Evolução das placas solares fotovoltaicas: Uma análise histórica

Como se deu a evolução dos painéis fotovoltaicos até os dias atuais? Já pensou quando foi inventada a primeira placa solar fotovoltaica? Continue lendo e descubra:

A Energia solar fotovoltaica é conhecida como “sinônimo” de economizar dinheiro, pois sua proposta trás para as pessoas um impacto direto no preço de suas contas de energias e no meio ambiente de maneira positiva. As tecnologias que se aproveitam da energia solar fotovoltaica são usadas no mundo inteiro, tanto em residências quanto em condomínios, empreendimentos e usinas. E para chegar nesse nível de expansão elas tiveram que percorrer uma jornada histórica ao longo do tempo. Continue lendo e você aprenderá:

  • Pioneirismo: primeiras aplicações da energia solar;

  • Primeiros painéis fotovoltaicos;

  • Modelos atuais de placas fotovoltaicas;

  • Perspectivas da energia fotovoltaica para o futuro.

Pioneirismo: primeiras aplicações da energia solar

Na história da civilização humana, temos vários episódios na qual o homem se aproveitou da energia solar para satisfazer as suas necessidades da sua época. No século VII a.C, por exemplo, os humanos usavam a luz do sol para acender fogueiras com materiais de lupa. Já no século III a.C, os Gregos e os Romanos eram conhecidos por aproveitar a energia solar com espelhos a fim de acender tochas para cerimônias religiosas. A civilização chinesa documentou o uso de espelhos para o mesmo propósito no final dos anos 20 d.C.

Todos esses fatos históricos foram os pioneiros na captação da energia solar para contribuir na futura invenção dos painéis fotovoltaicos. O desenvolvimento da tecnologia de painéis solares foi um processo que recebeu contribuições de vários cientistas. Naturalmente, há algum debate em torno de quando exatamente eles foram criados e quem deve ser creditado pela invenção.

Primeiras placas fotovoltaicos

Alguns estudiosos creditam a invenção da primeira célula solar ao cientista Edmond Becquerel no ano de 1839, quando realizava experiências, determinou que a luz do sol poderia gerar eletricidade quando dois eletrodos de metal fossem colocados em uma solução condutora. Este avanço definido como “efeito fotovoltaico” influenciou na utilização do elemento selênio para o desenvolvimento dos painéis fotovoltaicos.

Foi somente em 1883, depois da contribuição de outros cientistas a respeito do poder fotocondutor do elemento selênio, que Charles Fritts realmente produziu as primeiras células solares feitas a partir do selênio, com eficiência de apenas 1%. Após quase um século depois, no ano de 1954, foi anunciada a primeira célula fotovoltaica usando silício, com eficiência de 6%, desenvolvida pelos pesquisadores Calvin Fuller, Gerald Pearson e Deryl Chapin.

Desta forma, a energia solar fotovoltaica não era mais uma tecnologia futurística quase impossível de se alcançar. Era uma realidade que começou a se desenvolver em grande escala e hoje é considerada necessária para o presente.

Modelos atuais de placas fotovoltaicas

Atualmente existem alguns modelos de placas fotovoltaicas presentes no mercado, nas quais apresentam significativas diferenças entre si, desde a matéria-prima até a eficiência de cada modelo. Alguns dos modelos presentes hoje no mercado são:

Placa solar fotovoltaica de silício monocristalina

Apesar de ser a tecnologia mais antiga, ainda assim detém o posto de serem uma das placas mais eficientes, no quesito comercial, atualmente. Esse tipo de placa possui uma eficiência no entorno de 15% a 22%, devido a sua composição baseada em um único cristal de silício.

Placa solar fotovoltaica de silício policristalino

Assim como a placa fotovoltaica monocristalina, a célula policristalina é feita a base de silício, porém nesta é feita uma fundição de blocos de silício. Além disso, o painel fotovoltaico policristalino possui uma eficiência de 14% a 20%, possuindo ainda uma vida útil de 30 anos.

As placas feitas a partir de silício, monocristalina e policristalina, representam aproximadamente 80% de todas as placas no mundo.

Placas de filme fino

  • Silício amorfo (a-Si): tradicionalmente usado para geração em pequena escala, apenas em aparelhos eletrônicos, com uma eficiência de 6% a 9%.

  • Telureto de cádmio (CdTe): única placa de filme fino que se equiparou as placas cristalinas de silício, com uma eficiência de 9% a 16%, sendo comumente usada em “fazendas” de produção de energia solar, o agravante dessa tecnologia é a toxicidade do cádmio.

  • Seleneto de cobre, índio e gálio (CIS/CIGS): com uma faixa de eficiência de 10% a 12%, as placas CIGS demonstraram um bom potencial em eficiência, podendo se tornar no futuro uma concorrente direta com as placas a base de cristal de silício.

Placa solar híbrido – HJT

Com um processo de produção que é uma “fusão” das placas monocristalinas de silício com uma passivação realizada com uma camada de silício amorfo, devido a junção dessas tecnologias este tipo de painel suporta altas temperaturas, com uma eficiência de 21% a 24%.

Perspectivas da energia fotovoltaica para o futuro.

A principal perspectiva para o futuro é o aumento, que já está ocorrendo, desse tipo de geração de energia. Uma ampliação tanto na geração centralizada como na geração distribuída. Além disso, a escolha de energia fotovoltaica como investimento seguro e limpo também tende a aumentar nos próximos anos, pois com o acréscimo da tecnologia e a expansão do mercado em si, os preços dos serviços e dos produtos tendem a diminuir. Mas isso não quer dizer que o investimento em energia solar se inviabiliza, pois quanto mais cedo se investe, mais cedo se terá o retorno financeiro.

Focando mais no futuro tecnológico, já são realizadas pesquisas em universidades ao redor do mundo, como na Technical University of Madrid, onde é feito o projeto de construção já integrado as placas solares, nas quais possuem uma inteligência artificial, onde coleta e interpreta os dados de insolação no local instalado. Inclusive, no Ceará, temos pesquisas na Universidade Federal do Ceará (UFC) sobre energia solar no Laboratório de Filmes Finos e Energias Renováveis (LAFFER).

Por fim, têm-se que a evolução da energia solar fotovoltaica ao longo do tempo foi de suma importância para as tecnologias que temos no mundo hoje, pois aumentou a eficiência dos paineis e tornou o custo de geração com energia solar mais barato e com isso possibilitou as pessoas a investirem na sua economia de energia gerando lucro em pouco tempo.

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