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Energia solar


O homem adorou o sol durante milênios. Se conseguíssemos ver de sua superfície a Terra, perceberíamos que ela é um ponto girando a uma distância de 150 milhões de quilômetros e que recebe algo como a energia de 10 bilhões de Itaipus. Para que possamos utilizar a energia do sol que chega à superfície da Terra, precisamos de transdutores que convertam tal energia diretamente em energia elétrica.

O aproveitamento dessa energia começou a ser utilizada em 1959 nos EUA, como forma de geração de energia elétrica para os satélites.

Hoje, a forma mais banal de aproveitamento de energia solar é aquela feita por relógios e calculadoras solares.

Ela tornou-se uma forma atrativa como fonte de energia, foi a forma buscada para lugares isolados, distantes das redes elétricas, na alimentação de equipamentos importantes de telemedições e telecomunicações, pois, devido a sua instalação e localização, acabam utilizando a energia solar como fonte energética para seu funcionamento.

Princípio de funcionamento

Antes de entendermos o funcionamento dos transdutores de energia solar, chamadas de células fotovoltaicas (nome dado devido ao efeito que ocorre nesses transdutores - efeito fotovoltaíco), vamos entender um pouco sobre como é feito a sua fabricação.

A fabricação de células solares é parecida com a produção dos chips de computadores, baseada em materiais semicondutores. A matéria-prima básica para a fabricação das células é o silício. Ele é purificado (extração de impurezas inerentes ao silício) e fundido num cristal cilíndrico. Depois, esse cilíndro é cortado por uma serra de dentes de diamante em fatias muito finas. Essas lâminas passam por etapas de limpeza e recozimento em fornos de alta temperatura, quando se difunde fósforo sobre elas.

A reunião de uma camada contaminada com fósforo ao silício constitui a junção semicondutora responsável pelo funcionamento da célula fotovoltaica.

A junção semicondutora é constituída por dois semicondutores: um do tipo N (possui excesso de elétrons livres) e uma do tipo P (possui falta de elétrons, chamado de lacunas).

A constituição dessa junção faz com que se impeça que os elétrons livres e lacunas se recombinem estabelecendo, assim, uma ddp entre os terminais da célula.

 

O passo seguinte é a impressão das pistas metálicas captadoras da energia elétrica liberada.

 

A célula está pronta para ser montada em painéis. O painel fotovoltaico é constituído de aproximadamente trinta e seis células solares.

 

Quando esses painéis são expostos à fonte de luz, os fótons (partículas de luz) excitam os elétrons do semicondutor e esses elétrons se deslocam, gerando corrente elétrica.

A corrente elétrica produzida ao ligarmos uma carga (uma lâmpada por exemplo) entre os terminais dos paíneis não depende do calor (pelo contrário, o rendimento da célula solar cai quando sua temperatura aumenta) e sim da quantidade de luz incidente e da área da célula. As células solares continuam a operar mesmo sob céu nublado.

Créditos: Paulo Belvedere para o site educar.sc.usp.br

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