Energia Solar: História, Funcionamento, Custos e Vantagens, Manuais, Projetos, Pesquisas de Engenharia Elétrica

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ENERGIA SOLAR

Acadêmico: Ademir Junior Vedovato

Introdução ■ (^) O aproveitamento da energia solar gerada a partir do sol é inesgotável, tanto como fonte de calor, quanto de luz, e, atualmente, é uma das alternativas energéticas mais promissoras para prover energia solar necessária para o desenvolvimento humano. ■ (^) É a partir da energia gerada pelo sol que se gera a evaporação, dando inicio vários ciclos, como o da agua, que possibilita o represamento, gerando a eletricidade (a partir da hidroelétrica), por exemplo. (PINHO; GALDINO, 2014)

Histórico energia solar ■ A conversão de energia solar em energia elétrica foi verificado pela primeira vez por Edmond Becquerel, em 1839 onde constatou uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor quando exposto a luz. ■ Em 1876 foi montado o primeiro aparato fotovoltaico resultado de estudos das estruturas no estado sólido, e apenas em 1956 iniciou-se a produção industrial seguindo o desenvolvimento da microeletrônica. (CRESESB; CEPEL , 2014)

Histórico energia solar ■ (^) Linha do tempo da evolução da Energia Solar : (CRESESB; CEPEL , 2014) 1839: Descoberta do efeito fotovoltaico 1883: Primeira célula fotovoltaica 1905: Descoberta do efeito fotoelétrico 1922: Prêmio Nobel para Einstein sobre o efeito fotoelétrico 1930: Teoria do efeito fotovoltaico 1932: Descoberta do efeito fotovoltaico no seleneto de cádmio (CdSe) 1954: Processo da dopagem de silício e Criação da célula solar moderna 1958: Início das utilizações de painéis solares 1976: Criação da primeira célula de silício amorfo 1992: Criação de célula de filme fino 1994: Primeira célula solar que superou em 30% a eficiência de conversão 2006: Novo recorde ao obter uma célula solar com 40% de eficiência

Energia Solar no Brasil ■ A capacidade de produção de energia solar no mundo foi estabelecida em 512,3 GW de instalações fotovoltaicas cumulativas, especialmente em sistemas conectados à rede ( on grid ) nos últimos anos. ■ Com isso, os principais países que utilizam a tecnologia como fonte de energia alternativa são representados por: Índia, (32,9 GW), Reino Unido (13 GW), Grécia (2,7 GW), República Tcheca (2,2 GW), Romênia (1,4 GW), Ucrânia (1,3 GW), Bulgária (1 GW) e Eslováquia (0,5 GW). ■ Enquanto isso, países que não correspondem às maiores instalações cumulativas possuem instalações de: Paquistão (2,1 GW), Taiwan (2, GW), Brasil (2,3 GW) e Filipinas (0,9 GW). (SOLAR, 2019)

Funcionamento

(SOLAR, 2019)

Funcionamento

■ O funcionamento de sistemas de energia solar fotovoltaica utiliza painéis solares que captam a luz e geram, pelo efeito fotovoltaico, correntes elétricas contínuas, que são convertidas para correntes alternadas pelo inversor solar. Dessa forma, a eletricidade está pronta para ser distribuída no local, gerar créditos de energia ou ser armazenada. ■ (^) O funcionamento da energia solar fotovoltaica é baseado no fenômeno que ocorre quando partículas de luz solar (fótons) colidem com os átomos de silício presentes no painel solar, gerando um deslocamento dos elétrons, que cria uma corrente elétrica contínua, chamada de energia solar fotovoltaica. (SOLAR, 2019)

Custos ■ O custo do projeto completo de um sistema de energia solar fotovoltaica residencial (inclusos instalação e materiais) varia em torno de R$12.801,60, considerando a utilização de um gerador de 1,73 kWp instalado em uma residência com o consumo médio mensal de 186,3 kWh. ■ Esse valor pode variar conforme o estado e a empresa que esteja realizando a instalação. (SOLAR, 2019)

Vantagens e Desvantagens ■ Vantagens: ■ (^) 1) Não é necessário sua extração, refinamento ou transporte para o local da geração, uma vez que ele é próximo à carga. Evita-se assim, custos com transmissão em alta tensão (RÜTHER, 1999); ■ (^) 2) O processo de geração de energia é mais simples e não há emissão de gases poluentes ou ruídos (RÜTHER, 1999); ■ (^) 3) Necessita de mínima manutenção (RÜTHER, 1999); ■ (^) 4) Os painéis solares estão cada vez mais eficientes e o seu custo cada vez mais baixo (SILVA, 2007); ■ (^) 5) É recomendada em áreas de difícil acesso pois sua instalação em pequena não demanda investimentos altos em linhas de transmissão (SILVA, 2007);

Vantagens e Desvantagens ■ Vantagens: ■ (^) 6) Em países tropicais é viável em praticamente todo o território (SILVA, 2007); ■ 7) Não necessita de turbinas ou geradores para a produção de energia (Ambiente Brasil, 2009); ■ 8) Cada m² de coletor solar instalado evita a inundação de 56 m² de terras férteis pela construção de usinas hidrelétricas (Ambiente Brasil, 2009); ■ 9) Proporciona elevada economia no uso de energia elétrica que acarreta diminuição no pagamento da conta de luz do usuário (ABRAVA, 2001); ■ (^) 10) Não apresenta risco para quem faz usos dela (ABRAVA, 2001).

Vantagens e Desvantagens ■ Desvantagens: ■ (^) 4) Sua forma de armazenamento é pouco eficiente quando comparada com outras fontes (combustível fóssil, biomassa etc.). ■ 5) Há alguns países, por razões culturais que são contra a construção de casas de concreto em ambientes não urbanos. Seria necessário adaptar os coletores para outros tipos de construções, porém nem sempre isso é possível. ■ (^) 6) Alto custo das placas devido ao alto valor do silício. ■ 7) Técnicas específicas como a inclinação, posicionamento ideal etc., quando não respeitadas, fazem com que alguns projetos se tornem ineficientes.

Vantagens e Desvantagens ■ Desvantagens: ■ (^) 8) Alto consumo de energia para a fabricação do painel; ■ (^) 9) Estes sistemas dependem de baterias que geralmente são do tipo chumboácido, e possuem vida útil de dois anos (UFG, 2010).

Considerações Finais ■ A energia solar está cada vez mais em evidencia devido ao seu rendimento estar aumentando cada vez mais conforme a tecnologia se desenvolve. Porem, o maior empecilho do uso da energia solar atualmente é o seu alto custo de implementação, pois a extração do silício para a produção das placas fotovoltaicas é extremamente caro. ■ O Brasil é privilegiado por ser um dos países que tem uma ótima incidência de luz solar, e como o país tem poucas variações climáticas, como a formação de nuvens e neve, por exemplo, o Brasil poderá se tornar uma potencia mundial na produção de energia solar, superando países como a China, que, atualmente é a maior produtora de energia solar do mundo.

Referencias ■ (^) PINHO, João Tavares; GALDINO, Marco Antonio. Manual de engenharia para sistemas fotovoltaicos. Rio de Janeiro: Cepel - Cresesb, 2014. 530 p. Disponível em: http://www.cresesb.cepel.br/publicacoes/download/Manual_de_Engenharia_FV_2014.pdf. Acesso em: 25 nov. 2020. ■ (^) ARVIZU, D.; BALAYA, P.; CABEZA, L.; HOLLANDS, T.; JAGER-WALDAU, A.; KONDO, M.; KONSEIBO, C.; MELESHKO, V; STEIN, W.; TAMAURA, Y.; XU, H.; ZILLES, R. Direct solar energy. In IPCC Special Report on Renewable energy sources and Climate Change Mitigation [EDENHOFER, O.; PICHS-MADRUGA, R.; SOKONA, Y.; SEYBOTH, K.; MATSCHOSS, P.; KADNER, S.; ZWICKEL, T.; EICKEMEIER, P.; HANSEN, G.; SCHLOMER, S.; VON STECHOW, C (eds)]. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 2011. ■ (^) ANEEL. Agência Nacional de Energia Elétrica Obter contribuições para o aperfeiçoamento da Resolução Normativa nº 129/ com vistas a estabelecer os procedimentos para reembolso do custo de combustíveis de empreendimento que utilize carvão nacional por intermédio da Conta de Desenvolvimento Energético – CDE Disponível em <http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/noticias_area/ dsp_detalheNoticia.cfm?idNoticia=4440&idAreaNoticia=425>. Acessado em 30/11/2020. ■ (^) SOLAR, Portal. A Energia Solar no Mundo. 2019. Disponível em: <https://www.portalsolar.com.br/energia-solar-no- mundo#:~:text=Segundo%20levantamentos%20realizados%20pela%20Ag%C3%AAncia,ano%20anterior%2C%20superando%20as %20expectativas>. Acesso em: 30 nov. 2020. ■ SOLAR, Portal. Como Funciona a Energia Solar. 2019. Disponível em: <https://www.portalsolar.com.br/como-funciona-energia- solar.html>. Acesso em: 30 nov. 2020.