Painéis solares: preço, especificações, o que saber sobre energia solar

yangna/iStock

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À medida que o mundo se esforça para reduzir sua dependência de combustíveis fósseis e se mover em direção a formas de energia mais sustentáveis, a energia solar é algo que todos desejam explorar. Uma fonte de energia perene, a luz solar está disponível na maior parte do mundo por períodos significativos durante o dia.

Para colher essa energia, porém, é necessário equipamento especializado, e os painéis solares são o método mais comumente usado. Se você não sabe como eles funcionam, de que são feitos ou quanta energia eles podem gerar, aqui está um guia básico para você começar.

Painéis solares são dispositivos que convertem luz em eletricidade. Eles são chamados de painéis solares porque, na maioria das vezes, a luz do Sol, ou Sol como os astrônomos gostam de chamá-lo, é a forma de luz mais abundante e de fácil acesso também.

Um painel solar consiste em uma camada particular de células de silício, uma armação de metal em um invólucro de vidro que possui uma película especial ao seu redor e conexões que ligam os componentes entre si, formando um array. Unidades menores dentro de um painel são chamadas de células solares ou fotovoltaicas, cada uma capaz de converter luz em eletricidade.

Quando dispostas em um painel, as células solares podem coletar mais luz incidente na área e convertê-la em eletricidade. É por isso que muitas vezes vemos espaçonaves equipadas com grandes painéis solares projetados para atender às necessidades de energia elétrica do veículo espacial.

Os painéis solares podem ser comuns hoje em dia, mas sua história remonta a mais de 100 anos. Antes disso, a energia do Sol era acessada para aquecer a água e transformá-la em vapor para acionar máquinas.

No entanto, o cientista francês Edmund Becquerel observou o efeito fotovoltaico (a geração de tensão e corrente elétrica em um material exposto à luz). Por meio de experimentos com células eletrolíticas, ele estabeleceu que a eletricidade que flui entre dois eletrodos de platina revestidos com cloreto ou brometo de prata é ligeiramente mais forte à luz do dia do que no escuro. Aos 19 anos criou a primeira célula fotovoltaica capaz de converter luz em eletricidade.

Em 1883, Charles Fritts criou a primeira célula solar usando o selênio semicondutor, revestindo-a com uma camada extremamente fina de ouro. O painel de Fritts também foi instalado em um telhado em Nova York, mas seu alto custo e eficiência de conversão de energia de 1% o tornaram inviável a longo prazo.

Russell Ohl primeiro patenteou as células solares feitas com silício, e o primeiro painel solar usando células de silício foi criado em 1954. Esses painéis foram projetados principalmente para produzir energia para espaçonaves, mas também encontraram sua aplicação em calculadoras na década de 1970.

Um painel solar consiste em uma grande variedade de células solares conectadas. As células solares são geralmente feitas de silício, o segundo material mais abundante no planeta depois do oxigênio. Como o silício é um semicondutor, ele pode atuar como isolante e condutor.

Dentro de uma célula solar, o silício é organizado em duas camadas diferentes: o tipo P, que pode receber elétrons, e o tipo N, que pode doar elétrons. O silício do tipo p é produzido pela adição de átomos - como boro ou gálio - que têm um elétron a menos em seu nível de energia externa do que o silício, criando uma vaga. O silício do tipo n é feito incluindo átomos, como o fósforo, que possuem um elétron a mais em seu nível externo do que o silício.

A camada do tipo N é colocada de frente para a luz do sol, enquanto o tipo P é colocada abaixo da camada do tipo N.

António Fernández/ ACS

A luz do Sol vem em pequenos pacotes de energia chamados fótons que podem fazer com que a camada do tipo N perca elétrons. Estes são coletados em uma camada de alumínio por baixo, também conhecida como folha traseira. Ao produzir o fluxo de elétrons para frente e para trás, isso produz uma corrente elétrica, que pode fluir pelos fios e sair da célula solar para um dispositivo de armazenamento.