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O que é e como funciona energia solar fotovoltaica?

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Nunca foi tão importante saber o que é ou como funciona energia solar fotovoltaica. Com o seu uso crescendo exponencialmente, a fonte caminha para se tornar a principal forma de geração elétrica mundial.

No Brasil, principalmente, ela ainda está em fase inicial de expansão. E, por isso, é possível encontrarmos muita desinformação. Mitos acerca da fonte e a tecnologia que a utiliza para gerar energia elétrica são comuns.

Estamos falando dos sistemas solares fotovoltaicos, que se espalham por todo o país. Eles vem possibilitando aos consumidores economizarem em suas contas de luz.

Além do fato de ser relativamente nova em terras brasileiras, um dos motivos porque ainda existem muitas dúvidas de como funciona energia solar fotovoltaica é o fato de que ela, superficialmente, se assemelha a outra tecnologia. Esse é o cado do aquecimento solar térmico, esta já bem mais difundida no país.

Ambas utilizam “placas” para captar a energia proveniente do sol. Porém, enquanto a solar térmica é usada como forma de aquecer água e outros fluídos, a solar fotovoltaica gera energia elétrica.

Mas, então, o que é especificamente e como funciona energia solar fotovoltaica? É isso que iremos responder no texto abaixo.

O que é a Energia Solar Fotovoltaica

A energia solar fotovoltaica é a geração de energia elétrica através da luz do sol. Isso acontece quando, através de um sistema fotovoltaico, o consumidor pode abastecer todo o consumo elétrico de seu imóvel.

Agindo como um grande reator nuclear natural, o sol libera a cada instante pequenos pacotes de energia. Esses pacotes são chamados fótons. Eles percorrem aproximados 150 milhões de quilômetros, em cerca de 8,5 minutos, para chegar a Terra.

A cada hora, a quantidade de fótons que atingem nosso planeta seria suficiente para gerar energia para, teoricamente, satisfazer as necessidades energéticas globais por um ano inteiro.

No entanto, a porcentagem de participação da energia solar na geração elétrica mundial ainda é ínfima. Mas, conforme a tecnologia vai evoluindo e seus custos vão reduzindo. A nossa capacidade de aproveitar a abundância de energia do sol vai aumentando.

Um relatório divulgado em 2017 pela Agência Internacional de Energia mostra que a energia solar se tornou a fonte de energia de crescimento mais rápido do mundo, marcando a primeira vez que o crescimento da energia solar superou o de todos os outros combustíveis.

Nos próximos anos, todos estaremos aproveitando os benefícios da eletricidade gerada por energia solar.

Como Funcionam os Sistemas Solares Fotovoltaicos

Os sistemas solares fotovoltaicos são a forma como conseguimos produzir e usufruir da energia solar fotovoltaica.

Atualmente, o Brasil já conta com mais de 20 mil desses sistemas espalhados por todo o país e atendendo os mais diversos tipos e tamanhos de unidades consumidoras.

Os principais equipamentos que compõem o sistema são os módulos fotovoltaicos. Eles são conhecidos popularmente como placas solares, e o inversor interativo.

Os módulos fotovoltaicos são compostos por muitas células solares, unidade mínima da tecnologia e responsáveis pela conversão direta da luz em eletricidade.

Feitas de materiais semicondutores, mais comumente o silício, as células solares são produzidas com uma camada positiva (com falta de elétrons) e uma camada negativa (com excesso de elétrons). Juntas, criam um campo elétrico, assim como em uma bateria.

Quando os fótons atingem uma célula solar, eles liberam os elétrons em excesso dos átomos da camada negativa. Esses passam para a camada positiva criando, assim, um circuito elétrico. Quando os elétrons fluem através desse circuito, eles geram eletricidade.

Múltiplas células compõem um módulo fotovoltaico e vários destes são agrupados para formar um painel solar. Quanto mais painéis você pode implantar, mais energia você pode esperar gerar.

Geração (e Conversão) de Energia

Conforme os elétrons circulam em uma direção ao redor desse circuito, os módulos fotovoltaicos produzem energia em corrente contínua (CC).

No entanto, a energia que consumimos em nossas casas e empresas chega até nós como corrente alternada (CA). Como, então, os sistemas conseguem entregar a energia em CA? Usando um inversor.

Um inversor solar pega a eletricidade gerada pelo painel em CC e a converte em CA. Por esse motivo que eles costumam ser considerados como o cérebro do sistema.

Juntamente com a inversão de CC para CA, eles também fornecem proteção contra falhas elétricas e geram estatísticas do sistema, incluindo a produção de energia e rastreamento de ponto máximo de potência.

Porém, a função mais importante do inversor é a realização da troca da energia gerada com a energia da rede elétrica.

Por não produzirem energia durante a noite ou energia insuficiente em momentos de pouca luminosidade, os sistemas fotovoltaicos precisam ser conectados à rede elétrica (on-grid) ou à um banco de baterias (off-grid). Com isso, o consumidor pode contar com a energia dela nesses momentos.

Da mesma forma, naqueles momentos de maior geração, quando o sistema pode estar suprindo mais do que é consumido, é preciso que essa energia seja enviada para algum lugar, visto o caráter imediato do uso desta.

Cabe, então, ao inversor realizar a troca dessa energia sistema/rede. Injetando o excedente gerado na rede ou “pegando” desta nos momentos que precisar.

Passo a Passo do Sistema de Como Funciona Energia Solar Fotovoltaica + Créditos Energéticos

 

Aqui está um exemplo de como funciona energia solar fotovoltaica em uma instalação solar doméstica.

  1. Primeiro, a luz solar atinge um painel solar no telhado e gera energia em corrente contínua,que flui para um inversor.
  2. O inversor converte a eletricidade de CC para CA.
  3. Caso exista consumo no momento, ele irá enviá-la ao quadro de distribuição. Caso contrário, será enviado para o relógio bidirecional.
  4. Energia gerada pelas placas e convertida pelo inversor para CA será usada na casa quando necessário.
  5. Energia gerada pelas placas e convertida pelo inversor para CA será injetada na concessionária. Com isso, é gerado o crédito para a unidade consumidora.

É extremamente simples e limpo, e está ficando mais eficiente e acessível a cada ano.

Mas o que acontece com a energia que eu gerei e injetei na rede da distribuidora? Eu a perco?

Não, através do sistema de compensação de energia elétrica, criado pela ANEEL em sua resolução normativa 482 de 2012, toda essa energia é apenas emprestada para distribuidora, a qual deve ressarcir o consumidor por esta através de créditos energéticos.

Esses créditos, que possuem validade de 5 anos. Então, nesse período pode ser utilizados pelo consumidor para abater na sua conta. Dessa forma, uma vez que os sistemas são dimensionados para produzir toda a energia consumida, o consumidor poderá reduzir sua conta de luz em até 95%.


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