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Energia solar

Da divindade ao objeto de estudo de Albert Einstein: desde o princípio a luz do sol acompanhou o caminho dos seres humanos. Aprendemos a respeitá-la, estudá-la e, por fim, usá-la, para garantir um futuro melhor sob todos os pontos de vista.

O que é a energia solar

A mãe de todas as energias

L 'energia solar é a energia mãe na Terra. É graças à radiação do Sol, por exemplo, que as plantas realizam a fotossíntese da clorofila e iniciam o processo virtuoso que permite a sobrevivência das criaturas que habitam o planeta. A radiação solar também é responsável pelos ventos, marés e combustíveis fósseis: o Sol é o principal motor de todas as formas de energia em nosso planeta.

Durante séculos, os humanos exploraram a seu favor a estreita ligação que existe entre a vegetação e o sol, especialmente para aprender a gerenciar o ciclo de vida das plantas necessárias para sua nutrição. Com o surgimento dos progressos tecnológicos, no final do século XIX, foi possível transformar a energia do sol em eletricidade, graças à invenção da célula solar: o dispositivo que converte a radiação do Sol em eletricidade, graças à exploração do fenômeno físico conhecido como efeito fotovoltaico.

Hoje, quase 150 anos após a criação da primeira célula fotovoltaica, a energia solar é o tipo de energia renovável que cresce mais em relação às outras (+24% ao ano, segundo o relatório IRENA 2019), paralelamente ao desenvolvimento tecnológico, que permite construir usinas de energia solar cada vez mais eficientes. A meta de 500 GW de capacidade instalada no mundo está pronta para ser alcançada e excedida, com a Ásia liderando as tendências de crescimento global. O sol continuará a brilhar no céu hoje também para a energia verde. 

A história da energia solar

Do fogo à eletricidade, uma energia superior ao tempo

Deus Sol

Desde os tempos antigos, o Sol é reconhecido como uma fonte de vida, tanto que algumas pessoas o consideram uma divindade. Nos textos hindus, ele é descrito como "aquele que nutre". Para Platão, ele é a representação do bem.

A chama de Olímpia

A energia solar já era utilizada na Grécia Antiga. Algumas representações revelam como, durante as primeiras competições esportivas, a chama olímpica era criada a partir de uma lente que concentrava o calor solar. Um método semelhante foi usado para gerar fogueiras durante feriados e ritos religiosos.

Uma arma genial

De acordo com a lenda, Arquimedes teria usado um sistema de lentes para atear fogo às velas da frota romana que sitiou Siracusa durante a Segunda Guerra Púnica. Os famosos espelhos!

Culturas imperiais

Os romanos introduziram vidro nas casas para obter mais luz e se aquecer. Nos edifícios das águas termais, os principais locais de encontro da Roma antiga, tinha suas grandes janelas abertas para o sul. Por volta de 37 d.C., foi construída a primeira estufa de vidro para cultivar vegetais destinados à mesa do imperador Tibério.

A descoberta da refração

O médico e cientista árabe Ibn Al-Haithnam explica, no "Livro da Ótica", o mecanismo de refração da luz e por que uma esfera de material transparente concentra a radiação do sol em um ponto abaixo da esfera. Seus escritos influenciaram Bacon e outros filósofos europeus. 

O espelho de Leonardo

Leonardo da Vinci projeta um espelho parabólico capaz de explorar a energia solar para secar os tecidos. No "De distillatione", o filósofo e alquimista Giovanni Battista Della Porta descreve um destilador de água do mar movido a energia solar

O primeiro coletor de energia solar

O cientista e alpinista suíço, Horace de Saussurre, inventa o primeiro coletor solar. Com uma panela de madeira coberta com cortiça preta e três camadas de vidro, ele consegue capturar o calor e fazer ferver a água para cozinhar. 

Da platina à eletricidade

O físico francês, Edmond Becquerel, percebe que algumas barras de platina, afetadas pela luz solar, produzem uma pequena quantidade de corrente elétrica. Esse é o efeito fotoelétrico, o fenômeno que também é, atualmente, a base das células fotovoltaicas. 

O ponto de virada do selênio

O engenheiro eletricista inglês, Willoughby Smith, descobriu que, quando exposto à luz, o selênio melhora sua condutividade elétrica.  

A primeira célula solar

Charles Fritts constrói, nos Estados Unidos, as primeiras células feitas de uma camada de selênio e uma película de ouro. Elas são capazes de transformar apenas 1% da energia solar que recebem em eletricidade, mas abrem o caminho para a aplicação prática das descobertas feitas até agora. 

Nos telhados de Nova York

O primeiro painel solar é posicionado em um telhado de Nova York. Um rendimento muito baixo levará ao abandono da produção.

Einstein, fótons e elétrons

Albert Einstein recebe o Prêmio Nobel de Física graças à elaboração da lei do efeito fotoelétrico, na qual ele explica como a luz interage com a eletricidade. O cientista explica que a luz contém fótons dotados de energia, que acionam elétrons em alguns materiais, como o selênio. 

Silício, o início de uma nova era

Chapin, Filler e Pearson desenvolvem um célula solar fotovoltaica à base de silício que converte energia solar em eletricidade, conseguindo alimentar os aparelhos do dia a dia. O New York Times apresenta como "O início de uma nova era que finalmente levará à exploração da energia ilimitada do sol em benefício de todos os usos da civilização". 

Sol e espaço

Células de silício são aplicadas ao satélite Vanguarda I, o primeiro veículo em órbita movido a energia solar. A energia solar torna-se parte integrante de todo o projeto espacial, fornecendo aos satélites a energia necessária para transmitir notícias, filmes, informações sobre o tempo e muito mais. 

Das fábricas às estradas

Começa a comercialização das células fotovoltaicas. Os preços são exorbitantes, até o momento em que Elliot Berman projeta uma célula solar com um custo de produção mais baixo, o que permite alimentar luzes de emergência, faróis e sinais de trem.

A decolagem das energias renováveis

O aumento no custo do petróleo e seus derivados causa a interrupção dos suprimentos. A crise abre as portas para as fontes de energia renovável.

A eficiência suíça

Markus Real instala sistemas de 3 kW em 333 telhados em Zurique, demonstrando a eficiência do novo modelo de energia e iniciando o mercado fotovoltaico em residências. A Suíça promove instalações fotovoltaicas com incentivos econômicos. 

Energia solar de 4 rodas

Na Austrália, nasceu o primeiro carro movido a células solares: o Quiet Achiver

O boom europeu

A energia fotovoltaica instalada na Europa é superior a 1 GWp (pico de gigawatts): um crescimento de 69% em relação ao ano anterior, graças a pesados investimentos (no caso da Alemanha) ou à difusão de instrumentos com isenção de impostos para esses fins (a "Conto Energia" na Itália). 

O sol nasce cada vez mais a lesteNa China constrói o Tengger Desert Solar Park , a maior instalação de energia fotovoltaica do mundo.

Inovação Made in Italy

3SUN, a fábrica da Enel Green Power, inaugurada na Catânia em 2011, fabrica em todo o mundo os inovadores e exclusivos painéis de frente e verso com a tecnologia HJT, que garantem alto desempenho em termos de eficiência e baixa degradação do módulo ao longo do tempo. A Fabbrica del Sole, como foi apelidada, pode operar em regime de ciclo contínuo, produzindo 1.400 painéis fotovoltaicos por dia e cerca de 500 mil por ano

Como funciona a energia solar

Energia fotovoltaica e termodinâmica, as duas almas

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Os painéis solares representam o coração de cada campo fotovoltaico. O material semicondutor com o qual são cobertos, como o silício, é sensível à luz e gera eletricidade quando é atingido pela radiação solar, graças ao fenômeno físico conhecido como "efeito fotovoltaico". Os painéis estão posicionados em estruturas de suporte especiais, que garantem a inclinação e a orientação correta para maximizar a exposição à luz.

Todos os painéis solares de um campo fotovoltaico estão conectados a um inversor, uma máquina capaz de transformar em corrente alternada a corrente contínua produzida pelos módulos, mais fácil de transportar e utilizar em todas as residências. Um sistema de controle monitora a operação da instalação e a conecta à rede para disponibilizar a eletricidade produzida.

Mas a energia solar também pode ser usada em outros tipos deinstalações, nomeadamente "termodinâmicas" (ou de concentração), em que a energia do Sol é transformada em eletricidade com um ciclo semelhante ao das usinas termelétricas tradicionais.

Nessas centrais não há painéis fotovoltaicos, mas espelhos, que concentram os raios do sol em um ponto específico, chamado de receptor, que, por sua vez, contém um fluido de transferência de calor adequado para armazenar e transportar calor. O grande calor produzido pelos raios do sol transforma o fluido receptor em vapor, que é transportado através de condutos para ativar uma turbina.

A energia mecânica produzida pela turbina é então transmitida ao alternador, que a transforma em eletricidade pronta para ser distribuída.

Célula fotovoltaica

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Módulo fotovoltaico

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Usina solar

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Vantagens daenergia solar

Poderosa, sustentável e silenciosa

Amplas possibilidades de desenvolvimento

A eficiência média dos painéis solares é de 20%, mas a inovação tecnológica está se desenvolvendo ano após ano. A heterojunção é de 24,63%, a multijunção já excedeu os 40%.

Um recurso escalável

De telhados residenciais para uso doméstico a centrais de energia solar para necessidades de energia a nível nacional: a energia solar pode responder aos mais variados tipos de necessidades. 

Zero emissão e poluição sonora

Uma unidade fotovoltaica não emite nenhum ruído durante o seu funcionamento. Zero emissões de C02 e zero decibéis enquanto a nova energia sustentável é produzida. 

Você sabia?

O parque solar do Saara: um sonho impossível. Ou não?

Nove milhões de metros quadrados de extensão e temperaturas de até 50° Celsius durante o dia. Se o deserto do Saara fosse uma nação, seria a quinta maior do mundo, atrás da Rússia, Canadá, China e Estados Unidos e à frente do Brasil. Mas com 0,11 habitantes por quilômetro quadrado, por motivos óbvios, seria o menos habitado de todos.

Seria possível transformar o deserto em um parque solar capaz de fornecer energia ao mundo inteiro? Além da complexidade dos fatores técnicos, os dados finais sobre o potencial da energia solar são surpreendentes. De acordo com os cálculos do jornalista italiano de computação, Paolo Attivissimo, usando as estimativas mundiais de energia de 2017, e comparando o consumo de oito bilhões de pessoas aos da Alemanha, para atender à demanda por eletricidade global, seria necessária uma usina solar com 1000 km de extensão. Parece enorme para você? Muito pelo contrário: não ocuparia mais do que um quinze avos de todo o deserto do Saara.

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