Energia Fotovoltaica: O que é e como funciona?

O sol é uma fonte inesgotável de energia e o seu uso está cada vez mais comum, seja em residências, fazendas ou indústrias. Mas como é gerada a energia fotovoltaica? O que é um painel solar? Como a luz do sol se transforma em energia elétrica? Confira neste artigo.

Como a luz do sol se transforma em energia elétrica?
Como a luz do sol se transforma em energia elétrica?

O passo a passo da Geração de Energia Fotovoltaica

Para te explicar como funciona o sistema fotovoltaico, usaremos os seguintes passos:

  1. O funcionamento do Painel Solar
  2. A função dos Inversores
  3. Usando a energia fotovoltaica gerada
  4. A energia fotovoltaica que sobrar
  5. Como é feita a medição

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1 – O funcionamento do Painel Solar

O primeiro passo é a captação da luz do sol pelos painéis solares e a sua transformação em energia elétrica. Esse processo é chamado de EFEITO FOTOVOLTAICO.

O Efeito Fotovoltaico acontece assim: Partículas de luz emitidas pelo sol (os famosos fótons) percorrem os aproximados 150 milhões de quilômetros que separam a Terra do sol e colidem diretamente com os átomos de silício que compõem o painel solar.

Com a colisão, elétrons são deslocados do silício e geram a conhecida corrente elétrica. E assim temos a nossa Energia Fotovoltaica.

2 – A função dos Inversores

Agora que já temos a energia, é só ligar a minha TV no painel solar e pronto? Ainda não!

A corrente gerada pelo painel solar é DC, diferente da corrente alternada (AC) usada nas nossas casas. Portanto, precisamos passar por um processo de conversão. Nesse momento entra em cena o inversor!

O inversor pode ser instalado na saída de cada painel ou ainda para o sistema todo. Ele é o elemento fundamental para disponibilizar energia para todos os equipamentos da sua casa.

3 – Usando a energia fotovoltaica gerada

Agora sim! Uma vez que a energia fotovoltaica foi gerada pelo painel solar e convertida em corrente alternada pelos inversores, ela já está circulando na fiação elétrica da sua casa. Você já pode assistir um filme na televisão comendo um sorvete que estava no congelador ou uma pipoca de microondas sem se preocupar.

Mas e de noite? Não tem sol, não tem energia solar. Só posso ver meu filme das seis da manhã às cinco da tarde?

Nesse ponto é bom entendermos o conceito de Sistemas ON-GRID e OFF-GRID:
  • O sistema de geração de energia ON-GRID carrega esse nome por estar conectado à rede elétrica (Grid = rede em inglês). Ou seja, nesse tipo de sistema, quando a sua usina não está gerando energia, você passa a utilizar automaticamente a energia fornecida pela concessionária do modo que já estamos acostumados.
Nesse vídeo explicamos como funciona o Sistema de Geração Solar ON-GRID
  • Como já podemos deduzir, o sistema de geração de energia OFF-GRID não está conectado à rede elétrica. Sendo assim, é necessário que ele trabalhe associado a um banco de baterias capaz de reter a energia produzida. Assim, nos momentos em que sua usina estiver inativa, você ainda terá energia. Esse sistema é comumente utilizado em lugares de difícil acesso à rede elétrica, como por exemplo plantações mais afastadas.
Nesse vídeo explicamos como funciona o Sistema de Geração Solar OFF-GRID

Certamente, se sua empresa ou residência têm acesso à rede elétrica, você irá utilizar a primeira opção. Assim você sempre tem energia, seja solar vinda dos painéis ou elétrica, fornecida pela concessionária da sua cidade.

Sendo assim, uma dúvida pode surgir na sua mente: E se eu não consumir toda a energia fotovoltaica que minha usina gerou? Então vamos para o próximo passo que eu te conto o que acontece.

4 – A energia fotovoltaica que sobrar

O sistema ON-GRID, por estar conectado na rede, funciona assim:

Quando você consumir mais energia do que sua usina solar produziu, será gerado um débito para você equivalente à energia consumida.

Por outro lado, quando você estiver gerando mais energia fotovoltaica do que consumindo, essa sobra será devolvida para a rede elétrica e será gerado um crédito, da mesma maneira que anteriormente. Sendo assim, no final a conta é simples:

O seu consumo mensal de energia proveniente da rede elétrica é aquilo que você consumiu dela menos o excedente de energia que você produza e envie de volta para a mesma rede.

Então surge outra pergunta: Como medir minha geração e meu consumo durante o mês inteiro? Chama o próximo passo!

5 – Como é feita a medição

Aqui o raciocínio é bem simples. Explicando: se você utiliza a energia fornecida pela rede, você já tem um medidor na porta da sua casa. É ele que vai informar para a concessionária o valor da sua conta.

A diferença desse medidor para o que precisa ser instalado no sistema de geração de energia fotovoltaica é que o medidor padrão é unidirecional. Ou seja, ele só mede a energia consumida.

O medidor para o sistema solar deve ser bidirecional. Além de medir o consumo, precisa adicionar na conta o excedente de energia devolvido por você ao sistema.

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Como aprender mais sobre energia fotovoltaica?

Se você é da área da tecnologia, seja engenheiro, técnico, tecnólogo ou estudante, esse é um excelente momento para aprender mais a fundo sobre os equipamentos e conceitos utilizados em sistemas de geração de energia fotovoltaica.

Nessa playlist do Youtube temos vários vídeos explicando mais a fundo a teoria das usinas solares e experiências práticas comprovando o funcionamento de cada passo citado acima. Confira:

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