Como funciona a energia solar fotovoltaica?

como funciona a energia solar
A radiação solar que atinge o planeta em uma hora é suficiente para satisfazer a demanda energética global durante um ano inteiro. Dessa forma, encontrar maneiras de converter essa energia em energia elétrica e utilizá-la em  nossas atividades diárias tem sido um dos grandes desafios da comunidade científica. Atualmente, nas residências são utilizadas duas abordagens distintas: Aquecedores solares para água e painéis fotovoltaicos para geração de energia elétrica. Enquanto o primeiro já se encontra bastante difundido na sociedade brasileira, a segunda abordagem começa a ganhar espaço no mercado com a queda nos preços de seus equipamentos.

Enfim, como funcionam os sistemas de geração de energia solar fotovoltaica?

Painéis fotovoltaicos

Embora existam diferentes tecnologias de células fotovoltaicas, a mais difundida e largamente utilizada são as células à base de silício cristalino. Essas células possuem uma camada positiva (com falta de elétrons) e uma camada negativa (com excesso de elétrons), que dão origem a um campo elétrico. Quando os fótons da luz solar atingem a célula, elétrons são “arrancados” dos seus átomos e orientados pelo campo elétrico. Com a conexão de várias dessas células (usualmente 36, 60 ou 72 ligadas em série) constroi-se o módulo fotovoltaico. Ao ligar as células a condutores externos, obtém-se uma corrente elétrica de intensidade proporcional à da radiação incidente.

sistema fv julio
Painéis fotovoltaicos.

Devido às características dos módulos fotovoltaicos, a energia elétrica gerada é do tipo contínua (DC). Esse tipo de energia elétrica é similar a uma pilha, na qual os elétrons fluem sempre em um mesmo sentido, do pólo negativo para o positivo.

Devido ao menor custo para a distribuição, foi adotado para as redes de transmissão a energia elétrica alternada (AC). Nesse tipo de corrente elétrica os polos negativos e positivos oscilam, fazendo com que o fluxo de elétrons altere de sentido em frações de segundos. Dessa forma, para que os painéis fotovoltaicos possam fornecer energia para nossas casas, é necessário que a energia DC seja convertida para AC. Isso é feito por equipamentos chamados Inversores.

 

Aplicativo de monitoramento de geração de energia fotovoltaica

Inversores

Inversor
Inversor

Além da conversão da energia DC em AC, os inversores são responsáveis por controlar todo o sistema de geração de energia fotovoltaica, garantindo a operação no ponto de máxima potência. Esses equipamentos fornecem todas as estatísticas de geração, como tensões e correntes DC e AC, produção energética, etc.

Os inversores atuais apresentam ferramentas interativas para acompanhamento do desempenho do sistema fotovoltaico via internet e smartphone.

Como funciona a energia solar

Em um sistema de geração de energia solar, a luz do sol incide sobre os módulos, que convertem esta energia em corrente contínua (1). Esta corrente é então direcionada para o inversor, que a converte em corrente alternada (2). Então, essa energia pode ser usada em sua casa (3).

como funciona a energia solar residencial

Durante o dia, enquanto o sistema tem maior geração de energia, o consumo é menor, já que a maioria das pessoas não se encontram em suas residências. Por outro lado, à noite, quando o sistema não está gerando, normalmente estamos em casa com a família consumindo energia elétrica. O excedente de energia gerada durante o dia pode ser armazenado em um banco de baterias ou injetado na rede de distribuição.

GDash

A energia excedente gerada durante o dia é enviada para a rede de distribuição e utilizada por outros usuários, gerando créditos para o proprietário do sistema fotovoltaico (4). Durante a noite, o consumidor irá utilizar a energia fornecida pela companhia de energia elétrica de sua região. Um medidor bidirecional, instalado pela distribuidora sem custo para o consumidor, permite medir tanto a energia injetada na rede pelo sistema fotovoltaico quanto a energia consumida da rede. Os créditos obtidos da energia injetada na rede são usados para compensar a energia que foi consumida da rede de distribuição. Assim, o consumidor pagará à companhia de distribuição local apenas o que utilizar acima do valor gerado pelo seu sistema de energia solar. Caso a geração em um mês seja superior ao consumo, o excedente é transformado em créditos que podem ser usados em até 60 meses (5 anos). Deve-se ressaltar que há um valor mínimo da conta de luz a ser pago à concessionária, esse valor é denominado custo de disponibilidade e é referente ao uso da rede.

Foto: David TREBOSC under a CC BY-ND 2.0 license.

Assine nossa newsletter e fique por dentro das notícias sobre a energia solar!


    Submit your response

    O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *