Radiação solar

O sol, tal como a água, é fonte de vida. Certamente já sabes que sem água não é possível viver. E em relação ao sol? O sol fornece energia na forma de radiação. E essa radiação pode ser aproveitada de muitas formas: permite o crescimento das plantas e desenvolvimento de outros seres vivos, aquece as casas, a água e o ar, e pode produzir energia eléctrica.

O sol não aquece a terra toda da mesma maneira. Devido à inclinação do Planeta, os raios solares são mais fortes no equador (zonas muito quentes como África ou América do Sul) do que noutras zonas como o Pólo Norte. Quanto mais forte é a radiação mais energia temos para ser usada.

Parte da radiação é absorvida pela Terra, a restante é devolvida (reflectida) para a atmosfera. Outro dado curioso é que mesmo em dias com muitas nuvens, a radiação solar está sempre presente na atmosfera.

Tipos de sistemas de energia solar

Todos sabemos que o vento faz andar os barcos à vela e até faz rodar as velas dos antigos moinhos de vento! Durante milhares de anos, os moinhos não tinham muita força, por isso serviam apenas para moer farinha ou puxar água dos poços. Mas agora os cientistas conseguiram transformar as pequenas velas de pano em pás de materiais muito resistentes, tão grandes como as asas de um avião! Quando o vento passa por estas pás gigantes toda a sua força faz com que as pás girem!

Mas porque queremos “fazer” electricidade?

Na tua casa, cada vez são mais os aparelhos que funcionam a electricidade: televisão, frigorífico, aquecedor, microondas, etc. e até já se fala de carros eléctricos! Mas há um problema! Experimenta passar um dia sem electricidade.

Vais ver que tal é quase impossível. Para produzir toda esta electricidade recorremos a gás, petróleo ou carvão que são muito poluentes ou a centrais nucleares que são muito perigosas.

Mas se aproveitarmos toda a energia contida na radiação emitida pelo sol podemos transformá-la para “fazer” electricidade limpa, sem poluir o ambiente!

Além do Sol, também o Vento, as Ondas, as Marés e os Rios podem ajudar a produzir energia limpa que nunca vai acabar, por isso também se chamam: ENERGIAS RENOVÁVEIS! e todas elas resultam da energia solar!

Como funciona um sistema solar fotovoltaico?

A radiação solar é captada em painéis solares e convertida em energia eléctrica por meio de um processo chamado de "efeito fotoeléctrico". Este processo ocorre em células fotovoltaicas, que são feitas utilizando camadas muito finas de um material semicondutor (silício na maioria dos casos). Quando os raios de sol atingem a sua superfície, cria-se uma diferença de potencial gerando assim uma corrente eléctrica entre camadas com cargas eléctricas opostas.

A trajectória e a elevação do sol variam durante o dia e ao longo do ano, pelo que o ângulo de incidência da radiação solar também varia constantemente.

A inclinação dos painéis solares tem assim de ter em conta a sua localização.

Em Portugal, por exemplo, a orientação óptima para a produção de electricidade é a direcção Sul, com um ângulo de inclinação de 30-35o, de modo a optimizar a produção anual.

Os painéis solares fotovoltaicos produzem energia eléctrica em corrente contínua, pelo que é necessário convertê-la em corrente alternada, para assim poder ser injectada na rede eléctrica. Esta conversão ocorre em equipamentos a que chamamos inversores.

Nos sistemas isolados, ou seja nos que não estão ligados à rede eléctrica pública, é necessário armazenar energia para compensar a produção e o consumo de energia. É assim necessário armazenar energia durante o dia, enquanto existe radiação solar, para poder ser utilizada, por exemplo, durante a noite ou em períodos de maior consumo. Para tal é necessário instalar baterias e um regulador de carga, que tem como objectivo gerir a carga das baterias e aumentar a sua fiabilidade e longevidade.

A influência da meteorologia no solar fotovoltaico

A eficiência das células fotovoltaicas depende da radiação solar e da temperatura. Parece evidente que a eficiência dos painéis solares, e consequentemente a sua produção de energia, aumente com o aumento da radiação solar.

E com a temperatura? A eficiência dos painéis solares também aumenta com o aumento de temperatura Não!!!!

A eficiência dos painéis solares decresce com o aumento da temperatura ambiente. Por este motivo, os painéis solares atingem o pico de eficiência a baixas temperaturas.

Aplicações do solar fotovoltaico

Com a massificação e a redução do custo dos painéis fotovoltaicos, as suas aplicações são infindáveis... devido à modularidade e factor de escala do solar, é possível fornecer energia a pequenos equipamentos como calculadoras, relógios, rádios portáteis, lanternas, iluminação, sinalização, parquímetros, etc., até grandes centrais de produção de energia para ligação à rede eléctrica pública.

A tecnologia de produção de electricidade pela via fotovoltaica é ainda recente.

As primeiras experiências bem-sucedidas coincidem com o início da aventura espacial. De então para cá a evolução tecnológica tem sido enorme, e hoje a cada dia que passa há novas descobertas e desenvolvimentos (as universidades portuguesas estão bem avançadas). Por tudo isso se espera que num futuro próximo esta fonte de produção de electricidade possa vir a ter um papel fundamental na nossa vida, e que possa ser incorporada de forma natural nas habitações, no vestuário, nos automóveis, etc.