Energia Eolica

INTRODUÇÃO

O que nos motivou a desenvolver esse artigo científico é o fato de que as energias não renováveis, além de serem prejudiciais ao meio ambiente, tanto pela retirada dos recursos quanto pela poluição em geral, não serão alto suficientes para o mundo, aumentando assim a necessidade sobre a pesquisa de novas fontes de energias renováveis.

Com a crescente demanda de energia e com escassez de fontes não renováveis, atualmente o estudo e pesquisas sobre aplicações de fontes de energia renováveis está cada vez mais crescente. Os recursos energéticos renováveis oferecem muitas vantagens para um mundo carente de energia, eles podem ser usados de muitas maneiras, gerando problemas ambientais mínimos e podem ser controladas com tecnologias apropriadas. Essas energias correspondem atualmente a 9% da energia fornecida no mundo, esse índice aumenta para 22% se incluirmos todos os usos da biomassa (HINRICHS, 2008, pg.108).

O efeito fotovoltaico começou a ser pesquisado em 1954, por cientistas da área espacial, que buscavam uma forma eficiente de fornecer energia aos equipamentos dos satélites colocados em órbita. Desde então, a energia solar fotovoltaica tem-se desenvolvido de forma acelerada e se faz cada vez mais presente em regiões onde o acesso à rede elétrica convencional é dificultado.

Hoje em dia a energia solar fotovoltaica é a segunda fonte de energia renovável que mais cresce, cerca de 24% por ano no mundo, e se apresenta como a fonte mais viável dentre as outras que temos disponíveis, isso quando a relacionamos a custo beneficio, estagio de desenvolvimento tecnológico e melhor aproveitamento, pois se instalarmos células solares em área equivalente 248x248 quilômetros, poderíamos atender toda a demanda de energia norte americana.

Diferente dos aquecedores solares de água, comum hoje em dia, o efeito fotovoltaico transforma a energia luminosa proveniente do sol em eletricidade, para alimentar lâmpadas, sistemas de bombeamento de água, dessalinizadores de água, e diferentes tipos de aparelhos elétricos.

Algumas barreiras que impedem o maior desenvolvimento dessa tecnologia, primeiramente é a razão econômica, embora tenha caído consideravelmente seu custo de desenvolvimento se comparado com energias não renováveis de baixo custo, sua aplicação fica inviável a curto prazo, a exemplo o petróleo. Outro problema é a questão do armazenamento dessas energias, complicada pelo fato de que estes recursos são difusos e dependem do tempo e do clima. Mas com desenvolvimento da tecnologia fotovoltaica, onde podemos aplicá-la para tirarmos uma boa relação entre custo beneficio e uma melhoria para o meio ambiente.

Surgimento da energia solar fotovoltaica.

O efeito fotovoltaico foi observado pela primeira vez em 1839, por Edmond Becquerel que verificou que placas metálicas, de platina ou prata, mergulhadas num eletrólito produzem uma diferença de potencial quando expostas a luz.

Em 1877, dois inventores norte americanos, W. G. Adams e R. E. Day utilizaram as propriedades foto condutoras do selênio para desenvolver o primeiro dispositivo sólido de produção de eletricidade por exposição à luz. Apesar da baixa eficiência de conversão, da ordem d 0,5% (VALLÊRA; BRITO, 2006, p.10), nos finais do século XIX o engenheiro Werner Siemens comercializou células de selênio como fotômetros para maquinas fotográficas.

A história fotovoltaica teve que esperar os grandes desenvolvimentos científicos da primeira metade do século XX, principalmente a explicação do efeito fotoelétrico por Albert Einstein em 1905, a teoria de bandas e a física dos semicondutores; assim como as técnicas de purificação e dopagem associadas ao desenvolvimento do transistor de silício. Ou seja, sem a ciência moderna, seria impossível o nascimento da energia solar elétrica.

A história da primeira célula solar começou em março de 1953 quando Calvin Fuller, um químico dos Bell Laboratories, em Murray Hill, New Jersey, nos Estados Unidos da América, desenvolveu um processo de difusão para introduzir impurezas em cristais de silício, de modo a controlar as suas propriedades elétricas (processo chamado dopagem). Ele produziu uma barra de silício com uma pequena concentração de gálio, que o torna condutor (tipo “p”). Segundo as instruções de Fuller, o físico Gerald Pearson mergulhou esta barra de silício dopado num banho quente de lítio, criando na superfície da barra uma zona com excesso de elétrons livres (tipo “n”). Esta região onde o silício tipo `n` fica em contato com o silício tipo”p” (junção “p-n”) surge um campo elétrico permanente. Após este experimento, Pearson verificou que a amostra produzia corrente elétrica quando exposta a luz. Pearson tinha acabado de fazer a primeira célula solar de silício. A eficiência inicial da placa era da ordem de 4% (VALLÊRA; BRITO, 2006, p. 11).

Porem eles encontraram vários obstáculos, principalmente na dificuldade de soldar contatos elétricos ao material. Para isso eles experimentaram fazer a dopagem do silício com fósforo, e obtiveram uma junção p-n mais estável.

Depois substituíram o gálio por arsênio, seguido por uma difusão de boro. Assim as novas células podiam ser facilmente soldadas e atingiram uma eficiência de 6% (VALLÊRA; BRITO, 2006, p. 11).

Perante estes resultados e depois de o Pentágono ter autorizado a sua publicação, a célula solar foi apresentada na reunião anual da National Academy of Sciences, em Washington, e anunciada numa conferencia de imprensa no dia 25 de abril de 1954.

A demonstração publica da “pilha solar” consistiu numa transmissão via radio de algumas palavras entre D.E. Thomas e Morton Prince usando um sistema portátil alimentado por uma célula solar. A primeira aplicação das células solares foi para alimentar uma rede telefônica local.

No entanto, rapidamente se compreendeu que o custo das células solares era demasiadamente elevado, pelo que a sua utilização só podia ser economicamente competitiva em aplicações muito especiais, como, por exemplo, para produzir eletricidade no espaço. O primeiro satélite, o Sputnik, lançado em 1957, utilizou-se dela para produção ele energia elétrica, inaugurando a corrida espacial entre os Estados Unidos e a União Soviética.

Hoje todos os veículos espaciais são equipados com células solares, desde a International Space Station ao Mars Rover, que continua a percorrer o solo marciano.

O desenvolvimento de células solares