Abstract— O presente relatório foi elaborado no âmbito da unidade curricular Fundamentos de Eletricidade, focado no tema da geração solar. Ao longo do relatório é feito um enquadramento sobre a energia solar e o seu contexto. Explica-se sucintamente o efeito fotovoltaico. Em seguida, apresenta-se a célula fotovoltaica e os vários componentes do sistema fotovoltaico. Com isso, são também apresentados os tipos de sistemas fotovoltaicos e mencionam-se alguns pontos importantes relativos ao seu dimensionamento. Apresentam-se também as vantagens e desvantagens da utilização da energia solar. É apresentada também alguma informação relativa à evolução da tecnologia fotovoltaica, nomeadamente dos seus componentes. Por fim, são apresentadas sob a forma de anexo algumas notícias com inovações na área.
Index Terms— Célula fotovoltaíca, energia elétrica, energia solar, paínel fotovoltáico.
I. INTRODUÇÃO
evido à utilização desmedida dos recursos do planeta e os impactos negativos consequentes, não só a preocupação com as energias limpas tem aumentado, assim como com a sustentabilidade ambiental. Desta forma, cada vez mais se tem optado pelas energias renováveis, podendo assim aproveitar os recursos de forma menos nociva ao meio ambiente.
Uma forma de fazê-lo é optar por produzir energia fotovoltaica, cuja fonte de energia, o sol, é inesgotável. Durante o período do dia, esse emite grandes quantidades de energia e se forem devidamente aproveitadas podem contribuir muito para a produção de energia elétrica. Isto acontece especialmente em países em que a consciência ambiental se encontra mais desenvolvida.
Para o aproveitamento da energia solar têm-se desenvolvido ao longo dos últimos anos sistemas fotovoltaicos. Estes equipamentos têm como objetivo transformar a energia. presente na luz do sol em energia elétrica. Este processo é feito através das células solares que são essencialmente constituídas por material semicondutor, majoritariamente o silício.
II. OSOLCOMOFONTEDEENERGIA
Devido à grande distância existente entre o Sol e a Terra, apenas uma mínima parte (aproximadamente duas partes por milhão) da radiação solar emitida atinge a superfície da Terra. Esta radiação corresponde a uma quantidade de energia de
.
1x1018 KWh/ano. A figura a seguir relaciona esta quantidade de energia, com o consumo anual de energia no mundo e com os outros recursos como urânio (vermelho), gás natural (marrom), petróleo (verde) e carvão (preto).
Figura 1- Conteúdo energético da radiação solar na superfície terrestre, em contraste com o consumo mundial de energia e com as
reservas dos recursos de energia fóssil e nuclear. dados: BMWi 2000
A quantidade de energia solar que atinge a superfície da Terra corresponde, aproximadamente, a dez mil vezes à procura global de energia. Assim, teríamos de utilizar apenas 0,01 % desta energia para satisfazer a procura energética total da humanidade.
A. Distribuição da radiação solar
A intensidade da radiação solar fora da atmosfera depende da distância entre o Sol e a Terra. Assim, durante o decorrer do ano, pode variar entre 1,47 x 108 km e 1,52 x 108 km.
No entanto, apenas uma parte da quantidade total da radiação solar atinge a superfície terrestre uma vez que a atmosfera reduz a radiação solar através da reflexão, absorção (ozono, vapor de água, oxigénio, dióxido de carbono) e dispersão (partículas de pó, poluição).
1) Tipos de Iradiação
A irradiação solar consiste na energia (ou seja, radiação solar) que incide na superfície por unidade de área durante um período de tempo. Ou seja, a irradiância é a potência que incide na superfície por unidade de área. É dada em watt hora por metro quadrado (Wh/m²).
Geração Solar
Anderson Sales, Daniel Flórido, Guilherme Freze, João Puppin, Luciana Chen, Tânia Vilarinho
É necessário entender os tipos de irradiação existentes, uma vez que é a partir da irradiação que será possível obter a energia elétrica. Dessa forma, as três componentes de irradiação que podem ser consideradas são:
1. Irradiação direta: É formada pelos raios solares vindos diretamente do sol, tendo em conta a sua direção;
2. Irradiação difusa: É caracterizada por não ser uma radiação direta e especifica dos raios solares. Deve-se, principalmente, ao aparecimento de nuvens; 3. Irradiação refletida no albedo: É a razão entre a
radiação refletida pela superfície e a radiação incidente sobre ela. Esta irradiação é muitas vezes considerada como uma irradiação difusa por questões de simplificação do problema.
A irradiação global é dada como sendo a irradiação difusa somada à irradiação direta, enquanto a irradiação total que chega ao painel é a soma da irradiação global com a irradiação refletida no albedo.
Para calcular a produção de energia fotovoltaica (FV) basta conhecer a irradiação global, integrada em toda a banda do espectro solar.
A seguir é apresentado um mapa de irradiação solar, em que os valores médios anuais de irradiação são expressos em KWh/m2.dia:
Figura 3 – mapa de irradiação solar
III. EFEITO FOTOVOLTAICO (FV) E PROCESSO DE TRANSFORMAÇÃO DE ENERGIA
O efeito fotovoltaico (FV) foi observado pela primeira vez pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel em 1839, utilizando o primeiro componente eletrônico da história. Este efeito é confundido com o efeito fotoelétrico que por sua vez foi confirmado por Heinrich Hertz em 1887 e posteriormente explicado por Albert Einstein, em 1905.
O efeito fotoelétrico é caracterizado pela emissão de elétrons por um material, geralmente metálico, quando exposto à radiação eletromagnética de frequência alta o suficiente para que os seus fótons energizem os elétrons do material.
O efeito fotovoltaico (FV) é caracterizado pelo surgimento de uma corrente ou tensão elétrica em um material semicondutor, quando é exposto à luz visível. Os dois efeitos estão relacionados, mas são processos distintos.
Quando atingem a célula do dispositivo FV, os fótons da luz solar podem ser refletidos ou absorvidos, ou até passar direto. Assim, apenas os fótons absorvidos geram eletricidade. Quando isso acontece, a energia do fóton é transferida para um elétron em um átomo na célula. Assim, a iluminação do material cria uma corrente elétrica à medida que os elétrons excitados e os buracos remanescentes são arrastados em direções diferentes pelo campo elétrico da região de depleção.
Basicamente, a célula FV converte luz em eletricidade. No entanto, é importante ressaltar que um dos aspetos mais importantes e problemáticos na energia solar é a sua eficiência, associada a perdas no processo de conversão de energia. Estas perdas se dão devido a vários fenômenos elétricos, tendo aproximadamente os seguintes valores:
100% da energia solar irradiada -3% reflexão e sombreamento dos contatos frontais
-23% insuficiente energia do fotão na radiação de onda longa -32% excedente de energia do fotão na radiação de onda curta -8.5% recombinação
-20% gradiente elétrico numa célula
-0.5% resistência em série (perdas térmicas da condução elétrica) =13% energia elétrica utilizável
IV. CÉLULA FOTOVOLTAICA
“Fotovoltaico” refere-se à transformação direta da luz em energia elétrica, recorrendo-se a células solares. Neste processo, podem então ser utilizados materiais semicondutores como o silício (monocristalino, policristalino e amorfo), o arsenieto de gálio, telurieto de cádmio ou disselenieto de cobre e índio.
Figura 2 – Tipos de irradiação
No entanto, o mais comum é a célula de silício cristalina. Atualmente, cerca de 95 % de todas as células solares do mundo são de silício. Sendo ele muito utilizado, pois apresenta uma disponibilidade quase ilimitada. Vale destacar que o silício existe apenas associado à areia de sílica, e não como um elemento químico.
Além disso, o material utilizado nas células solares deve ser da maior pureza possível. Para tal, são necessárias sucessivas etapas químicas. Até os dias de hoje, os fabricantes de células solares têm obtido, na sua maior parte, o material purificado do desperdício da indústria eletrônica de semicondutores.
A. Funcionamento da célula
O material semicondutor apresenta características intermediárias entre um condutor e um isolante. Como o cristal de silício puro não possui elétrons livres e, portanto é mau condutor elétrico, acrescentam-se porcentagens de outros elementos. Este processo denomina-se dopagem.
Da dopagem do silício com o fósforo obtém-se um material com elétrons livres ou materiais com portadores de carga negativa (silício tipo N). Por sua vez, acrescentando Boro obtém-se um material com características inversas, ou seja, falta de elétrons ou material com cargas positivas livres (silício tipo P). Assim, cada célula solar compõe-se de camada fina de material tipo N e outra com maior espessura de material tipo P.
Separadamente, ambas as capas são eletricamente neutras, entretanto ao serem unidas, na região P-N, forma-se um campo elétrico devido aos elétrons livres do silício tipo N que ocupam os vazios da estrutura do silício tipo P. Devido ao campo elétrico gerado pela junção P-N, os elétrons são orientados e fluem da camada “P” para a camada “N”.
Basicamente, em um sistema fotovoltaico a célula é o elemento básico, pois a conversão da energia solar em eletricidade acontece na mesma, através do efeito fotovoltaico. Ela não armazena energia elétrica, e a intensidade da corrente elétrica gerada varia na mesma proporção conforme a intensidade da luz incidente.
B. Eficiência da célula solar
A eficiência das células solares é o resultado da diferença entre a potência entregue pela célula solar e a potência da radiação solar:
, sendo E a irradiância solar e A da área da superfície da célula solar.
Atualmente, a maioria das células fotovoltaicas utilizadas apresenta eficiência de conversão da ordem de 13 a 16%. Existem células fotovoltaicas com eficiências de até 28%, fabricadas de arsenieto de gálio, no entanto o seu alto custo limita a sua produção para o uso da indústria espacial.
C. Efeito da temperatura
O rendimento da célula depende da luminosidade, mas também da temperatura da mesma. Assim, a temperatura torna-se um parâmetro importante pois, como as células estão naturalmente expostas aos raios solares, o seu aquecimento é considerável. Além disso, uma parte da incidência solar absorvida não é convertida em energia elétrica, mas sim dissipada sob a forma de calor. Sendo assim, a temperatura de uma célula é sempre superior à temperatura ambiente.
É então importante ter em conta que a temperatura da célula tem uma grande influência no seu desempenho elétrico. Quanto mais baixa é a temperatura, maior é o seu rendimento. Cada aumento de 1 K na temperatura da célula, provoca uma perda de rendimento da ordem de 0,5%.
V. COMPONENTES DO SISTEMA FOTOVOLTAICO
A. Principais Componentes
Como uma célula apenas produz uma potência muito baixa, pois geram uma tensão elétrica da ordem de 0,4 a 0,5V, várias células são ligadas em série até ser atingida a tensão pretendida. Esta associação de células forma então o painel fotovoltaico (ou módulo).
Por sua vez, a um conjunto de painéis fotovoltaicos, ligados em série e/ou paralelo chama-se “array” ou gerador fotovoltaico. Para minimizar as perdas de potência no sistema, apenas deverão ser utilizados painéis do mesmo tipo.
Figura 6 – componentes do sistema FV
Para a construção de um gerador fotovoltaico, tem-se: Figura 5 – célula fotovoltaica
Associação de painéis em série:
Associação de painéis em paralelo:
Um painel fotovoltaico típico está formado por 36 ou 72 células em série. Uma célula típica de 100 cm2 pode produzir entre 1.7 W (cerca de 0.6V em circuito aberto e 3.5 A em curto-circuito).
B. Inversor
O inversor solar estabelece a ligação entre o gerador fotovoltaico e a rede AC ou a carga AC. A sua principal tarefa consiste em converter o sinal eléctrico DC do gerador fotovoltaico em um sinal eléctrico AC e ajustá-lo para a frequência e o nível de tensão da rede a que está ligado.
O seu papel secundário passa por garantir a segurança do sistema e medir a energia produzida pelos painéis solares.
Duas características importantes na escolha do inversor são a eficiência e a confiança: Quanto maior a eficiência do inversor solar, mais energia é gerada pelos painéis fotovoltaicos. Quanto mais confiável, menor é o risco de ter algum problema com o inversor solar.
Figura 7 – Ligação através do inversor
Como o número de painéis ligados em série perfaz a tensão do sistema, obtém-se a tensão de entrada do inversor. Assim, em função do sistema, se escolhe qual o inversor usar e a sua potência. Em que para pequenos sistemas usa-se apenas um inversor, mas por questões de fiabilidade para grandes sistemas é uma boa solução escolher dois menores.
C. Outros componentes
Além dos componentes previamente mencionados têm-se também a cablagem, que devem ser de menor comprimento possível e os cabos expostos às condições atmosféricas devem estar entubados, com isolamento que suporte temperaturas superiores a 90 °C.
É também necessária a utilização de sistemas de proteção contra defeitos elétricos como descargas atmosféricas e sobre tensões. Um exemplo é o uso de disjuntores, aparelhos de proteção contra sobre intensidades que isolam automaticamente o sistema fotovoltaico da rede eléctrica, caso ocorra uma sobrecarga ou um curto-circuito. Podendo voltar a ser rearmados depois de dispararem.
Portanto, no caso de sistemas autónomos, a produção e o consumo de energia não coincidem, seja ao longo do dia, seja ao longo do ano. Assim, o armazenamento de energia é um tema central no aproveitamento da energia solar. Para ultrapassar esta dificuldade é possível usar sistemas de armazenamento (baterias).
VI. TIPOS DE SISTEMAS FOTOVOLTAICOS
O sistema fotovoltaico pode ser isolado ou ligado à rede elétrica.
Figura 8 – Tipos de sistemas fotovoltaicos
A. Sistemas isolados
Os sistemas fotovoltaicos podem ser de autoconsumo, isto é, ter como prioridade assegurar a alimentação do edifício onde se encontra inserido e não a venda de energia à rede.
Este tipo de sistema autônomo constituiu o primeiro campo de operação econômica da tecnologia fotovoltaica. A
sua aplicação pode ser observada principalmente onde o fornecimento de energia através da rede pública de distribuição de energia elétrica não se verifica por razões técnicas e/ou econômicas. Assim, os sistemas fotovoltaicos autônomos podem constituir em uma alternativa com uma vertente econômica interessante.
Figura 9 – Sistema isolado
Como já foi dito anteriormente, na prática, os sistemas autônomos precisam acumular energia para compensar as diferenças existentes entre a produção de energia e a sua procura. Assim, as baterias recarregáveis são consideradas apropriadas como acumuladores de energia.
Isto introduz a necessidade de utilizar os controladores de carga (ou carregadores) que ficam entre os painéis e as baterias como mostrado na figura anterior. Estes dispositivos são utilizados para controlar a voltagem de entrada nas baterias, evitando sobrecargas ou descargas excessivas, prolongando assim sua vida útil. Esse controle é importante, uma vez que os painéis solares produzem mais ou menos energia de acordo com a quantidade de luz solar e as baterias podem não suportar esta variação.
A energia solar fotovoltaica já é viável em várias aplicações, mas para uso doméstico como sistema autônomo não consegue competir com o preço da energia elétrica das concessionárias via rede pública de distribuição. Isto acontece devido principalmente ao alto investimento inicial necessário e também ao custo de manutenção do sistema de armazenamento. No entanto, é importante enfatizar que o usuário deixa de ser mero consumidor, passando a ser um autoprodutor de energia elétrica.
Estes sistemas podem também ser utilizados em países em desenvolvimento, onde existem grandes áreas sem fornecimento de energia elétrica. Além disso, as evoluções tecnológicas e a diminuição dos custos de produção nos países industrializados poderão também contribuir para a generalização deste tipo de aplicação.
No que diz respeito a pequenas aplicações solares de fornecimento de energia elétrica, também há consideráveis avanços, exemplos conhecidos do uso bem sucedido das células solares em sistemas autónomos de reduzida dimensão: calculadoras eletrônicas, relógios, carregadores de pilhas, lanternas e rádios.
B. Sistema ligado à rede
Uma aplicação da energia fotovoltaica para áreas urbanas é o sistema fotovoltaico interligado à rede pública. Assim, é dispensado o armazenamento local e não é necessário atender toda a demanda do consumidor. Neste tipo de sistema, o aproveitamento da energia gerada é quase total, uma vez que o excesso da produção é repassado a concessionária, gerando crédito para o proprietário.
No caso dos sistemas com ligação à rede, a rede pública de distribuição de eletricidade opera como um acumulador de energia elétrica.
Figura 10 - Sistema ligado à rede
Inicialmente, o local preferencial para as instalações da tecnologia fotovoltaica foi o topo dos telhados dos edifícios. Posteriormente, a integração dos sistemas fotovoltaicos em diferentes tipos de prédios (por exemplo, centros comerciais) tem vindo a ganhar um espaço cada vez maior. Paralelamente, a utilização da tecnologia fotovoltaica em diferentes formas de construção, como por exemplo nos painéis anti-ruído das estradas, tem crescido consideravelmente.
Atualmente, também em expansão estão os grandes projetos fotovoltaicos que são construídos à superfície do solo, formando assim grandes centrais fotovoltaicas ligadas à rede. Este tipo de projeto fotovoltaico tem sido promovido por empresas operadoras do setor elétrico.
VII. DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA FV E ASPETOS IMPORTANTES A SEREM CONSIDERADOS
De uma forma geral, para o dimensionamento de um sistema FV é feito um estudo completo, que incluirá a verificação das condições de irradiação do local ao longo de todo o ano, os locais onde deverão ser instalados os painéis, o número de painéis e inversores utilizados, o dimensionamento da cablagem e das proteções. Além disso, também são feitas avaliações energéticas e econômicas para prever se o projeto terá lucro. A partir disso, se o projeto se mostrar viável é implementado.
Durante a implementação do projeto há alguns aspectos particularmente importantes que serão listados a seguir:
A. Avaliação do recurso solar no local da instalação Quando se pensa em instalar um sistema solar fotovoltaico para produção de energia elétrica é estritamente necessário fazer uma análise do recurso solar existente na zona.
Essa análise inicial é bastante importante, uma vez que uma alteração no recurso solar pode ter um impacto bastante significativo no que diz respeito à produção de energia elétrica e assim ter grandes consequências a nível da viabilidade do projeto.
B. Efeitos do sombreamento
Sob certas condições operacionais, uma célula solar pode aquecer de tal forma, que o seu material fique danificado. Origina-se assim o que é designado por um ponto quente.
Se por algum fator externo a célula ficar com sombreamento, ela vai passar a atuar como uma carga elétrica convertendo a energia elétrica em calor. Se a corrente que a atravessa for suficientemente elevada, poderá resultar o ponto quente já mencionado. A maior intensidade de corrente que pode fluir através da célula é a corrente do curto-circuito.
Para prevenir a ocorrência de pontos quentes, a corrente deve ser desviada da célula solar através de uma derivação da corrente. Para tal é utilizado um dispositivo eletrônico chamado díodo de by-pass, ligado em antiparalelo com as células solares. Assim, este diodo permite “pular” essa célula.
Assim, verifica-se a importância de fazer uma análise de sombreamento para o local da instalação, pois a quantidade de luz pode ser prejudicada por objetos ou construções próximas ao sistema fotovoltaico. Além de prédios e árvores, as chaminés, antenas e objetos menores devem ser observados.
C. Orientação e inclinação do painel fotovoltaico Outro fator com importância relevante é o posicionamento do painel fotovoltaico. Deve-se escolher a orientação adequada e a inclinação que o painel deverá ter, uma vez que existe um valor ótimo.
No Brasil, o painel deve estar voltado para o Norte geográfico com uma inclinação de 25º a 30º. Neste caso, o
nível de irradiação é 15% maior do que numa área horizontal (ângulo de inclinação: β = 0).
Vale ressaltar que a inclinação ótima varia ao longo do ano, dependendo da estação e pode também variar dependendo se o sistema estiver ligado à rede elétrica ou se for isolado.
VIII. VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DA ENERGIA SOLAR
São vários os aspetos positivos apresentados pelo aproveitamento da energia solar.
A principal vantagem relaciona-se com esta ser uma forma “limpa” de obter energia elétrica, sem prejudicar o meio ambiente, ao contrário de muitos outros modos de produzir eletricidade. Ora, isto acontece, uma vez que durante a produção de energia elétrica não está presente nenhuma poluição, e durante a fabricação dos elementos necessários para a construção de painéis solares, a poluição é reduzida e controlável.
Além de não poluir, também não são necessárias grandes áreas e nem desmatamento, nem mesmo nas grandes usinas solares. Contudo, estas devem localizar-se em áreas afastadas por causa do grande calor gerado no ambiente ao seu redor.
Outra vantagem da energia solar passa por as instalações solares não requererem manutenção alta. No entanto esse é um ponto discutível, uma vez que em alguns casos a manutenção poderia ser elevada, pois com sombreamentos e sujeira acumulada a eficiência fica reduzida.
Outro aspecto positivo deste tipo de energia é o uso de sistemas isolados ser uma boa solução para produzir energia elétrica em locais de difícil acesso ou distantes das redes elétricas.
Apesar de haver uma disponibilidade gratuita do sol, o custo dos materiais ainda é alto. No entanto, em longo prazo a sua instalação pode compensar o investimento inicial. Além disso, o custo dos materiais também está diminuindo com o tempo, o que permite que a energia solar venha a ser uma solução bastante viável economicamente. Segundo a Agência Internacional de Energias Renováveis (IRENA), os custos médios da eletricidade gerada pelas tecnologias solar e eólica podem baixar até 59% antes de 2025.
Outro fator positivo é que essa disponibilidade não requer nenhum tipo de adaptação, pois nas áreas com grande incidência de raios solares não há a necessidade de intervenção humana, ao contrário do que ocorre, por exemplo, com as hidrelétricas, onde são necessárias alterações relevantes nos leitos dos rios. Além disso, a construção das barragens pode eventualmente gerar prejuízos na utilização dos cursos d'água em alguns de seus pontos. No caso da energia solar, o ser humano não precisa desenvolver nenhuma forma de intervenção, apenas a melhor maneira de captar a luz emitida pelo Sol.
Portanto, do ponto de vista econômico e ambiental, o uso da energia solar poderá vir a ser uma solução atrativa no Brasil, onde há uma grande quantidade de radiação solar recebida anualmente em quase todo o território.
Como se pode verificar, a lista de vantagens é extensa, no entanto, a geração solar também apresenta alguns aspetos menos positivos.
IX. DESVANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DA ENERGIA SOLAR Um dos grandes desafios da energia solar passar por conseguir melhorar a eficiência da célula solar.
Um aspecto também importante é o custo de produção dos painéis fotovoltaicos. Além disso, atualmente os preços ainda são muito elevados em comparação com outras fontes de energia.
Provavelmente um dos maiores problemas ligados ao aproveitamento da energia solar relaciona-se com a variabilidade e intermitência do recurso solar. As condições climáticas e a altura do dia influenciam a produção da eletricidade e assim fica difícil fazer uma previsão da produção de energia.
Devido à intermitência do recurso mencionada anteriormente, em alguns sistemas surge a questão da necessidade de utilizar sistemas de armazenamento para aproveitar a energia após a sua produção. Além disso, as formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes quando comparadas, por exemplo, aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo e gás), e a energia hidroelétrica (água).
Outro aspeto é a impossibilidade de utilizar a energia solar em algumas regiões em que os níveis de radiação solar são baixos. No entanto, praticamente todas as fontes de energia apresentam o problema de não poderem ser utilizadas com a mesma vantagem e eficiência ao longo de toda a extensão terrestre.
Apesar de uma das vantagens deste tipo de energia ser a ausência de poluição e não incentivarem o desmatamento, as grandes usinas solares podem provocar a morte de espécies de aves que são atraídas pela luminosidade do local.
Por fim, algumas pessoas questionam também a produção dos equipamentos, já que algumas células solares demandam uma grande extração de minérios, tais como o zinco. Assim, com o aumento desta tecnologia, a demanda por matérias-primas pode tornar-se ainda mais intensa. Esses fatores podem contribuir para políticas não sustentáveis na extração dos minerais, causando prejuízos ambientais, além das questões econômicas nos locais de produção.
Analisando do ponto de vista do sistema elétrico há também dois grandes aspectos que devem ser levados em consideração. Um deles é a influência que este tipo de sistema tem na estabilidade da rede elétrica. O outro passa pelas questões de segurança associadas ao sentido inverso do fluxo de energia.
X. EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA E PERSPECTIVAS FUTURAS
A. Evolução da célula 1) Primeira Geração
Estas células são normalmente feitas utilizando placas de silício cristalino e constituem a tecnologia dominante na sua produção comercial, representando cerca de 90% do mercado.
2) Segunda Geração
A segunda geração de materiais fotovoltaicos está baseada no uso de películas finas e substratos rígidos (vidro ou cerâmica).
A sua vantagem é a redução da quantidade de materiais necessários para produzi-las, e assim os custos.
A eficiência destas células é baixa comparada com as de primeira geração, mas como os custos de manufatura são mais baixos pode-se atingir um preço mais reduzido por watt.
Outra vantagem de ter uma massa mais reduzida é a necessidade de menor suporte quando se colocam os painéis nos telhados, o que permite arrumá-los e dispô-los em materiais flexíveis.
Estas células representam aproximadamente 10% do mercado.
3) Terceira Geração
Este tipo de células utiliza nanotecnologias para formação de películas finas sobre substratos flexíveis. Os novos dispositivos incluem células fotoeletroquímicas e células de nanocristais.
A sua vantagem é apresentar um melhor aproveitamento de todo o espectro solar uma vez que são células multijunção com utilização de concentração.
B. Evolução dos inversores
Assim como as células, os inversores também têm sido desenvolvidos.
Normalmente se utilizava um inversor centralizado, assim se houvesse sombra em um dos painéis solares, essa sombra fazia todo o sistema ficar mais fraco. No entanto, hoje já existem micro inversores, que aperfeiçoam a distribuição de energia, uma vez que permitem que cada painel solar funcione de forma independente, eliminando o efeito de elo mais fraco. Esta tecnologia vem substituir o inversor central, contribuindo para o aumento da produção global, especialmente quando o sistema solar é parcialmente sombreado ou impactado por painéis sujos.
XI. OUTRAS TECNOLOGIAS -SOLAR TÉRMICO
Um exemplo de outra tecnologia de aproveitamento do sol é a energia solar térmica.
Nesta tecnologia, a energia solar é aproveitada para o aquecimento de um fluido através da conversão da radiação do sol em energia térmica.
O uso da radiação solar como energia de aquecimento é conhecido como aquecimento solar térmico. Esta tecnologia não deve ser confundida com o fotovoltaico. Contudo entre as várias aplicações da energia solar térmica, uma delas é a possibilidade de gerar eletricidade, pois a tecnologia atual permite produzir vapor, e em seguida eletricidade.
XII. CONCLUSÃO
Como atualmente há uma maior conscientização no que diz respeito à sustentabilidade do planeta, se está dando uma grande evolução nas tecnologias de produção de energia elétrica utilizando os recursos naturais do planeta. Assim, quer a energia solar, que a energia eólica, estão crescendo e começando a entrar no mercado da eletricidade.
No entanto, apesar de todos os aspetos positivos da utilização de energias renováveis, há ainda alguns desafios para a sua integração nas redes de transmissão e distribuição. Contudo, as vantagens vão superando as desvantagens e as suas perspectivas são de grande crescimento.
ANEXOS
A. Noticias atuais de algumas inovações
1) Primeira estrada nos EUA com painéis fotovoltaicos será na “Route 66”
http://www.curbed.com/2016/6/21/11976224/solar-panel-
street-pavers-missouri-energy-route-66?__surl__=IgOSC&__ots__=1467327441589&__step__=1
2) Nova célula solar, 50 vezes mais fina que o cabelo humano
http://europe.newsweek.com/new-solar-cell-50-times-thinner-human-hair-432210?rm=eu
3) Marrocos e a maior central de energia solar
https://www.theguardian.com/environment/2016/feb/04/moroc co-to-switch-on-first-phase-of-worlds-largest-solar-plant
4) França vai pavimentar 1000 km de estradas com painéis solares
http://www.treehugger.com/solar-technology/france-pave-1000km-roads-solar-panels.html
REFERÊNCIAS
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[2] Irradiação Solar [Online] Disponível:
https://pt.wikipedia.org/wiki/Irradia%C3%A7%C3%A3o_sola r [Acessado em: 02-Jun-2016]
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https://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula_solar~ [Acessado em: 02-Jun-2016]
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http://e-ee.ist.utl.pt/realisations/EnergiesRenouvelables/FiliereSolaire/ PanneauxPhotovoltaiques/Cellule/Temperature.htm
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http://www.neosolar.com.br/aprenda/saiba-mais/sistemas-conectados-grid-tie/projeto [Acessado em: 13-Jun-2016] [6] Instalação do sistema fotovoltaico [Online] Disponível: http://www.electronica-pt.com/instalacao-sistema-fotovoltaico [Acessado em: 15-Jun-2016]
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http://www.neosolar.com.br/aprenda/saiba-mais/controladores-de-carga [Acessado em: 15-Jun-2016] [8] Vantagens e desvantagens da energia solar [Online] Disponível:
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[9] Vantagens e desvantagens da energia solar [Online] Disponível:
http://brasilescola.uol.com.br/geografia/vantagens-desvantagens-energia-solar.htm [Acessado em: 29-Jun-2016] [10] Custos da energia solar [Online] Disponível:
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[11] Evolução da energia solar [Online] Disponível: http://luksolar.blogspot.com.br/2016/04/a-evolucao-da-energia-solar.html [Acessado em: 29-Jun-2016] [12] Evolução da energia solar [Online] Disponível: https://turma1422.wordpress.com/2008/09/08/evolucao-da-energia-solar-fotovoltaica/ [Acessado em: 30-Jun-2016] [13]Evolução da energia solar [Online] Disponível: http://diariodonordeste.verdesmares.com.br/cadernos/opiniao/ avanco-da-energia-solar-1.1479722
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[15] Energia solar térmica [Online] Disponível: http://pt.solar-energia.net/solar-termica
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[16] Energia solar térmica [Online] Disponível: http://www.vaillant.info/clientes/aconselhamento-
informacao/como-funcionam-diferentes-tecnologias/aquecimento-solar-termico/index.pt_ex.html [Acessado em: 30-Jun-2016]
