Energia solar: Como funciona?

O sol – aquela usina de energia no céu – banha a terra com energia suficiente para suprir todas as necessidades de energia do mundo muitas vezes, você sabia? Além disso, não emite emissões de dióxido de carbono. Não vai acabar. E é grátis. Quer saber mais sobre energia solar como funciona? É só continuar lendo o artigo.

Energia solar: como funciona?

Quer entender como funciona a energia solar? Então fique atento. Primeiro, como na Terra as pessoas podem transformar essa abundância de raios de sol em eletricidade útil?

A luz do sol (e toda a luz) contém energia. Normalmente, quando a luz atinge um objeto, a energia se transforma em calor, como o calor que você sente sentado ao sol. Mas, quando a luz atinge certos materiais, a energia se transforma em uma corrente elétrica, que podemos usar como fonte de energia.

Entendeu melhor sobre energia solar como funciona?

A tecnologia solar da velha escola utiliza grandes cristais feitos de silício, que produzem uma corrente elétrica quando são atingidos pela luz. O silício pode fazer isso porque os elétrons no cristal se levantam e se movem quando expostos à luz, em vez de apenas balançarem no lugar para produzir calor. O silício transforma boa parte da energia da luz em eletricidade, mas é caro porque os cristais grandes são difíceis de cultivar.

Os materiais mais novos usam cristais menores e mais baratos, como cobre-índio-gálio-seleneto, que podem ser moldados em filmes flexíveis. Essa tecnologia solar de “película fina” , no entanto, não é tão boa quanto o silício para transformar luz em eletricidade.

Neste momento, a energia solar representa apenas uma pequena parcela da geração total de eletricidade dos EUA, porque é mais cara do que alternativas como o carvão barato, mas altamente poluente . A energia solar é cerca de cinco vezes mais cara do que as pessoas pagam pela corrente que sai dos pontos de venda.

A fim de ter esperança de substituir os combustíveis fósseis, os cientistas precisam desenvolver materiais que possam ser facilmente produzidos em massa e converter luz solar suficiente em eletricidade para valer o investimento.

O que é uma célula solar?

Uma célula solar é um dispositivo que as pessoas podem usar para absorver a energia da luz solar e convertê-la em eletricidade.

Como uma célula solar transforma a luz solar em eletricidade?

Em um cristal, as ligações [entre os átomos de silício] são feitas de elétrons que são compartilhados entre todos os átomos do cristal. A luz é absorvida, e um dos elétrons que está em um dos elos se excita para um nível de energia mais alto e pode se mover mais livremente do que quando está preso. Esse elétron pode então se mover livremente pelo cristal, e podemos obter uma corrente.

Imagine que você tem uma saliência, como uma prateleira na parede, e você pega uma bola e a joga na borda. Isso é como promover um elétron a um nível de energia mais alto e não pode cair. Um fóton [pacote de energia luminosa] entra, e ele eleva o elétron até a borda [representando o nível de energia mais elevado] e permanece ali até que possamos entrar e coletar a energia [usando a eletricidade].

Qual é a maior diferença entre como uma planta capta a energia da luz e como a fazemos com células solares?

Nós desejamos que pudéssemos fazer o que as plantas fazem porque as plantas absorvem a luz, e [eles usam] esse elétron para mudar uma ligação química dentro da planta para realmente produzir combustível.

Você poderia fazer fotossíntese artificial e imitar uma planta?

Nós gostaríamos de poder fazer uma célula solar que, em vez de fazer eletricidade, produza combustível. Isso seria um avanço muito grande. É um tópico muito ativo no momento entre os pesquisadores, mas é difícil prever quando poderemos usá-lo.

Uma das razões pelas quais gostamos de plantar árvores é porque tiram o CO 2 do ar. Se pudéssemos fazer isso [com uma célula solar], poderíamos lidar com problemas de aquecimento global ainda mais diretamente, porque estaríamos puxando o CO 2 do ar para fazer nosso combustível.

Quão boas são as células solares atuais na captura de energia luminosa?

Então podemos falar sobre a eficiência energética. A eficiência de energia de uma típica célula de silício cristalino é de 22 a 23% [faixa, o que significa que eles convertem até 23% da luz em eletricidade]. Os que você normalmente pode ter recursos para colocar no seu telhado são menores do que isso, algo entre 15 e 18 por cento. Os mais eficientes, como os que usam satélites, podem ter eficiências de energia próximas de 50%.

A eficiência energética é uma medida, mas a outra coisa que preocupa muito é o custo de fabricação e a escala de produção. Além da energia solar como funciona, é necessário entender os aspectos financeiros que envolvem esse tipo de energia também.

A produção total de energia solar em 2004 foi de cerca de um milésimo do consumo total de energia dos EUA. Não é suficiente. Algo tem que mudar. Nós não estamos lá ainda. Ainda há muitas descobertas a serem feitas. É preciso entender cada vez mais sobre energia solar como funciona!

Leia também: Simulador de energia solar.

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