10 termos relevantes energia fotovoltaica
Os 10 termos para conhecer a energia fotovoltaica
A energia fotovoltaica é uma fonte de energia limpa e renovável que utiliza a radiação solar para produzir eletricidade. Ela pode ser produzida por pequenos geradores para autoconsumo ou em grandes usinas fotovoltaicas, sendo uma das energias renováveis mais importantes para atingir as metas de descarbonização.
A energia solar, ou seja, a energia que aproveita a radiação solar para produzir eletricidade, é utilizada desde os anos 40, contando com um rápido desenvolvimento nos últimos 50 anos, onde os custos diminuíram e a efetividade aumentou de maneira inversamente proporcional. Inicialmente usados para brinquedos e para a corrida espacial, os painéis fotovoltaicos têm sido utilizados desde 1958 para fornecer energia.
A partir de 1980, seu preço começou a diminuir constantemente devido ao uso de novos materiais para a construção dos painéis. A fotovoltaica se tornou, então, fundamental para o desenvolvimento das energias renováveis e como parte do processo para conter as mudanças climáticas. Além disso, juntamente com a energia eólica, ela representa mais de 95% do investimento global em energia limpa.
A fotovoltaica é baseada no efeito fotoelétrico, pelo qual certos materiais podem absorver fótons e liberar elétrons, o que gera uma corrente elétrica. Este processo deve ser feito com um dispositivo semicondutor e apenas alguns poucos materiais permitem isso. Para entender melhor este processo, é necessário conhecer os 10 termos que definem esta energia.
Os 10 termos mais relevantes da energia fotovoltaica
Fóton
O fóton é a base para qualquer transformação de radiação em eletricidade. Os fótons do sol colidem com elétrons dos materiais de uma célula para separá-los do núcleo. O elétron é liberado e à medida que se move, isso produz uma carga elétrica que é usada para gerar eletricidade.
Módulo ou painel fotovoltaico
O elemento principal do módulo são as células fotovoltaicas que recebem a luz solar e a convertem em eletricidade de corrente contínua, graças a materiais semicondutores como o silício dopado com outros materiais como o boro, fósforo, arsênico, etc., que permitem o efeito fotovoltaico. Sua eficiência é a relação entre a potência elétrica de saída e a potência recebida da radiação solar.
Os outros elementos que compõem o módulo são a estrutura, o vidro de proteção, o material de encapsulamento, os conectores e a caixa de junção.
A vida útil de um módulo é de aproximadamente 30 anos.
Estruturas fixas
Quando nos referimos à instalação de uma estrutura metálica fixa, falamos de postes, vigas e purlins que permitem a colocação de painéis fotovoltaicos. A montagem dessa estrutura é fundamental para fornecer ao painel o ângulo de inclinação ideal para uma ótima absorção da radiação solar, assim como para suportar as diferentes cargas (vento, neve, abalos sísmicos) de vento.
Rastreadores solares
São estruturas metálicas móveis que conectam o painel solar ao solo e se movem seguindo o caminho do sol com o objetivo de captar o máximo de radiação possível e assim maximizar a produção de eletricidade da instalação. Atualmente, a solução mais difundida é o rastreador de um eixo.
Blocos de potência (Power Block)
O bloco de potência é composto pelo inversor e pelo transformador:
- Inversor: O inversor é o equipamento responsável por transformar a corrente contínua gerada pelos fótons nos painéis solares em corrente alternada. Para que possamos consumir esta energia em nossas casas, é necessário transformá-la em corrente alternada. Os inversores podem ser centrais ou de corda.
- Transformador: É responsável por elevar a energia elétrica de baixa para média tensão, de modo que tenha menos perdas em sua transferência.
Estes blocos são necessários ou para levar a energia elétrica diretamente ao consumidor ou para transferi-la para uma subestação que aumente novamente a potência para o transporte na rede de transmissão ou distribuição.
Autoconsumo fotovoltaico
Esse processo se baseia na produção individual (ou em pequenos grupos) de eletricidade para consumo próprio. O objetivo por trás dessas instalações não é apenas economizar nas contas de eletricidade, mas também combater as mudanças climáticas através do uso de energias renováveis e não-poluentes.
Existem diferentes tipos de autoconsumo, dependendo do uso dado à energia produzida pela instalação. Um deles é o autoconsumo sem excedentes, no qual o usuário utiliza a energia produzida apenas para suprir suas necessidades energéticas. No autoconsumo com excedente, parte da energia produzida é conectada à rede elétrica.
Agrovoltaica
A palavra agrovoltaica consiste em tornar compatíveis os usos dos terrenos das instalações para produzir energia e para realizar atividades agrícolas ou pecuárias.
Exemplos de agrovoltaica incluem a criação de gado, a apicultura e o cultivo de ervas aromáticas. O objetivo é combinar as energias renováveis com o uso desses terrenos pelos trabalhadores do setor primário.
Módulos bifaciais
Os módulos bifaciais são assim chamados porque são capazes de captar a energia solar em ambos os lados do módulo. Ou seja, eles também captam a radiação que é refletida pelo solo. Com isso, existe um incremento da produção de eletricidade, já que se aumenta a superfície disponível sem ocupar mais espaço.
Albedo
A porcentagem de radiação refletida por qualquer superfície em relação à radiação recebida é conhecida como albedo. Isso existe em todas as superfícies e apresenta valores diferentes. Quanto maior o albedo, mais radiação incidente é refletida pelo solo, mais radiação o módulo pode absorver e, portanto, mais eletricidade pode ser gerada.