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O que é Usina Solar?

usina solar

A energia fotovoltaica não tem utilidade apenas para autoconsumo, portanto, uma usina solar ou parque solar, é o lugar onde é armazenada a energia fotovoltaica em alta tensão para venda e distribuição em larga escala.

Como funciona uma usina solar?

A usina solar é fixa.
A usina solar é fixa.

Uma usina solar geralmente é construída em solo fixo, mas, também pode ser erguida para acompanhar os movimentos do sol. Esse sistema de rastreamento aumenta a produção de energia elétrica, mas, em contrapartida, aumenta também o preço da manutenção e o custo da operação.

A energia elétrica produzida pelos painéis solares é em forma de corrente contínua, e para ser transformada em corrente alternada – que é a forma como é consumida nas casas e empresas – é necessário o uso de um inversor.

A energia nas linhas de alta tensão necessita de uma tensão muito acima de 380 volts, que é a voltagem inicial fornecida pelos painéis fotovoltaicos, portanto, é usado um transformador para que essa voltagem chegue aos 230.000 volts ou mais.

Uma rede de transmissão se encarrega de conduzir a energia produzida pela usina solar para as casas, empresas e indústrias. A energia produzida pela usina solar é limpa e renovável. A vida útil é acima de 30 anos e a manutenção é de baixo custo, sendo alto apenas o investimento para implantação.

A Primeira Usina Solar do Mundo

São muitas as descobertas de sucesso e utilidade feitas de maneira casual ao longo da história. A essas descobertas damos o nome de “serendipitia” um anglicanismo aplicado a esse tipo de descoberta.

Portanto, foi o que ocorreu com Alexandre Becquerel em 1839 quando durante experimentos descobriu que eletrodos de platina ou prata tinham sua corrente elétrica aumentada quando expostos ao sol. Surgia ali o início do efeito fotovoltaico.

Com Wiiloughby Smith aconteceu a mesma situação de descoberta de efeito fotovoltaico em relação ao selênio, como relatou ele em uma carta a Latimer Clark em quatro de fevereiro de 1873.

Em 1877 foi confeccionada por Adams e seu aluno Richard Day o primeiro dispositivo sólido de fotoprodução de eletricidade. Consistia em um filme de selênio depositado num substrato de ferro e uma fina camada de ouro na parte da frente para fazer o contato. A eficiência de conversão era de 0,5%. Era a primeira célula fotovoltaica. Anos mais tarde, Charles Fritts duplicou essa eficiência para 1%.

Porém, o que mais chamava a atenção na época, não eram as propriedades fotovoltaicas, mas a fotocondutividade que exerciam através da proporção exata entre a radiação, a energia produzida e o comprimento da onda.
Isso foi perfeito para medir a intensidade da luz em fotografia, sendo que no final do século XIX, o engenheiro alemão Werner Siemens comercializou os fotômetros para máquinas fotográficas.

Como surgiram as células fotovoltaicas

O processo de aperfeiçoamento continuou por vários anos e o silício passou a ser usado como matéria prima para as células fotovoltaicas. Porém, a era moderna da energia solar tem seu marco no ano de 1954, quando o químico Calvin Fuller do Bells Labs nos Estados Unidos, desenvolveu o processo de dopagem do silício.

Dopagem é um termo usado na física da matéria condensada para explicar o processo de introdução de impurezas em uma rede cristalina de um semicondutor, com a finalidade de modificar as propriedades físicas da mesma.

Calvin Fuller dividiu sua descoberta com o colega Gerald Pearson, e este continuou os experimentos, juntando dois semicondutores do tipo P e N, de forma a manter a cristalinidade do silício, e mesmo assim, o efeito fotovoltaico permanecia.

Gerald Pearson dividiu sua conclusão com outro colega, Daryl Chapin, que lutava sem sucesso um meio de alimentar as baterias das redes telefônicas remotas.

Apesar de tantos esforços, as primeiras células fotovoltaicas apresentavam muitos problemas técnicos. Porém, isso foi resolvido quando Fuller resolveu fazer a dopagem do silício primeiramente com arsênio, depois com boro, e conseguiu subir a eficiência das células para 6%.

Depois de tantas modificações e tendo chegado ao máximo de eficiência para a época, finalmente a primeira célula fotovoltaica, que daria origem à usina solar, foi oficialmente apresentada na reunião anual da National Academy of Sciences em 25 de abril de 1954. Em 1955 foi aplicada como fonte de alimentação na rede telefônica em Americus na Geórgia.

Usina Solar no mundo atual

Com o contínuo avanço dos estragos ao meio ambiente, e sendo necessário tomar medidas que impeçam danos maiores, a usina solar tem sido a saída para tal situação. Embora ainda não sejam muitas e esteja longe do ideal para que o planeta seja resguardado, ainda assim algumas foram construídas.

O interesse pela usina solar começou a ser intensificado na década de 80, quando os primeiros parques solares começaram a ser construídos, e o objetivo é que até 2050 a energia solar se transforme na maior fonte de produção de eletricidade.

A maior usina da atualidade que se tem notícia até o presente momento, está localizada em Rosamond na Califórnia. Finalizada em junho de 2015 possui um milhão e setecentos mil painéis solares distribuídos em um espaço de 3200 acres. A capacidade de produção é de 579 megawatts e a empresa que construiu é a Solar Star.

Dentre as sete maiores usinas solares do mundo, cinco estão nos Estados Unidos, que é o quinto maior fabricante de painéis solares. São elas:

Solar Star; Topaz Solar Farm; Desert Sunlight Solar Farm; Copper Mountain Solar Facility; Água Caliente Solar Project. As outras duas maiores do mundo estão uma na China (Longyangxia Hydro Solar) e outra na França (Cestas Solar Farm).

Usina Solar no Brasil

Se por um lado o sol castiga o nordestino, por outro fez com que seja no nordeste onde está instalada a nossa maior usina solar. Localizada no Piauí, a usina Parque Solar Nova Olinda, no município de Ribeira, a 377 km de Teresina, vem sendo a menina dos olhos da micro região do Alto Médio Canindé.

Instalada em uma área de 690 hectares, tem capacidade para gerar 600 Gwh por ano, o que é suficiente para atender 300 mil lares brasileiros, evitando com isso a emissão de 350 mil toneladas de C02 que seriam jogadas na atmosfera.

A usina solar Nova Olinda, não só trouxe vantagens para o meio ambiente, como gerou muitos empregos na região. Cerca de 1700 postos novos de trabalho foram criados, cuja metade foi ocupada por moradores da localidade. Portanto, o impacto foi positivamente econômico num todo.

E não pára por aí. A empresa Enel Green Participações Ltda, subsidiária brasileira de energia renovável do Grupo Enel, anunciou dia 22/10/2018 o início da construção da usina fotovoltaica São Gonçalo, no município de São Gonçalo do Gurgueia no Piauí.

O novo Parque Solar terá capacidade para gerar 475 MW e o início das obras está previsto para 2020. Por ano serão gerados 1200 Ghw e evitará a emissão de 600 toneladas de C02 na atmosfera.

Surgido há 4,5 bilhões de anos, o Sol, essa estrela de primeira grandeza, tinha por trás de si uma missão maior do que apenas clarear e aquecer a Terra. Ficou durante longo tempo esperando o dia em que começaria a auxiliar o ser humano a encontrar formas mais naturais para sobreviver, e a usina solar é apenas uma delas.