ENERGIA FOTOVOLTAICA O SOL ALÉM DA INSPIRAÇÃO Como é possível os raios solares virarem luz elétrica? Sobre telhados, conectados a rede, isolados…que tipo de sistemas fotovoltaicos existem hoje? Quais as vantagens desta tecnologia? Nesta sessão você irá tirar todas suas dúvidas sobre esta opção energética e saber porque ela é uma ótima ação de combate ao aquecimento global.

Diariamente toneladas de energia chegam ao nosso planeta de forma gratuita e limpa. Os raios solares, além de trazerem a luz e o calor essencial para a vida na Terra, podem ser aproveitados para a geração de eletricidade.

Como isto é possível?

Através de uma tecnologia chamada fotovoltaica, ou seja, luz transformada em eletricidade.
O termo ‘Fotovoltaica’ é o casamento de duas palavras:

Foto = que tem sua raiz na língua grega e significa “luz” e
Voltaica = que vem de ‘volt’ que é a unidade para medir o potencial elétrico.

Potencial da Energia Solar em comparação a outras fontes

Para fazer isto, são utilizadas células solares formadas por duas camadas de materiais semi-condutores, uma positiva e outra negativa. Ao atingir a célula, os fótons da luz excitam os elétrons, gerando eletricidade. Quanto maior a intensidade do sol, maior o fluxo de eletricidade.

O material mais comumente utilizado é o silício. Por ser o segundo elemento mais abundante da face da terra, não há limites com relação à matéria-prima para produção de células solares.

A eletricidade gerada pelas células está em corrente contínua, que pode ser imediatamente usada ou armazenada em baterias. Em sistemas conectados a rede, a energia gerada precisa passar por um equipamento chamado inversor, que irá converter a corrente continua em alternada com as características (freqüência, conteúdo de harmônicos, forma da onda, etc) necessárias para atender as condições impostas pela rede elétrica pública. Assim, a energia que não for consumida pode também ser lançada na rede.

Não confunda, energia solar térmica com energia solar fotovoltaica!

Na solar térmica, a energia do sol é transformada em calor e é utilizada para o aquecimento de água em residências, hotéis, clubes, etc. Neste caso, são usados COLETORES solares.

Na solar fotovoltaica, a energia é diretamente convertida em eletricidade e, neste caso, são usados MÓDULOS solares.

O Instituto Ideal produziu um vídeo educativo que explica em menos de 3 minutos o que é eletricidade solar.
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Esquema de Circuito Controlador de Carga Geradores de Energia Eólica e Solar

A função do controlador de carga para os painéis solares é monitorizar a tensão da bateria, e logo que alcança a carga completa, o controlador desliga a entrada de tensão proveniente das fontes de carga. Isto não prejudica os painéis solares, mas desperdiça a potência eléctrica que estão gerando. A energia acaba por aquecer os transístor no controlador. Este tipo de controlador não é ideal para um gerador eólico, o shunt das entradas gera uma corrente enorme que pode inclusive danificar o controlador. Desligar simplesmente a ligação, se o gerador eólica está a produzir uma grande quantidade de energia pode destruir o circuito.

A solução ideal é carregar as baterias até ao seu máximo, e logo que atingido, comutar essa energia para outros sectores, se este desvio for útil, melhor ainda, neste caso concreto o desvio é feito para lâmpadas que uma vez as baterias com carga ficam ligadas diretamente à produção da turbina. 

O diagrama esquemático acima mostra o circuito simples do controlador da carga. A tensão de entrada da bateria é dividida ao meio por um par de resistências de 3.3K (Utilize uma Resistência de 3,3K em Paralelo se o LM.339 tiver um Diferencial de 1,5V), assim que os pontos de desligar são ajustados aos níveis desejados. Os pontos reais de desligar dependem das baterias em particulares, o ideal é começar em 14.5 volts para carga completa, e 11.8 volts para descarregada. Neste caso, as resistências ajustáveis devem ser ajustados para ler 7.25 volts em TP-A e 5.9 volts em TP-B. Necessitará provavelmente de verificar a tensão da bateria com carga e sem carga para determinar os pontos exatos de tensão a ajustar. As saídas do controlador são trancadas, e dirigem um par dos FETs de potência IFR510, que servem como excitadores do relé. Se usar um relé com comutação, a  segunda saída pode ser usada para comutar um ventilador pequeno  C.C. de 12 volts  que desloque o hidrogênio das bateria para impedir o perigo da explosão ao carregar as baterias. Os dois botões de pressão permitem comutar manualmente a saída quando a tensão da bateria estava “na zona nula” entre os pontos. Momentaneamente pressionando uma das teclas, o estado da saída inverterá e pára. Uma resistência de 1K impede um curto inoperante, se alguém decidir pressionar ambas as teclas simultaneamente.

A energia de entrada provém de diversas fontes, painéis solares e de geradores eólicos que produzem diferentes tensões, não podem ser ligados juntos… cada um tem de ter um díodo em série com a ligação positiva. Quando a bateria está carregando, cada fonte é puxada para a tensão terminal da bateria, assim cada fonte contribui para a carga. Cada díodo permite a passagem da corrente que cada uma das fontes está a gerar. A ligação negativa de cada fonte é ligada à terra.

Com o circuito em funcionamento, sempre que as baterias recebem carga o Led vermelho acende, se a carga máxima for atingida, acende o Led verde e o relé dispara desviando a corrente vinda dos geradores, nesta caso para as lâmpadas.