Por André Moreira

Módulos fotovoltaicos

O uso da energia solar vem se popularizando no Brasil e no mundo nos últimos anos. Suas aplicações são as mais diversas possíveis, desde iluminação residencial e industrial, como a Torre de Iluminação Solar MTower, até o aquecimento de residências e empresas. Atualmente, a energia solar fotovoltaica ou térmica é uma das alternativas mais adequada visando um mundo sustentável, pois sua utilização reduz o consumo de recursos naturais e elimina a queima de combustíveis fósseis, eliminando, assim, os Gases do Efeito Estufa (GEEs) e levando mais economia para os usuários.

Mas, você sabia que mesmo em dias nublados, onde temos incidência de raios solares, os módulos fotovoltaicos da Torre de Iluminação Solar MTower continuam a produzir energia? Existem três modos de captação de radiação solar: direta, refletida e difusa. Neste artigo iremos explicar um pouco melhor como isso é possível.

Módulo fotovoltaico e sua composição

A conversão fotovoltaica baseia-se no princípio do efeito fotovoltaico. A conversão direta da luz solar em eletricidade é baseada na Teoria do Diodo de Junção PN.

Para entendermos melhor como é feita a absorção de energia pelo módulo fotovoltaico, precisamos aprofundar um pouco em sua composição. Um módulo fotovoltaico é fabricado utilizando o semicondutor silício, sendo este o segundo elemento mais abundante do Planeta Terra. Apesar de abundante, ele não pode ser encontrado em sua forma pura no meio ambiente, sendo necessário um processo de purificação onde atinge mais de 99% de pureza.

O silício puro não é um bom condutor de eletricidade, pois possui apenas quatro elétrons na sua camada de valência. Para que ele seja utilizado na produção de energia solar, o elemento precisa passar por um processo de dopagem, que nada mais é do que a introdução de átomos estranhos na estrutura cristalina da substância. Esse processo acontece em duas etapas:

• No primeiro momento, insere-se na estrutura cristalina do silício, átomos contendo excesso de elétrons de valência. Dessa forma, os elétrons inseridos passam a transitar livremente pelo material, aumentando a condutividade do silício. Para esse processo, o material dopante mais utilizado é o fósforo. Essa etapa é conhecida como material tipo N.
• Em um segundo momento, de forma similar, insere-se na estrutura cristalina do silício átomos com excesso de lacunas de camada de valência. Quando a dopagem produz lacunas no semicondutor, um elétron proveniente de uma ligação covalente só poderá transitar para um ponto do cristal onde houver uma lacuna disponível. Para essa etapa do processo, o elemento mais utilizado é o Boro. Essa etapa é conhecida como material tipo P.

Se a junção PN for exposta a fótons com energia superior que a banda proibida, ocorrerá a geração de pares elétron-lacuna. Se esse processo ocorrer numa região onde o campo elétrico é diferente de zero, as cargas serão aceleradas, resultando numa corrente através da junção.

Esse deslocamento de cargas da origem a uma diferença de potencial denominada Efeito Fotovoltaico. Se as duas extremidades do bloco de silício forem conectadas a um circuito externo, haverá a circulação de elétrons.

A Radiação Direta

A energia solar Direta ocorre quando a radiação extraterrestre proveniente do sol atinge diretamente a placa solar. Para que ocorra a maior incidência de raios solares na placa, você deve posicionar sua Torre de Iluminação Solar MTower para o norte geográfico da Terra. Em um dia ensolarado, isso faz toda diferença, pois haverá maior incidência de raios solares nas placas.

A Radiação Difusa

A radiação difusa funciona de forma um pouco diferente. Nesse tipo de radiação, os raios solares incidem de forma indireta nos módulos fotovoltaicos. Isso se deve a ação da difração causada pelas nuvens, nevoeiros, poeiras em suspensão, ou qualquer outro obstáculo no caminho até o modulo.

Por exemplo, em um dia quente na praia, mas com muitas nuvens no céu, é comum observar os banhistas ficando bronzeados. Isso se deve à radiação difusa. E, mesmo com o céu encoberto, os módulos fotovoltaicos dos equipamentos MTower são capazes de absorver radiação e produzir energia.

A Radiação Refletida

Por fim, uma pequena parte de radiação que é refletida pelo solo e por outros objetos próximos é absorvida pelos modus fotovoltaicos das Torres de Iluminação Solar MTower. Esse efeito é conhecido com Radiação Refletida, ou por Albedo.

Em suma, seja qual for a condição em que sua Torre de Iluminação Solar MTower se encontre – dias ensolarados ou nublados – ela continuará a carregar o banco de baterias, devido a alta tecnologia envolvida na produção dos módulos fotovoltaicos acoplados a ela. O fato da Torre está sempre carregando seu banco de baterias garante a maior autonomia de trabalho possível.