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Conhecida por ser uma fonte de energia renovável que auxilia na redução dos impactos ambientais, a energia fotovoltaica é gerada por meio da luz solar. Mesmo em dias chuvosos e nublados, a energia pode ser produzida, embora de forma significativamente reduzida.
A energia fotovoltaica é a energia elétrica produzida através do sol. Quanto maior for a intensidade da radiação do sol, maior será a quantidade de energia produzida para distribuição.
Para capturar a radiação solar, são utilizados os painéis solares fotovoltaicos, responsáveis por converter a energia solar em eletricidade por meio do processo chamado efeito fotovoltaico.
Todos os painéis solares são compostos por células fotovoltaicas que possuem semicondutores, sendo o silício o mais conhecido deles. O silício é responsável por absorver os fótons de luz solar, liberando elétrons que geram uma corrente elétrica contínua, comumente utilizada em residências, indústrias e outros ambientes.
O funcionamento da energia fotovoltaica é feito por meio de dispositivos utilizados para capturar a energia dos fótons e, após isso, transformá-la em eletricidade contínua.
Para um bom funcionamento da energia fotovoltaica, o processo funciona da seguinte forma:
• absorção de luz: feitas de silício, as células solares possuem um material semicondutor. Os fótons de luz são absorvidos pelos átomos de silício após a luz solar incidir sobre as células;
• liberação de elétrons: após a luz solar ser absorvida, todos os elétrons presentes nos átomos de silício ganham energia para se movimentarem;
• geração da corrente contínua: os elétrons liberados nas células solares começaram a se mover através do material semicondutor, criando assim a corrente elétrica, chamada de corrente contínua (CC);
• processo de captura de eletricidade: a corrente contínua gerada pelo por meio das células solares é coletada e direcionada para o inversor. O inversor é responsável por transformar a corrente contínua (CC), para corrente alternada (CA), tipo de energia comumente utilizado em casas, edifícios, indústrias e outros locais.
A eletricidade gerada pelos sistemas fotovoltaicos pode ser utilizada imediatamente para os principais dispositivos de alimentação e sistemas elétricos.
Em caso de energia excedente, pode ser direcionada para sistemas de redes elétricas locais, com a possibilidade de gerar créditos de energia ou armazenamento em baterias para um uso posterior.
A energia fotovoltaica pode ser utilizada em vários locais e aplicações, fornecendo uma energia livre de emissões de gases de efeito estufa prejudiciais ao meio ambiente. Ela é indicada para atender desde pequenos locais até grandes instalações que demandam grande quantidade de energia para suas atividades.
Entre os principais locais onde a energia fotovoltaica é aplicada, destacam-se as residências, onde os painéis são instalados nos telhados para gerar eletricidade para uso doméstico. Os painéis são posicionados estrategicamente para capturar o máximo de incidência solar, fornecendo energia para a iluminação, aparelhos elétricos e outros sistemas que necessitam de eletricidade.
Nas instalações agrícolas, a energia fotovoltaica é comumente instalada para reduzir custos ou otimizar o acesso a fontes de energia. Além de garantir iluminação adequada e energia para atividades operacionais, o sistema fotovoltaico também contribui para a economia dos agricultores nas contas de energia.
Proprietários de comércios e empresas de grande porte adotam sistemas fotovoltaicos para garantir uma fonte de energia limpa e econômica para suas operações. Essa energia gerada ajuda a reduzir os custos com eletricidade e aumenta a sustentabilidade das empresas.
Além desses locais citados, o sistema fotovoltaico também é utilizado em outros ambientes, tais como:
• edifícios públicos e governamentais: entidades públicas e governos implementam projetos de energia solar em escolas, hospitais e escritórios com intuito de reduzir despesas e incentivar a adesão ao uso de sistemas de energia sustentáveis;
• sistemas independentes de energia: os painéis fotovoltaicos são instalados em áreas remotas, com acesso limitado à rede elétrica, proporcionando uma geração de energia independente para áreas isoladas;
• projetos de energia solar em grande escala: usinas solares fotovoltaicas de grande porte são instaladas em áreas extensas para gerar eletricidade para redes elétricas regionais e locais.
Para a energia fotovoltaica atender às necessidades de um local, é necessário realizar uma avaliação detalhada e um planejamento adequado antes da instalação. Isso inclui a análise da capacidade de incidência solar do local e a obtenção das permissões necessárias, como permissão de construção, permissão de uso e aprovação da rede elétrica local.
As principais diferenças estão relacionadas à maneira como a energia é capturada e utilizada:
• energia solar: provém da radiação solar natural e pode ser utilizada de diferentes formas, como aquecimento de água, secagem de alimentos, aquecimento de ambientes, entre outras aplicações. A forma mais comum de utilização da energia solar não envolve o processo direto de conversão em eletricidade;
• energia solar fotovoltaica: também tem origem na radiação solar, mas, diferentemente da energia solar, é um tipo específico de tecnologia que utiliza células fotovoltaicas para converter a luz solar diretamente em eletricidade.
A instalação correta de um sistema fotovoltaico requer cuidados e componentes necessários para garantir a captura da energia solar e sua conversão em eletricidade utilizável.
Alguns produtos são essenciais para a instalação de um sistema fotovoltaico, entre eles:
• painéis fotovoltaicos: também conhecidos como placas solares, são considerados o principal equipamento do sistema, pois são responsáveis por capturar a luz solar e transformá-la em eletricidade. Cada painel é composto por células fotovoltaicas, responsáveis por gerar corrente contínua (CC) quando expostas à luz solar;
• controlador de carga: é responsável por regular a carga da bateria do sistema fotovoltaico, evitando possíveis sobrecargas ou descargas excessivas, garantindo uma longa vida útil para a bateria.
• inversor DC/AC: é responsável por regular a carga da bateria do sistema fotovoltaico, evitando possíveis sobrecargas ou descargas excessivas, garantindo uma longa vida útil para a bateria.
Além desses equipamentos, são necessários outros materiais para garantir a eficiência máxima da energia fotovoltaica e uma estrutura resistente, como:
• cabo solar: utilizado para conectar os painéis fotovoltaicos com os demais componentes do sistema. São resistentes e produzidos com materiais que garantem resistência contra condições ambientais e radiação ultravioleta, sendo responsáveis por transportar a energia gerada pelos módulos solares para outros componentes do sistema, como os inversores.
• string box: é um componente elétrico que atua como um ponto de conexão para os cabos que vêm dos painéis solares, antes de serem conectados ao inversor. Geralmente, a string box é composta por proteção contra surtos e disjuntores para garantir a segurança do equipamento.
Outros equipamentos, como suportes e conectores, também são necessários para garantir a eficiência e durabilidade do sistema.
A conversão é realizada nos sistemas fotovoltaicos por meio da transformação da luz solar direta em eletricidade, utilizando o efeito fotovoltaico presente nos painéis solares. Esse processo permite a geração de eletricidade limpa e renovável através da energia solar.
O efeito ocorre quando os fótons da luz solar atingem as células fotovoltaicas nos painéis solares, gerando elétrons nos materiais semicondutores das células e criando assim uma corrente contínua (CC). Essa corrente é posteriormente convertida em corrente alternada (CA) para ser utilizada nos sistemas elétricos convencionais.
Investir em energia solar fotovoltaica é uma escolha inteligente e sustentável que traz uma série de benefícios significativos:
• energia limpa: contribui para a redução das emissões de gases de efeito estufa, auxiliando na luta contra as mudanças climáticas;
• redução de custos: proporciona uma redução significativa nas contas de energia ao gerar sua própria eletricidade a partir da luz solar, você não depende de fontes de energia mais caras. O retorno do investimento costuma ser rápido, muitas vezes em menos de 5 anos, proporcionando energia gratuita por um período considerável.
• valorização do imóvel: residências e empreendimentos com sistemas de energia solar fotovoltaica tendem a ser mais valorizadas no mercado imobiliário, o que pode ser um benefício em caso de venda no futuro;
• programas de subsídios e incentivos fiscais: é possível obter incentivos financeiros, como créditos, redução de juros e descontos fiscais, para estimular a adoção de sistemas solares.
De maneira geral, o investimento em energia solar não apenas traz benefícios ambientais, mas também proporciona economia substancial a longo prazo.
Investir em energia limpa oferece inúmeras vantagens que abrangem diferentes aspectos sociais, ambientais e econômicos:
• sustentabilidade: fontes de energia renováveis são inesgotáveis e sustentáveis, ao contrário das fontes de energia baseadas em combustíveis fósseis que são não renováveis e prejudiciais ao meio ambiente;
• menor poluição para o ar e água: com a redução do uso de combustíveis fósseis, há menos poluentes lançados no ar e na água, melhorando a qualidade do ambiente;
• diversificação da matriz energética: investimento em energia solar fotovoltaica contribui para diversificar a matriz energética de um país, reduzindo a dependência de fontes não renováveis;
• acesso a áreas remotas: a energia limpa pode ser uma solução ideal para regiões com acesso limitado à infraestrutura elétrica tradicional;
• mais tecnologia: o desenvolvimento de tecnologias de energia limpa estimula a inovação e a pesquisa científica, impulsionando avanços em diversas áreas.
Investir em energia limpa oferece inúmeras vantagens que abrangem diferentes aspectos sociais, ambientais e econômicos:
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O horário adequado para a limpeza das placas solares é no início da manhã ou final da tarde, quando a temperatura de suas superfícies é baixa e não existe risco de choques térmicos, os quais podem danificar o vidro dos módulos.
Dias nublados também são uma boa opção. Antes de tudo, é necessário desligar o sistema fotovoltaico através da chave interruptora localizada na string box e através do disjuntor disjuntor CA da instalação, passo inicial em qualquer manutenção do gerador solar.
A tecnologia half-cell consiste na construção de módulos fotovoltaicos com células cortadas ao meio. O aumento da eficiência do módulo half-cell também é mais elevado devido ao espaçamento existente entre as células, que eleva a eficiência óptica ao permitir maior espalhamento da luz que incide sobre as células.