A Terra recebe enormes quantidades de energia do sol anualmente, cerca de 885 milhões de terawatts-hora, o que equivale a aproximadamente 6.200 vezes o consumo global de energia primária.
Historicamente, os seres humanos têm usado a energia solar de várias maneiras. Uma delas é secar roupas e alimentos ao ar livre, aproveitando diretamente a energia do sol.
Além disso, a fotossíntese, impulsionada pela luz solar, é essencial para o crescimento das plantas. Esse processo sustenta a agricultura e, ao mesmo tempo, gera oxigênio, vital para a vida na Terra.
Desde a primeira demonstração prática de uma célula fotovoltaica de silício em 1954 pelos cientistas Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson em Nova Jersey, essa tecnologia tem evoluído, permitindo o uso de energia solar confiável, limpa e abundante.
Como se iniciou o uso da energia do sol como fonte de eletricidade?
Há mais de cem anos que sabemos que a energia solar influencia as características elétricas de certos materiais, algo que chamamos de efeito fotoelétrico.
Em 1921, Albert Einstein foi agraciado com o Prêmio Nobel por suas contribuições na compreensão desse fenômeno.
Ele descobriu que as células fotovoltaicas operam com base em um fenômeno chamado efeito fotovoltaico, possibilitando a transformação direta de luz em eletricidade.
Assim, os painéis solares geram energia elétrica, que conhecemos como corrente contínua (CC). Para uso em residências e edifícios, é necessário converter essa energia em corrente alternada (CA).
Os inversores solares especiais desempenham essa função. Eles podem operar como inversores centralizados para todo o sistema ou como microinversores conectados individualmente atrás dos painéis.
Sendo assim, esses inversores transformam a eletricidade CC em 120 volts CA, pronta para alimentar dispositivos domésticos.
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Por outro lado, a eletricidade gerada não utilizada é enviada de volta para a rede elétrica.
No entanto, após a conversão para CA, a eletricidade segue para o painel elétrico da residência, alimentando todos os aparelhos.
Então, para ter uma compreensão mais clara, podemos converter a energia do sol em eletricidade de duas maneiras:
Energia fotovoltaica
As células solares são dispositivos que convertem diretamente a luz solar em eletricidade.
Essas células estão amplamente presentes, desde telhados residenciais, janelas de edifícios de escritórios, carregadores de baterias, até veículos e fazendas solares.
A energia fotovoltaica é uma das tecnologias de energia renovável que mais cresce. Ela também tem um grande potencial de mudar a forma como usamos a energia tradicional.
Sendo assim, sistemas fotovoltaicos geram eletricidade em larga escala.
Por outro lado, podemos configurá-los em pequenas redes para uso pessoal ou em regiões afastadas, contribuindo para levar energia a lugares isolados.
Energia do sol concentrada
A energia solar concentrada usa espelhos para direcionar os raios solares, aquecendo um fluido que gera vapor para acionar turbinas e produzir eletricidade.
Sendo assim, uma usina CSP possui um campo de espelhos que concentra os raios solares em uma torre alta e fina.
Por outro lado, a capacidade de armazenar calor em sais fundidos é sua principal vantagem. Esse benefício permite a geração de eletricidade mesmo após o pôr do sol.
Conclusão
Diferentemente dos combustíveis fósseis, que se esgotam com o uso, a energia solar é praticamente inesgotável.
Seu uso não causa poluição do ar, evita danos ao planeta e não exige processos de extração dispendiosos.
Embora a fabricação das células solares inicialmente consuma recursos, como a conversão de silício, as células solares amortizam essa pegada ambiental em poucos anos de operação.
Energias renováveis, incluindo a solar, têm se tornado a escolha predominante impulsionadas pela redução de custos e políticas de apoio governamentais.
Portanto, seu impacto está transformando a matriz global de energia. Assim, as estimativas de energias renováveis representam mais de 40% da geração até 2040.
Atualmente, utilizamos apenas 25% dessa energia, conforme a Agência Internacional de Energia.
