Além dos processos térmicos descritos acima, a radiação solar pode ser diretamente convertida em energia elétrica, por meio de efeitos da radiação (calor e luz) sobre determinados materiais, particularmente os semicondutores. Entre esses, destacam-se os efeitos termoelétrico e fotovoltaico.
Os efeitos termoelétrico e fotovoltaico.
O primeiro se caracteriza pelo surgimento de uma diferença de potencial, provocada pela junção de dois metais, quando tal junção está a uma temperatura mais elevada do que as outras extremidades dos fios.
Embora muito empregado na construção de medidores de temperatura, seu uso comercial para a geração de eletricidade tem sido impossibilitado pelos baixos rendimentos obtidos e pelos custos elevados dos materiais.
O efeito fotovoltaico decorre da excitação dos elétrons de alguns materiais na presença da luz solar (ou outras formas apropriadas de energia).
Materiais mais adequados
Entre os materiais mais adequados para a conversão da radiação solar em energia elétrica, os quais são usualmente chamados de células solares ou fotovoltaicas, destaca-se o silício.
A eficiência de conversão das células solares é medida pela proporção da radiação solar incidente sobre a superfície da célula que é convertida em energia elétrica. Atualmente, as melhores células apresentam um índice de eficiência de 25% (GREEN et al., 2000).
Geração de eletricidade em escala
Para a geração de eletricidade em escala comercial, o principal obstáculo tem sido o custo das células solares. Segundo BAJAY et al. (2000), atualmente os custos de capital variam entre 5 e 15 vezes os custos unitários de uma usina a gás natural que opera com ciclo combinado.
Contudo, nos últimos anos tem-se observado redução nos custos de capital. Os valores estão situados na faixa de US$ 200 a US$ 300 por megaWatt-hora e entre US$ 3 e US$ 7 mil por quiloWatt instalado (Tabela 3.2).
A Figura 3.7 ilustra um sistema completo de geração fotovoltaica de energia elétrica.
Fonte: GREEN, M. A. et al. Solar cell efficiency tables: version 16. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, Sydney, v. 8, p. 377-384, 2000.
Fonte: CENTRO DE REFERÊNCIA PARA A ENERGIA SOLAR E EÓLICA SÉRGIO DE SALVO BRITO – CRESESB. Informe Técnico, Rio de Janeiro, v. 2, n. 1, jun. 1996. Disponível em: www.cresesb.cepel.br/Publicacoes/informe2.htm (Adaptado).
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