elétrica em corrente contínua e é preciso que ela passe por um Inversor que transforma essa energia em corrente alternada para que ela seja utilizada normalmente nas edificações, em eletrodomésticos, tomadas e lâmpadas.

Jenson-DeLeeuw NZE House / Paul Lukez Architecture. Image © Greg Premru
Jenson-DeLeeuw NZE House / Paul Lukez Architecture. Image © Greg Premru

Os sistemas fotovoltaicos podem permitir a geração de energia em locais remotos, onde as redes de infraestrutura não chegam. Nesse caso, o sistema utiliza baterias para armazenar energia elétrica quando o sistema está gerando menos do que está sendo consumido, como durante as noites ou em dias muito nublados. Mas também é possível utilizar a energia fotovoltaica em sistemas conectados à rede elétrica. Nesse caso, a energia excedente vai para a rede elétrica, girando ao contrário o relógio de luz e criando “créditos” de energia para a edificação. Em alguns países, é possível até vender a energia excedente, tornando a edificação uma usina para os vizinhos e fazendo com que o investimento com as placas seja recuperado mais rapidamente.

Hackney Backhouse / Guttfield Architecture. Image © Will Scott
Hackney Backhouse / Guttfield Architecture. Image © Will Scott

Tipos de painéis

Pesquisas sobre o assunto vêm avançando rapidamente, e já há protótipos transparentes e mesmo flexíveis sendo desenvolvidos. Mas atualmente há dois tipos principais de placas solares fotovoltaicas, que podem ser facilmente identificadas visualmente. São elas as Células de Silício Monocristalino (mono-Si) e as Células de Silício Policristalino (multi-Si).

Cortesia de Flickr / LillyAndersen via University of British Columbia
Cortesia de Flickr / LillyAndersen via University of British Columbia

Simplificadamente, a eficiência de um painel solar é a porcentagem de energia da luz solar que o painel converte em energia elétrica por cada metro quadrado. Os painéis solares monocristalinos são mais eficientes, chegando entre 15 e 20% e são feitos a partir de um único cristal de silício ultrapuro, (lingotes de silício de forma cilíndrica). Como trata-se de um processo mais complexo, são também mais caros. No caso dos painéis policristalinos, em vez de um cristal, são diversos cristais. Sua fabricação produz menos resíduos e é mais barata. Por ter um custo mais acessível, apesar de uma eficiência inferior, é o tipo mais amplamente utilizado.

Cortesia de Ciclo Vivo
Cortesia de Ciclo Vivo

Por tratar-se de uma tecnologia de geração de energia sustentável e inesgotável, diversos países já vem criando incentivos para a implantação de uma matriz energética mais limpa. A indústria vem evoluindo rapidamente para tornar os painéis cada vez mais eficientes, menores, mais acessíveis, sustentáveis e incorporados à arquitetura. O investimento em pesquisas aplicadas é importantíssimo para tornar essa tecnologia cada vez mais incorporada ao cotidiano. 

Sobre este autor
Cita: Eduardo Souza. "Como a energia fotovoltaica funciona?" 09 Out 2019. ArchDaily Brasil. Acessado . <https://www.archdaily.com.br/br/926183/como-a-energia-fotovoltaica-funciona> ISSN 0719-8906

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