A Tecnologia Fotovoltaica
Em contraste com a energia derivada dos combustíveis fósseis, a energia proveniente Sol supera a procura global de energia em cerca de dez mil vezes. E sendo assim, teríamos de utilizar somente cerca de 0,01% desta energia para satisfazer a procura energética total da humanidade.
O Sol fornece energia na forma de radiação, e esta é a base de toda a vida na Terra. Devido à grande distância existente entre o Sol e a Terra, a penas uma pequena parte da radiação solar emitida atinge a superfície terrestre, e sendo que essa radiação é ainda reduzida na atmosfera, através da reflexão, absorção e dispersão. A radiação solar é então dividida em três componentes: radiação directa, radiação difusa e radiação reflectida no albedo.
- Radiação Solar
O Sol fornece energia na forma de radiação, e esta é a base de toda a vida na Terra. Devido à grande distância existente entre o Sol e a Terra, a penas uma pequena parte da radiação solar emitida atinge a superfície terrestre, e sendo que essa radiação é ainda reduzida na atmosfera, através da reflexão, absorção e dispersão. A radiação solar é então dividida em três componentes: radiação directa, radiação difusa e radiação reflectida no albedo.
A definição da localização exacta do Sol perante o referencial que pretendemos (painel fotovoltaico) torna-se muito importante para que o procedimento de cálculo de radiação solar num painel seja possível.
Nos casos em que se verificam sombreamento, a componente directa da radiação é inexistente.
Se um sistema seguir a posição do Sol, a energia produzida será maior.
Em Portugal, os níveis de irradiação solar, situam-se entre os 1.300 kWh/m e os 1.800 kWh/m.
Fotovoltaico significa a transformação directa da luz em energia eléctrica, recorrendo-se a células solares. Neste processo são utilizados materiais semicondutores, cujo silício é o mais comum, uma vez que cerca de 95% de todas as células solares do mundo são de silício.
O silício, numa posição próxima do oxigénio, é o segundo elemento químico mais frequentemente utilizado na Terra. Não se apresenta como um elemento químico, mas sim associado à areia de sílica, sendo que até aos dias de hoje, os fabricantes de células solares têm obtido, na sua maior parte, a material purificado do desperdício da indústria electrónica de semicondutores.
A célula solar clássica de silício cristalino, é composta por duas camadas de silício contaminadas com diferentes impurezas. A camada orientada para o Sol está contaminada negativamente com fósforo, e a camada inferior está contaminada positivamente com boro. É produzido um campo eléctrico na junção das duas camadas, que conduz à separação das cargas libertadas pela luz solar. No intuito de gerar electricidade da célula solar, são impressos contactos metálicos nas suas partes frontal e posterior.
Nos casos em que se verificam sombreamento, a componente directa da radiação é inexistente.
Se um sistema seguir a posição do Sol, a energia produzida será maior.
Em Portugal, os níveis de irradiação solar, situam-se entre os 1.300 kWh/m e os 1.800 kWh/m.
- Células Fotovoltaicas
Fotovoltaico significa a transformação directa da luz em energia eléctrica, recorrendo-se a células solares. Neste processo são utilizados materiais semicondutores, cujo silício é o mais comum, uma vez que cerca de 95% de todas as células solares do mundo são de silício.
O silício, numa posição próxima do oxigénio, é o segundo elemento químico mais frequentemente utilizado na Terra. Não se apresenta como um elemento químico, mas sim associado à areia de sílica, sendo que até aos dias de hoje, os fabricantes de células solares têm obtido, na sua maior parte, a material purificado do desperdício da indústria electrónica de semicondutores.
A célula solar clássica de silício cristalino, é composta por duas camadas de silício contaminadas com diferentes impurezas. A camada orientada para o Sol está contaminada negativamente com fósforo, e a camada inferior está contaminada positivamente com boro. É produzido um campo eléctrico na junção das duas camadas, que conduz à separação das cargas libertadas pela luz solar. No intuito de gerar electricidade da célula solar, são impressos contactos metálicos nas suas partes frontal e posterior.
Existem diferentes tipos de células solares actualmente. Podem-se dividir em três grupos: células de silício cristalino (mais frequentes), células de película fina e células híbridas. Também se podem designar as células solares por ordem de geração (ver definições em "Presente e Futuro").
Para os sistemas solares com ligação à rede pública, geralmente são utilizadas as células solares de silício monocristalino e policristalino. A menor eficiência do silício policristalino é contrabalançada pelas vantagens que oferece em termos de preço final.
As células são agrupadas em módulos fotovoltaicos e estes agrupam-se em painéis de múltiplos módulos.
Na junção de módulos do mesmo tipo em série, em paralelo ou mista, obtêm-se diferentes valores de tensão ou corrente, permitindo agilizar o processo de controlo e de utilização da energia produzida pelo painel.
Existem diferentes tipos de módulos, e estes podem ser classificados mediante: tipo de material utilizado, material de encapsulamento, tecnologia de encapsulamento, tecnologia do substrato e funções específicas de construção.
Algo a ter em conta no estudo e planeamento dos módulos fotovoltaicos, trata-se portanto do efeito de sombreamento, da deposição de neve e do vento nos módulos. Factores esses que podem colocar em risco a utilização deste tipo de aproveitamento solar.
Para os sistemas solares com ligação à rede pública, geralmente são utilizadas as células solares de silício monocristalino e policristalino. A menor eficiência do silício policristalino é contrabalançada pelas vantagens que oferece em termos de preço final.
- Módulos Fotovoltaicos
As células são agrupadas em módulos fotovoltaicos e estes agrupam-se em painéis de múltiplos módulos.
Na junção de módulos do mesmo tipo em série, em paralelo ou mista, obtêm-se diferentes valores de tensão ou corrente, permitindo agilizar o processo de controlo e de utilização da energia produzida pelo painel.
Existem diferentes tipos de módulos, e estes podem ser classificados mediante: tipo de material utilizado, material de encapsulamento, tecnologia de encapsulamento, tecnologia do substrato e funções específicas de construção.
Algo a ter em conta no estudo e planeamento dos módulos fotovoltaicos, trata-se portanto do efeito de sombreamento, da deposição de neve e do vento nos módulos. Factores esses que podem colocar em risco a utilização deste tipo de aproveitamento solar.
- Sistemas Fotovoltaicos
São múltiplas as aplicações da energia eléctrica da energia solar fotovoltaica.
Nos sistemas autónomos, o aproveitamento da energia solar precisa de ser ajustado à procura energética, uma vez que a energia produzida não corresponde, na maior parte das vezes, à procura pontual de energia de um consumidor concreto, e como tal, são utilizadas baterias de acumuladores.
Os sistemas fotovoltaicos autónomos são constituídos essencialmente por: gerador fotovoltaico (um ou mais módulos fotovoltaicos, geralmente dispostos em paralelo), regulador de carga, acumulador e consumidor.
Os sistemas fotovoltaicos autónomos são constituídos essencialmente por: gerador fotovoltaico (um ou mais módulos fotovoltaicos, geralmente dispostos em paralelo), regulador de carga, acumulador e consumidor.
No sistemas ligados à rede, a rede pública de distribuição de electricidade opera como sendo um acumulador de energia fotovoltaica;
Os sistemas fotovoltaicos ligados à rede são constituídos essencialmente por: gerador fotovoltaico, caixa de junção, cabos AC-DC, inversor, mecanismos de protecção e aparelho de medida.
Os sistemas fotovoltaicos ligados à rede são constituídos essencialmente por: gerador fotovoltaico, caixa de junção, cabos AC-DC, inversor, mecanismos de protecção e aparelho de medida.