Qual significado de fotovoltaica – Glauco Diniz Duarte

Para falar de irradiação solar, precisamos relembrar alguns conceitos que estudamos das aulas de Física nos tempos da escola. Por mais semelhantes que possam parecer, os significados de radiação e irradiação não são os mesmos e entender isso é fundamental para compreender como um painel fotovoltaico é capaz de continuar captando energia solar e transformando-a em energia elétrica mesmo em dias nublados.

Radiação

é a energia liberada pelo Sol, principalmente sob forma de ondas eletromagnéticas. Parte da radiação é vista em forma de luz, outra parte foge do espectro que conseguimos perceber visualmente, mas sentimos seus efeitos, são os raios infravermelhos (IV) e os ultravioletas (UV). A vida na Terra só é possível graças aos 1,5 x 1018 kWh de energia fornecidos pelo Sol anualmente.

Parte da radiação emitida pelo Sol é refletida (pelas nuvens, pelo gelo, pelos oceanos), perdida por difusão ou absorvida por moléculas de oxigênio e ozônio da atmosfera. No entanto, mais de 50% chega à superfície, e é essa fração de radiação que chega à superfície que nos interessa.

Irradiação

é a propagação de energia sem a necessidade de meio material.  É a quantidade de radiação solar em determinado intervalo de tempo. Geralmente, é medida em watt por hora por metro quadrado (Wh/m²).

Como transformar a energia do sol em energia elétrica

Os painéis fotovoltaicos se conectam uns com os outros, formando uma rede ligada ao inversor solar, peça que converte a energia solar captada pelos painéis em energia elétrica, pronta para ser utilizada por qualquer aparelho ligado à rede.  O que não é utilizado pela unidade consumidora pode ser entregue à concessionária e utilizada posteriormente em forma de crédito na conta de luz.

Tecnologia solar

As pesquisas com células solares são muito mais antigas do que imaginamos. A descoberta do fenômeno fotovoltaico se deu em 1839, pelo físico Antoine Cesar Becquerel, mas somente um século depois, em 1941, as células solares de silício – semelhantes às usadas até hoje – foram criadas por Russel Ohl. Em 1954, pesquisadores americanos (Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson) criaram o primeiro painel fotovoltaico capaz de converter (6%) energia solar em energia elétrica.

Painel fotovoltaico

Os painéis fotovoltaicos são formados por módulos, que por sua vez são feitos de conjuntos de 36, 60 ou 72 células fotovoltaicas – geralmente feitas de silício monocristalino (que respondem a 80% do mercado). A eficiência dos painéis é dada no quanto (em %) de energia solar é convertido em energia elétrica por m². A eficiência desse tipo de painel fica entre 15 e 20%. Sua vida útil é de 25 a 30 anos e se considerarmos que o investimento feito na instalação de micro ou miniusinas fotovoltaicas se paga em torno de sete anos, temos cerca de 20 anos de energia limpa gratuitamente.

Energia fotovoltaica em dias nublados

Quando falamos em energia fotovoltaica, é comum pensar que os painéis funcionam somente em dias limpos e ensolarados, e isso é uma preocupação principalmente para quem vive na região Sul do Brasil, onde o inverno é mais rigoroso e os dias nublados, mais comuns. Entretanto, dias frios e nublados não são um impedimento para a geração de energia fotovoltaica. Na Alemanha, líder mundial em consumo de energia solar, o inverno é muito mais intenso e a incidência de raios solares é bem menor que no Brasil, por exemplo.

Obviamente, em dias ensolarados e de céu “limpo”, a captação de energia solar é mais eficiente e os painéis trabalham com todo seu potencial, porém, os sistemas mais modernos são capazes de captar irradiação solar também em dias nublados, e mesmo que a produção fique menor em alguns períodos, a média é sempre positiva ao consumidor.

Além disso, as beiras das nuvens podem funcionar como um espelho, refletindo a luz e aumentando o ângulo de incidência, dessa forma, a luz chega a uma superfície maior do painel. O frio também pode aumentar a eficiência dos painéis, pela redução de resistência. Logo, morar em uma região onde o tempo é predominantemente frio e nublado não é impedimento para se investir em painéis fotovoltaicos.

Irradiação solar no Brasil

O Brasil é um dos países com maior incidência de raios solares ao ano, especialmente os estados da região Nordeste, que apresentas os maiores valores de irradiação solar global (relação entre maior média e menor variabilidade). Entre o centro, semiárido, da Bahia e o noroeste de Minas Gerais, a média anual é de 6,5kWh/m²/dia. No País, a média fica entre 4.500 Wh/m2 e 6.300 Wh/m2, de acordo com dados do Atlas Brasileiro de Energia Solar.

É um potencial energético riquíssimo e que somente nos últimos anos passou a ser explorado. Principalmente após criação do Sistema de Compensação de Energia Elétrica (Resolução 482/2012 da Aneel) e instituição da Resolução Normativa 687/2015, que, entre outros benefícios, fomenta a compra e a instalação de painéis e outros componentes para micro e miniusinas fotovoltaicas residenciais.