Glauco Duarte Diniz – o que é painel solar fotovoltaico
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, desde um painel instalado num telhado ou num terraço até uma simples calculadora, a energia solar é muito útil no nosso dia-a-dia. A primeira célula solar nasceu em 1953 e, desde então, a tecnologia tornou-se relativamente comum em todo o mundo. Mas como é que um painel consegue captar a luz do sol e transformá-la em eletricidade? Descubra neste descodificador.
O QUE É UM PAINEL SOLAR FOTOVOLTAICO?
Chama-se fotovoltaico ao tipo de painel solar usado para produzir energia elétrica a partir da luz solar. É isso que o distingue de um painel solar térmico, cuja função é transformar energia solar em energia térmica, para aquecimento de águas, por exemplo. Mas para produzir eletricidade não chega o painel solar. Para que a eletricidade gerada seja aproveitada para os mais variados usos, um painel solar costuma ser acompanhado de um conversor de corrente em corrente alternada, de um gerador e de um quadro elétrico. A este conjunto chama-se sistema fotovoltaico.
DE QUE É COMPOSTO UM PAINEL SOLAR FOTOVOLTAICO?
O principal componente de um painel solar é o silício, um elemento químico da família do carbono, com estrutura cristalina e que integra arenitos, argila e granito. Este é o componente base das células solares: células muito finas, constituídas por uma “fatia” de silício e pistas coletoras que recebem a luz solar. Cada célula solar produz pouca energia, ou seja, cerca de 0,5 volts em corrente contínua. Assim, as células habitualmente são ligadas entre si em conjuntos de 60 ou 72 num módulo solar, com pistas condutoras de alumínio, que permitem conduzir a energia. Ligados numa estrutura única, esses módulos formam um painel solar.
COMO FUNCIONA UM PAINEL SOLAR FOTOVOLTAICO?
Tudo começa com a incidência da luz solar nas células solares. Esta luz é composta por partículas minúsculas (fotões), que possuem energia e criam tensão elétrica ao embater nos painéis. É aqui que o silício entra em ação.
Ao entrarem em contacto com os painéis, os fotões transferem a sua energia para os eletrões presentes nos átomos de silício forçando a sua deslocação. Este fenómeno denomina-se “efeito fotovoltaico” e tem semelhanças com um jogo de snooker. Neste caso, os fotões da luz solar são a bola branca. Tal como a primeira tacada do snooker, é a chegada da bola branca ao triângulo formado pelas outras bolas coloridas, que dá início ao jogo. O impacto da bola branca permite que as bolas coloridas se dispersem, tal como os fotões estimulam o movimento dos eletrões. No entanto, uma dispersão arbitrária de eletrões não é suficiente para criar uma corrente elétrica: é preciso que o movimento seja contínuo e sempre para o mesmo lado. As propriedades do silício permitem assegurar a circulação de energia.
Dois tipos diferentes de silício na mesma célula obtêm este efeito: de um lado, uma estrutura de silício com eletrões a mais; do outro, uma estrutura com “lugares vagos” para eletrões. Ao receberem o impulso dos fotões, os eletrões deslocam-se da primeira para a segunda. As propriedades isolantes do silício mantêm este desequilíbrio constante. Este elemento químico é um semicondutor: tem algumas propriedades dos metais, que conduzem energia e também algumas propriedades dos materiais isolantes. Cria-se assim a corrente elétrica que pode ser usada como eletricidade. Assim, esta corrente elétrica depois é encaminhada até ao inversor cuja função é preparar esta energia para poder ser consumida em casa.
COMO É QUE A ELETRICIDADE GERADA É USADA EM CASA?
A eletricidade produzida pelos painéis está em corrente contínua o que não permite que seja usada pelos eletrodomésticos e demais equipamentos elétricos da sua casa. Por isso, os sistemas fotovoltaicos estão ligados a um inversor – equipamento elétrico que converte a corrente contínua em corrente alternada – instalado entre os painéis e a instalação elétrica da casa. A partir do momento em que é convertida em corrente alternada e injetada na rede, pode ser usada normalmente para fazer funcionar eletrodomésticos e acender lâmpadas de sua casa.
PORQUE É QUE OS PAINÉIS COSTUMAM ESTAR INCLINADOS?
Os painéis são instalados de forma a maximizar a exposição ao sol. Tendo em conta a variação do ângulo de incidência da luz solar ao longo do ano, o ideal é inclinar o painel. O melhor grau de inclinação depende da sua localização específica.
QUAL O ESPAÇO QUE CADA PAINEL SOLAR FOTOVOLTAICO OCUPA?
O espaço necessário para a instalação de cada painel solar é de cerca de 2m2. Esse espaço pode estar num quintal, terreno, terraço ou telhado e não deve ter sombras, sob pena de afetar a produção.
QUANTO TEMPO DURA UM SISTEMA SOLAR FOTOVOLTAICO?
O tempo de vida estimado de um sistema fotovoltaico é de 25 anos. Quer saber se lhe compensa apostar na energia solar?
QUE TIPO DE PAINÉIS SOLARES FOTOVOLTAICOS EXISTEM?
Consoante a eficiência e custo de produção pretendidos, o silício pode ser trabalhado de diferentes formas. Os painéis de amorfo ou filme fino são menos eficientes, mas mais flexíveis. Os painéis monocristalino e policristalino são os mais utilizados e mais eficientes, diferindo unicamente na pureza do silício utilizado.
Os painéis solares comuns têm por base uma estrutura de células de silício. Estas são revestidas para maior resistência e isolamento: na parte de baixo, por um filme plástico; na parte exposta ao sol, por vidro ou lâmina de material plástico transparente com tratamento anti-reflexo. O painel é também cercado por uma moldura de alumínio.
