Energia Fotovoltáica e suas características

...

Uma atenção crescente está sendo dada ao estudo das possibilidades de aproveitamento desta forma de energia, isto requer um conhecimento detalhado da mesma, de quanta energia está realmente disponível e em que freqüência e comprimento de onda, para a análise da radiação na superfície terrestre é importante o conhecimento da intensidade da radiação e de sua composição. A radiação solar incidente no limite superior da atmosfera sofre uma série de reflexões, dispersões e absorções durante o seu percurso até o solo devido as flutuações climáticas, a incidência total da radiação solar sobre um corpo localizado no solo é a soma das componentes direta, difusa e refletida.

A energia é obtida através da conversão direta da luz em eletricidade (Efeito Fotovoltaico). O efeito fotovoltaico, segundo o relato de Edmond Becquerel, em 1839, trata-se do aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz. A unidade fundamental do processo de conversão é a célula fotovoltaica. O semicondutor mais utilizado é o silício. Seus átomos se caracterizam por possuírem quatro elétrons de ligação que se ligam aos vizinhos, formando uma rede cristalina. Ao adicionarem-se átomos com cinco elétrons de ligação, como o fósforo, por exemplo, haverá um elétron em excesso que não poderá ser emparelhado e que ficará sobrando, fracamente ligado a seu átomo de origem. Isto faz com que, com pouca energia térmica, este elétron se livre, indo para a banda de condução.

[pic 2]

Desenvolvimento

São muitos os benefícios dos sistemas fotovoltaicos, eles não produzem ruídos ou gases nocivos, nem resíduos, são fáceis de instalar e praticamente não precisam de manutenção, os módulos fotovoltaicos têm duração próxima de trinta anos e os sistemas fotovoltaicos são seguros, a energia pode ser gerada em áreas remotas, os materiais utilizados podem ser reciclados e a indústria para geração solar pode criar milhares de empregos. Os painéis não têm peças móveis, o que exige pouca manutenção e é possível aumentar a potência instalada por meio da incorporação de módulos adicionais. Existem dois sitemas de utilização dessa energia produzida no âmbito residencial, o OFF GRID e o ON GRID, vejamos:

OFF GRID

São aqueles sistemas autônomos, independentes da rede de distribuição de energia elétrica, que se sustentam através de baterias estacionárias, que são seus dispositivos de armazenamento, são compostos por painéis solares, cabos e estrutura de suporte, que compõem juntos o bloco de geração de energia; inversores e controladores de carga, que formam o bloco de condicionamento de potência e Juntamente com as baterias estacionárias, que são do bloco de armazenamento utilizado para propósitos específicos e locais. A energia excedente produzida é armazenada nas baterias e utilizada pelo sistema em momentos de pouca ou nenhuma incidência de sol, como os períodos noturnos. Dessa forma, como as baterias são a fonte de energia reserva do sistema, deve-se pensar em adquirir baterias com espaço de armazenamento de energia suficiente para manter a residência, tendo como base a demanda da casa e as condições climáticas locais (em lugares com pouca incidência de luz, a bateria deverá possuir a capacidade de armazenar grandes quantidades de energia nos momentos de insolação).

ON GRID

Também chamados de grid-tie, este tipo de sistema fotovoltaico precisa, necessariamente, estar conectado à rede de distribuição de energia. Dispensam a utilização das baterias e dos controladores de carga, porem necessitam estar dentro das normas da distribuidora de energia local, no caso de Hortolândia a Distribuidora é a CPFL (http://sites.cpfl.com.br/documentos-tecnicos/GED-15303.pdf). No sistema on-grid, os inversores terão, além da função tradicional de converter a corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA), a função de sincronizar o sistema com a rede pública necessitando assim produzir uma onda senoidal pura. No sistema on-grid, por não possuir dispositivo de armazenamento, toda a energia excedente produzida (aquela que não é utilizada pela residência ou pela empresa) é enviada de volta à rede convencional de energia elétrica. Com isso, o relógio medidor de energia elétrica gira no sentido contrário e esse excedente é convertido em créditos de energia, que podem ser utilizados em momentos onde a demanda é maior que a produção, dentro de um período de até 36 meses.

Com isso, apesar da residência ainda fazer uso da rede convencional de energia, há uma economia na conta o consumidor só paga a diferença entre o que é consumido e o que é produzido.

Resultados esperados

É notório que o consumo e a demanda por energia é cada vez maior no mundo, e a busca por novos meios de se gerar energia limpa e renovavel se itensifica a cada dia, o sistema de energia solar é um investimento com retorno a logo prazo, alternativa vantajosa para locais isolados como regiões onde a rede de transmissão de energia por hidroelétricas não alcança. Contudo, para expandir o uso da energia solar fotovoltaica na matriz energética do Brasil, devem ser adotadas medidas que se enquadrem nas características do sistema elétrico do país, baseando-se inclusive, nos modelos de sucesso adotados em outros países, dessa forma nota-se que o mais importante deste tipo de energia é o fato