Como funciona uma placa solar? 

Com o contexto das mudanças climáticas, dotar energia renovável é essencial para proteger o planeta de variações significativas e de longo prazo nos padrões ambientais da Terra. 

Essas mudanças  são impulsionadas por uma série de fatores, incluindo o aumento das emissões de gases de efeito estufa e o desmatamento, que resultam em alterações nos padrões de temperatura, precipitação e outros aspectos do clima global.

A energia solar, uma alternativa sustentável, tem ganhado cada vez mais espaço como solução para mitigar esses impactos. Em 2024, o Brasil ultrapassou a marca de 39 gigawatts (GW) de potência instalada dessa fonte, o que representa quase 17% de toda a matriz energética brasileira, conforme informação da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR). 

Esta crescente adoção de energia solar é um passo significativo em direção a uma matriz energética mais limpa e sustentável.

Neste texto, você vai descobrir como as placas solares transforma a luz do sol em energia elétrica.

O que é energia solar?

Energia solar é a energia derivada da luz e do calor do sol, sendo uma fonte renovável e sustentável de eletricidade. O termo “energia solar” é frequentemente associado à geração de eletricidade através de painéis fotovoltaicos. Esses sistemas aproveitam a radiação solar para converter a luz do sol diretamente em eletricidade.

Além da energia fotovoltaica, que é a conversão direta da luz solar em eletricidade, há outras formas de aproveitar a energia solar. Por exemplo, a energia  térmica utiliza coletores solares para captar o calor do sol e aquecer fluidos, que podem ser usados para gerar vapor e eletricidade em turbinas ou para aquecimento de água e ambientes.

Agora que você conhece os conceitos básicos sobre energia solar, vamos entender melhor o processo fotovoltaico e como ele transforma a luz solar em eletricidade.

Composição de um painel solar 

Os principais componentes dos painéis solares são:

Células fotovoltaicas

As células fotovoltaicas são o elemento central de uma placa solar. Elas são responsáveis por converter a luz do sol em energia elétrica. Essas células são fabricadas a partir de materiais semicondutores, como o silício, que possuem uma condutividade elétrica intermediária. 

Isso significa que podem atuar tanto como isolantes, impedindo a passagem de corrente elétrica, quanto como condutores, permitindo que os elétrons se movam. Em temperaturas baixas, os semicondutores são isolantes, mas se tornam condutores em temperaturas elevadas.

Vidro fotovoltaico

O vidro fotovoltaico, geralmente de 3.2mm ou 4mm, é tratado com uma substância antiaderente e antirreflexo. Este vidro é utilizado para cobrir e proteger as células fotovoltaicas, permitindo a passagem da máxima quantidade de luz e refletindo o mínimo possível.

Filme encapsulante para o painel solar (EVA)

O filme encapsulante, conhecido como EVA (etileno-vinil-acetato), é um material desenvolvido especialmente para proteger as células fotovoltaicas contra raios UV, temperaturas extremas e umidade. Ele garante a durabilidade e a eficiência dos painéis solares ao longo do tempo.

Backsheet

O backsheet é um filme branco robusto, composto por três camadas, que fica na parte de trás do painel solar. Sua função é proteger os componentes internos dos módulos e também atuar como isolante térmico, garantindo que a placa mantenha seu desempenho adequado.

Caixa de Junção (PV – junction box) 

A caixa de junção é o gabinete que fica na parte traseira do painel solar, onde as células fotovoltaicas estão conectadas eletricamente. Ela facilita a conexão dos cabos elétricos e ajuda a proteger as conexões internas.

Como funciona uma placa solar?

As placas solares convertem a luz do sol em energia elétrica por meio do efeito fotovoltaico, que é a produção de uma corrente em um material semicondutor.

Nesse processo, os fótons(que são partículas da luz solar responsáveis por transportar energia)—incidem sobre as células fotovoltaicas. 

Essa interação faz com que alguns elétrons se soltem dos átomos do material semicondutor e se movam, gerando uma corrente elétrica.

Geralmente, as células fotovoltaicas são compostas por silício, que é tratado para criar duas camadas com diferentes cargas elétricas. Para criar uma carga negativa, o silício é dopado com boro, e para criar uma carga positiva, é dopado com fósforo. 

Quando esses dois tipos de silício são combinados, eles reagem com a luz solar e produzem eletricidade.

Resumindo o processo:

• A luz solar, composta por fótons, atinge as células fotovoltaicas presentes nos painéis solares.

• A energia dos fótons interage com o material semicondutor das células fotovoltaicas.

• Essa interação faz com que alguns elétrons se soltem dos átomos do material semicondutor.

• Os elétrons liberados se movimentam dentro da célula.

• O movimento dos elétrons cria um fluxo de corrente elétrica.

Benefícios da energia solar

A adoção da energia solar tem impactos significativos e amplamente positivos tanto no meio ambiente quanto na economia.

Impactos ambientais da energia solar

Em primeiro lugar, a energia solar reduz a dependência de fontes de energia não renováveis, como carvão, petróleo e gás natural, que são finitas e causam sérios danos ao meio ambiente. 

Ao substituir essas fontes por energia solar, diminuímos a necessidade de extrair e queimar combustíveis fósseis, o que contribui para a redução das emissões de gases de efeito estufa, que são os principais responsáveis pelo aquecimento global.

Além de mitigar as mudanças climáticas, a energia solar também melhora a qualidade do ar. 

As usinas solares não emitem poluentes atmosféricos, ao contrário das usinas de carvão e gás, que emitem partículas nocivas e  químicos que podem causar problemas respiratórios e outras doenças. Portanto, a transição para a energia solar resulta em ambientes mais limpos e saudáveis para as comunidades ao redor.

Benefícios econômicos da energia solar

No aspecto econômico, a energia solar oferece benefícios consideráveis. A instalação e manutenção de sistemas solares criam uma ampla gama de empregos, desde a fabricação de painéis solares e seus componentes, até a instalação, operação e manutenção dos sistemas. 

Esses empregos não  ajudam a impulsionar economias locais e também fomentam o desenvolvimento de habilidades e a formação profissional.

Além disso, a energia solar estimula a inovação tecnológica.

 A área da energia solar está em constante evolução. Esses avanços não apenas tornam a energia solar mais acessível, mas também incentivam a pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias em áreas correlatas, como armazenamento de energia e redes inteligentes.

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