Por Cecília Gusmão, Luana Olimpio e Marcos Lázaro
Com certeza você conhece alguém que tem ou pensa em instalar painéis solares para fugir das altíssimas contas de luz que chegam em comércios, indústrias e residências. Mas já parou para pensar em como funcionam projetos de energia solar e como essas placas de fato aproveitam a luz do sol? Neste artigo, descomplicamos tudo o que você precisa saber sobre a ciência por trás de projetos de energia solar.
Relevância Econômica
De acordo com a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), só em 2019, foram instalados mais de 110 mil sistemas fotovoltaicos, correspondendo a R$ 4,8 bilhões e 15 mil profissionais trabalhando na área. Tal fato evidencia a relevância econômica deste setor na economia atual. Assim, não se limitando apenas ao setor de energia, as placas solares também influenciam o setor imobiliário.
Nesse sentido, apesar de não existirem dados brasileiros referentes a essa relação, de acordo com um estudo estadunidense realizado pelo Lawrence Berkeley Laboratory, a valorização de imóveis capazes de produzir sua própria energia pode chegar a 15 mil dólares. Ainda com base no mesmo estudo, os compradores estão dispostos a pagar 4 dólares a mais para cada watt de energia solar.
Por que a energia solar tem todo esse alcance?
O crescimento da procura por energia solar é atribuido a dois principais fatores: retorno financeiro e valorização das soluções sustentáveis. Segundo o Portal Solar, no Brasil o tempo de retorno financeiro das placas solares é de em média 3 anos, sendo que as mesmas possuem vida útil média de 25 anos. Em outras palavras, o dinheiro gasto por uma pessoa com as placas volta para o bolso da mesma em forma de contas de luz mais baixas ao longo dos 3 primeiros anos de uso, em média.
Além disso, a Organização das Nações Unidas (ONU), em 2015, estabeleceu para os países membros atingirem 17 Objetivos de Desenvolvimento Sustentável até 2030. Nesse sentido, o objetivo 7 é referente à energia limpa e acessível, afetando diretamente a visão do mercado para o investimento na produção e aprimoramento das placas solares, fontes de energia renovável que não emitem gases poluentes. Dessa forma, contribuir para o movimento do país na direção sustentável é inegavelmente uma forma de marketing para empresas que pretendem fazer uso da tecnologia.
A tecnologia dos projetos de energia solar
Por trás da inovação, que promete economia e sustentabilidade, existe o resultado de anos de pesquisa e muito trabalho de cientistas investidos em explorar a energia do sol como fonte de eletricidade. Mas como isso realmente acontece? Quais são os mecanismos que permitem essa transformação?
O efeito fotoelétrico
O efeito fotoelétrico é o que acontece nas placas solares a nível microscópico. Ele consiste no fato de que elétrons (partículas elementares negativas dos átomos) estão “conectados” aos núcleos dos átomos por quantidades específicas de energia. Se preferir pensar de outra forma, existem quantidades específicas de energia que mantém elétrons conectados ao núcleo do átomo.
Por outro lado, o sol emite fótons, que são como “pacotes” de energia. Quando esses “pacotes” emitidos pelo sol tem uma quantidade de energia mínima, suficiente para exceder a energia que prende os elétrons aos núcleos, estes elétrons são “liberados”, de modo que ao ficarem livres no metal, formam uma corrente elétrica!
A partir da descoberta desse fenômeno, os cientistas e engenheiros perceberam que, uma vez que encontrassem os materiais mais propícios a terem seus elétrons “arrancados” pelos fótons solares e a forma de canalizar esses elétrons para ter acesso à corrente elétrica, poderiam aproveitar a energia do sol, e é aí que começamos a falar de placas solares!
Da descoberta à inovação
Percebeu-se o efeito fotoelétrico pela primeira vez em 1839, por um físico francês chamado Edmond Becquerel. Depois, em 1883, a primeira célula fotovoltaica, que é a menor unidade produtora da placa solar, foi construída pelo inventor Charles Fritts. Tal célula era feita de selênio revestido de ouro e sua eficiência era cerca de 20 vezes menor que a eficiência das células atuais, em média.
A formulação teórica apresentada anteriormente só foi aparecer em 1905, desenvolvida pelo famoso físico Albert Einstein, que se baseou em experimentos feitos por Heinrich Hertz. Posteriormente, em 1930, desenvolveu-se a primeira célula fotovoltaica de silício, material que até hoje é a base dos painéis solares. Desde esse momento, realizaram-se diversos aprimoramentos nas placas que aumentaram sua eficiência energética e custo de produção.
No ano 2000, surgiram os primeiros sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica, que é o sistema predominantemente usado. Por fim, em 2006, desenvolveram-se células fotovoltaicas com até 40% de eficiência.
Enfim, uma vez em um passado não tão distante, as placas solares estavam presentes apenas nas histórias de ficção científica e nos sonhos das mentes mais futuristas. Hoje representam a escolha lógica e viável para qualquer indivíduo disposto a contribuir com a redução do aquecimento global e economizar dinheiro!
Faça parte desta jornada!
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