Glauco Diniz Duarte Grupo GD – Como energia solar é convertida em eletricidade
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, como a água e o ar, o Sol é um dos sistemas de suporte de vida da Terra, fornecendo calor e luz. A energia solar, que é renovável, amplamente disponível e limpa, fornece energia suficiente para atender às necessidades de consumo anual do mundo a cada 50 minutos. O desafio é coletar uma parcela – ainda que pequena – desse calor e energia radiante.
Duas principais tecnologias foram desenvolvidas para aproveitá-lo:
Tecnologia solar fotovoltaica, que converte diretamente a luz solar em eletricidade usando painéis feitos de células semicondutoras.
Tecnologia solar térmica, que capta o calor do sol. Esse calor é usado diretamente ou convertido em energia mecânica e, por sua vez, em eletricidade, conhecida como energia solar concentrada. Esse calor é usado diretamente (energia solar térmica a baixa temperatura) ou convertido em energia mecânica e, por sua vez, em eletricidade (energia solar concentrada – CSP).
Dois tipos diferentes de instalações são usados:
Sistemas individuais que as empresa de energia solar fotovoltaica utilizam para residências ou pequenas comunidades. Os painéis fotovoltaicos podem alimentar dispositivos elétricos, enquanto os coletores solares térmicos podem aquecer residências ou água quente.
As usinas de energia solar fotovoltaica ou concentrada, que cobrem centenas de acres, produzem eletricidade em larga escala, que pode ser alimentada em redes de energia.
A energia solar é uma das energias renováveis mais atraentes devido à sua flexibilidade – sua capacidade de abastecer cidades e indústrias usando grandes usinas solares e, ao mesmo tempo, oferecendo uma capacidade autônoma nas regiões rurais mais isoladas.
Energia solar fotovoltaica
O efeito fotovoltaico (ou efeito fotoelétrico) converte luz em eletricidade. Foi descoberta pelo físico francês Edmond Becquerel em 1839 e foi usada pela primeira vez em aplicações industriais em 1954. O princípio: uma corrente elétrica ocorre quando os elétrons são deslocados. Para que isso aconteça, os fótons (partículas de luz) excitam os elétrons mais externos dos átomos de certos elementos semicondutores.
Na prática, a luz que atinge uma célula fotovoltaica é convertida em eletricidade por um semicondutor, geralmente silício. Um painel fotovoltaico é composto de várias células que produzem corrente contínua, que é então convertida em corrente alternada por um inversor.
Os painéis podem ser usados em pequenos sistemas ou grandes plantas, instalados por profissionais empresa de energia solar fotovoltaica.
Energia solar térmica de baixa temperatura
A tecnologia de energia térmica solar de baixa temperatura produz calor a partir dos raios solares e o utiliza diretamente. Operando em temperaturas abaixo de 100 ° C, as instalações atendem a aplicações residenciais e comerciais (água quente e aquecimento), bem como a uma ampla variedade de necessidades industriais. Essa tecnologia é responsável pela maior parte da energia solar gerada em todo o mundo.
Os coletores solares térmicos são usados para absorver o calor dos raios solares e transferi-lo para um fluido de transferência de calor, como ar, água ou anticongelante, que por sua vez o transporta para as áreas a serem aquecidas.
Os mais difundidos são os coletores de placas planas, que são constituídos por uma superfície escura que absorve os raios solares e uma camada de isolamento térmico coberta com uma folha de vidro que gera um efeito estufa. Os coletores operam a até 70 ° C acima da temperatura ambiente. Existem também coletores solares térmicos de ar, usados para secagem de culturas agrícolas, por exemplo, e sistemas não vidrados feitos de borracha ou plástico, em vez de uma cobertura de vidro, usada principalmente para aquecer piscinas. Os coletores de tubos de vácuo são mais adequados para usos industriais de alta temperatura, como limpeza de matadouros ou pasteurização de produtos enlatados. Eles são compostos de tubos de vácuo de vidro para isolamento térmico ideal. No interior, um absorvedor captura a energia solar e a transfere para um fluido.
Energia solar concentrada
Esse segundo tipo de tecnologia de energia solar térmica concentra o calor dos raios solares usando coletores para aquecer um fluido de transferência (gás, óleo ou sal fundido, por exemplo) a uma temperatura alta. O fluido aquece uma rede de água, que produz vapor e aciona uma turbina (energia mecânica), gerando eletricidade.
O calor dos raios solares é coletado em grandes usinas onde espelhos planos ou curvos são instalados em vastas áreas. A tecnologia é mais adequada para países onde a luz solar é intensa, por exemplo, em regiões desérticas.
