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1 de dezembro de 2021

Como funcionam os sistemas de energia solar

Um guia para iniciantes para aprender as noções básicas sobre sistemas de energia solar e eletricidade.
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Blog - Como funcionam os sistemas de energia solar

A energia solar pode ser rastreada a partir do século VII a.C. quando lupas foram usadas para fazer fireⁱ. Hoje, é possível encontrar energia solar em todo o mundo, dos EUA à Itália, passando pelo Japão. Os preços da energia solar têm diminuído continuamente ao longo dos anos, à medida que a produção tem aumentado. E empresas e indivíduos adotaram o solar tanto pelos benefícios econômicos como pelos benefícios ambientais positivos.  

A capacidade de energia solar dos EUA cresceu a uma estimativa de 97,2 gigawatts (GW) - o suficiente para alimentar o equivalente a 18 milhões de lares americanos médios². Esta produção de energia solar compensa mais de 122 milhões de toneladas métricas de emissões de dióxido de carbono, o que equivale ao plantio de 2 bilhões de árvores³. Analisando os dados globalmente, chegamos a 627 gigawatts (GW) no final de 2019⁴, o que equivale a aproximadamente 116 milhões de lares americanos médios e 12,9 bilhões de árvores.

Com mais pesquisas e empresas solares lançando produtos para tornar a energia solar mais eficiente e econômica, a indústria solar não pára aqui. Você deveria se juntar ao movimento solar? Como funciona a energia solar? Estamos aqui para explicar o básico sobre energia solar, tipos de eletricidade, e como funcionam os sistemas de energia solar.

O que é energia solar?

A energia solar começa com o sol. O sol emite uma luz chamada radiação solar, ou radiação eletromagnética, que é capturada pelas tecnologias solares. Estas tecnologias solares convertem a radiação capturada em formas úteis de energia.

Existem dois tipos de tecnologias solares: a fotovoltaica (PV) e a concentrada energia solar-térmica (CSP). A fotovoltaica cria eletricidade convertendo a luz solar diretamente das células dentro de um painel solar e é tipicamente usada para residências, edifícios comerciais e produtos em escala de utilidade pública. A energia solar-térmica concentrada é tipicamente usada para aplicações industriais. Como a energia solar comercial e residencial é dominada pela energia fotovoltaica, vamos nos concentrar em sistemas fotovoltaicos.  

Noções básicas de eletricidade

Antes de podermos mergulhar na forma como os sistemas fotovoltaicos solares funcionam, devemos cobrir o básico de energia. Existem 2 formas de correntes elétricas: corrente contínua (CC) e corrente alternada (CA). A corrente contínua é uma corrente elétrica que flui em apenas uma direção e é utilizada com dispositivos eletrônicos com uma bateria, como laptops e telefones celulares. A corrente alternada é uma corrente elétrica que inverte periodicamente as direções e muda de magnitudes. Isto permite que a corrente viaje mais longe. Usamos a corrente alternada para alimentar casas e prédios. Agora que conhecemos o básico, vamos saltar para a forma como os sistemas fotovoltaicos solares funcionam.

Como funcionam os sistemas fotovoltaicos solares?

Todos já vimos painéis solares em telhados de casas, mas como é produzida a eletricidade?  

Fluxo de energia sem bateria instalada
  1. O primeiro passo começa quando a luz do sol brilha sobre painéis solares, ou painéis PV.
  1. As células solares dentro dos painéis solares absorvem a energia e geram eletricidade em corrente contínua (CC).
  1. As fiações e circuitos que são conectados aos painéis solares coletam a eletricidade DC e a passam através de um inversor para converter em corrente alternada (AC).
  1. A eletricidade CA é então passada para a caixa de fusíveis existente em sua casa e a energia é distribuída por toda a sua casa alimentando todos os seus dispositivos.
  1. (opcional) Além disso, qualquer eletricidade que não seja usada para alimentar sua casa pode ser normalmente enviada para a rede elétrica (operada pelas empresas de serviços públicos) ou para carregar uma bateria para a eletricidade de reserva.

O processo geral para sistemas solares fotovoltaicos é bastante simples e pode ser resumido a apenas quatro etapas. Os painéis solares são construídos com tecnologias para converter os raios solares em energia e os muitos componentes dos sistemas solares fotovoltaicos tratam do resto. Saiba mais sobre cada componente em nosso próximo blog.

É importante notar que a energia solar não significa que você seja deixado no escuro por empresas de serviços públicos (sem trocadilho). Você ainda pode obter uma porção de eletricidade da rede para complementar seu consumo de energia à noite ou em um dia chuvoso quando as células solares não têm a luz solar necessária para produzir eletricidade. Portanto, você pode usar com prazer sua eletricidade sabendo que está economizando dinheiro e impactando positivamente o meio ambiente.  

Você vai se juntar ao movimento solar? Faça parte dos cerca de 4 milhões de casas nos Estados Unidos com instalações solares em 2023⁵ - é a nova grande coisa.

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Referências

1 https://www1.eere.energy.gov/solar/pdfs/solar_timeline.pdf  

2 https://www.energy.gov/eere/solar/solar-energy-united-states

3 https://www.seia.org/initiatives/climate-change#:~:text=Through%20Q2%20202020%2C%20the%20U.S.,tons%20de%20carbon%20dioxide%20emissions.

4 https://www.nsenergybusiness.com/features/solar-power-countries-installed-capacity/  

5 https://pv-magazine-usa.com/2020/09/04/which-us-cities-have-the-highest-proportion-of-solar-powered-homes/  

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