Energia solar: como são feitas as placas solares?
Tecmundo
A energia solar é proveniente do calor e da radiação que vem do Sol, e é uma das melhores e mais baratas opções de energia renovável, além de ajudar a combater os impactos da mudança climática .
Para que esse tipo de energia seja produzido, as placas solares são essenciais. Elas são as responsáveis por captar a luz e gerar corrente elétrica para, depois, disponibilizar energia.
A energia solar fotovoltaica foi descoberta em 1839 pelo cientista francês Alexandre Edmond Becquerel, contudo, a primeira célula fotovoltaica capaz de gerar energia utilizável foi criada e demonstrada apenas em 1954, pela empresa norte-americana Bell Telephone Laboratories, fundada pelo cientista e inventor Alexander Graham Bell.
Por meio do efeito fotovoltaico, é possível gerar corrente elétrica após uma célula fotovoltaica ser exposta ao Sol; é justamente durante a absorção dos fótons, partículas de luz, que são liberados elétrons para gerar a energia elétrica. Não é à toa que as placas solares contêm dezenas de células fotovoltaicas que absorvem a luz e produzem energia.
A energia solar fotovoltaica é uma das opções de energia limpa mais buscadas em todo o mundo.
Para tentar explicar o tópico da melhor forma, o TecMundo reuniu informações de especialistas em energia solar para desvendar como são feitas as placas solares.
As placas solares são compostas por células fotovoltaicas produzidas a partir de materiais semicondutores e conectadas entre si, capazes de absorver a luz solar para criar corrente elétrica — o cristal de silício ultrapuro é o material mais utilizado para a produção das células solares. Normalmente, os painéis comerciais são fabricados com 36, 60 ou 72 células.
Cada célula é feita com dois tipos de semicondutores de silício, uma camada positiva e outra negativa. Dessa forma, a absorção da energia solar provoca a movimentação dos elétrons entre as camadas e, finalmente, as partículas de luz são transformadas em corrente elétrica.
Como já foi mencionado, as células fotovoltaicas são a parte mais importante das placas solares, pois elas transformam a luz solar em corrente elétrica. Elas possuem uma fina espessura de aproximadamente 185 microns e, por isso, devem ser manuseadas com muito cuidado; o valor de produção das células equivale a cerca de 60% do custo de uma placa solar.
As células são interconectadas por meio de fios condutores de cobre ou alumínio, soldadas por uma máquina de solda especial. Elas são posicionadas sob um vidro por meio de uma máquina que alinha perfeitamente as células, criando uma proteção para as placas durarem por diversos anos.
A parte frontal das placas solares é revestida com um vidro especial ultrapuro antirreflexivo com baixo teor de ferro, oferecendo uma reflexão reduzida para permitir que as células absorvam a luz do sol de forma mais efetiva. Inclusive, vidros de melhor qualidade resultam em painéis mais fortes e resistentes contra chuvas, granizo e outros fenômenos meteorológicos.
Painel solar instalado no telhado de uma casa.
O backsheet é a parte traseira de uma placa solar, trata-se de um material plástico branco que tem a função de proteger os componentes internos, como as células fotovoltaicas, evitando que água, terra ou qualquer outro material entre pela traseira do painel.
O filme encapsulante é uma camada transparente que protege e faz o isolamento térmico das células solares, comumente produzidas com etil-vinil-acetileno (EVA), copolímero termoplástico de etileno e acetato de vinila — o material envolve toda a estrutura da placa solar. Os problemas causados produzidos especificamente para proteger os painéis contra possíveis danos causados por raios UV, umidade e temperaturas extremas.
Localizada na parte traseira, a caixa de junção faz as conexões dos circuitos elétricos das células para o exterior da placa solar, com cabos para fazer a interconexão entre os painéis solares instalados no local — a caixa é grudada na parte de trás com um adesivo silicone ou fita dupla face. A caixa também possui diodos de by-pass para garantir que o painel tenha um bom funcionamento.
A estrutura do painel solar costuma ser produzida com alumínio anodizado, garantindo mais firmeza e qualidade em diferentes condições climáticas — o alumínio é mais utilizado, mas as fabricantes usam diferentes materiais. Além de ser robusta, comumente, a moldura de alumínio oferece mais segurança e praticidade na hora da instalação da placa.
Após a montagem das placas solares, elas são testadas para garantir que tenham o desempenho esperado. Além da indústria comercial em constante crescimento, existe uma grande comunidade de pessoas que montam seus próprios sistemas solares, visando reduzir o custo e aumentar a eficiência do consumo energético.
Segundo um estudo publicado na revista científica Nature Sustainability, milhares de cidades em todo o mundo têm a capacidade de atender suas demandas energéticas por meio do uso de placas solares flutuantes em reservatórios de água. Ou seja, a tecnologia fotovoltaica tem um potencial gigante na criação de um futuro mais sustentável.
“Globalmente, o maior potencial regional tende a se concentrar em partes dos Estados Unidos, leste do Brasil, Portugal, Espanha, norte da África do Sul, Zimbábue, Índia e leste da China”, explicam os cientistas no estudo.
