É a eletricidade gerada a partir da luz do sol. Para tanto, é necessário possuir painéis fotovoltaicos, compostos de materiais semicondutores (o principal é o silício). Estes semicondutores também são chamados de “células solares”. Ao receber raios solares, os painéis de semicondutores convertem a energia dos fótons em energia dos elétrons do material, em um efeito conhecido como fotoelétrico. O movimento dos elétrons é o que gera corrente elétrica.
A palavra fotovoltaica significa energia dos raios solares. “Foto” vem de “photo”, derivada da palavra grega “phos”, que significa luz. “Volt” é uma unidade de medida batizada em homenagem a Alessandro Volta (1745-1827), pioneiro nos estudos sobre eletricidade.
Existem, basicamente, dois usos dos raios solares como fonte de energia: o térmico e o elétrico. O primeiro pode ser feito de forma passiva, através de técnicas modernas de arquitetura e construção que permitem maior iluminação natural aos ambientes, ou com o auxílio de coletores ou concentradores solares – nestes casos, porém, a função da energia gerada é basicamente aquecer a água.
Já a conversão da energia solar em elétrica pode ocorrer por processo termoelétrico ou fotoelétrico. O termoelétrico é conseguido através da junção de dois materiais semicondutores que, quando aquecidos pelo sol, provocam uma diferença de potencial entre as extremidades, gerando corrente elétrica; mas seu rendimento é baixo e o custo do material, muito elevado, o que inviabiliza o uso comercial. O processo fotoelétrico, por sua vez, converte os fótons contidos na luz solar em energia elétrica, através do uso dos painéis fotovoltaicos, formados por células solares.
À parte do investimento inicial, com compra e instalação do equipamento, a energia elétrica gerada pelo sistema fotovoltaico não tem outros custos, dado que os painéis demandam pouca manutenção. Com a evolução tecnológica, o prazo de retorno deste investimento inicial está cada vez menor.
Além disso, tal energia é autossuficiente e, portanto, mais segura em termos de abastecimento, principalmente para os consumidores corporativos, para quem a falta de energia pode significar perdas de produção. A energia fotovoltaica também é a solução mais barata para a eletrificação de grandes propriedades rurais formadas por sistemas elétricos dispersos. Outro uso bastante viável, principalmente para a iniciativa pública, é a eletrificação de comunidades remotas.
A interação entre o silício e a luz solar, que gera a energia fotovoltaica, não produz resíduos. Por isso, ela é considerada uma fonte de energia limpa ou ecológica. Além disso, a radiação solar é abundante e inesgotável, com grande potencial de utilização, enquanto o silício, principal semicondutor utilizado nos painéis fotovoltaicos, é o segundo elemento mais encontrado na superfície terrestre. Ou seja: é uma solução energética sustentável.
Atualmente, o custo para se montar um sistema fotovoltaico é maior que o de um convencional. Mesmo assim, é um investimento que se paga no médio prazo, já que não há conta mensal de luz. Além disso, a durabilidade dos materiais (de 15 a 30 anos) vale o investimento. Outra boa notícia é que, com o desenvolvimento e a disseminação da tecnologia, os custos têm caído ano a ano.
Para maior eficiência do sistema, os painéis fotovoltaicos devem ser instalados em posição e altura determinadas de acordo com a localização da construção. Além disso, é necessário calcular a quantidade de energia demandada e a radiação solar recebida a fim de definir o modelo e o tamanho dos painéis. A instalação requer, ainda, inversores (para transformar a corrente elétrica direta em alternada) e baterias (no caso dos sistemas off-grid, em que é preciso armazenar a energia gerada ao longo do dia).
Sim, a energia solar fotovoltaica tem os mesmos usos que a energia elétrica convencional. No entanto, é necessário um projeto de instalação de painéis condizente com a demanda e a finalidade de consumo.
No sistema fotovoltaico, a energia elétrica não é gerada a partir de movimentos mecânicos. É a interação entre o silício cristalino e a luz solar que gera a liberação de elétrons para a corrente elétrica, e este processo é silencioso.
Não. Por isto, a energia solar fotovoltaica é considerada uma energia limpa.
A eficiência do sistema solar fotovoltaico depende, sim, da quantidade de luz recebida. Porém, mesmo em dias nublados há radiação mais do que suficiente para a geração de energia. Além disso, em localidades com condições climáticas piores, o sistema pode ser potencializado aumentando-se a superfície de contato (com painéis fotovoltaicos maiores). No Brasil, todas as regiões apresentam ótimas condições climáticas.
Como a energia produzida durante o dia fica armazenada em baterias, o abastecimento de energia é garantido também durante a noite.
O silício, principal matéria-prima utilizada na fabricação de painéis fotovoltaicos, é o segundo elemento químico mais abundante na Terra, atrás somente do oxigênio.
O sistema solar fotovoltaico chamado off-grid é aquele que não está conectado à rede elétrica convencional. Pode abastecer locais remotos, como propriedades rurais e embarcações, e equipamentos isolados, como radares de autoestradas. Atualmente, é o mais utilizado no Brasil.
Já o on-grid é o sistema solar fotovoltaico conectado à rede elétrica. Ele pode abastecer edificações completas ou apenas algumas de suas instalações – por exemplo, câmeras domésticas de segurança. Em muitos países onde o sistema on-grid é amplamente utilizado, como Alemanha e Espanha, é possível que o proprietário venda o excedente da eletricidade produzida por seu sistema fotovoltaico para a concessionária de energia, o que gera ainda mais economia.
No Brasil, o potencial de energia fotovoltaica é imenso, dados seus altos índices de radiação solar. Atualmente, os governos e as concessionárias de serviços públicos são os principais investidores, utilizando painéis fotovoltaicos em sinalização e fiscalização rodoviárias, iluminação pública, telecomunicações e outros. O projeto federal Luz Para Todos, que visa levar energia elétrica para comunidades isoladas e carentes, também faz amplo uso da energia fotovoltaica.
No entanto, os sistemas fotovoltaicos on-grid ainda são uma grande novidade. Os dois principais obstáculos têm sido o custo de compra e instalação dos painéis e a falta de uma política oficial de subsídios. O primeiro já está sendo ultrapassado graças ao avanço da tecnologia, que tem reduzido o custo e aumentado a eficiência dos painéis fotovoltaicos. Já o segundo depende da vontade política dos governantes e da conscientização da sociedade, o principal fator de pressão junto ao poder público.
As perspectivas do setor no Brasil, porém, são otimistas, e espera-se que em breve o país conte com legislação que defina incentivos à instalação de sistemas fotovoltaicos residenciais e comerciais, assim como à venda de energia fotovoltaica à rede elétrica por parte dos usuários.
Fontes: Suntech Power, Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) e Universidade Federal de Santa Catarina.
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