Painel Solar Fotovoltaico: Sua Criação e História

painel solar criação e história

Hoje, milhões de consumidores no mundo todo já possuem um painel solar fotovoltaico instalado no telhado de sua casa, empresa, agronegócio ou demais tipos de estabelecimentos.

Mas engana-se quem pensa que se trata de uma nova tecnologia.

Embora já conte com um papel estabelecido na geração elétrica mundial, uma longa história separa a criação do painel solar dos dias de hoje.

Neste artigo, iremos retroceder alguns séculos no tempo e descobrir as raízes dessa tecnologia que está transformando o mundo.

Confira 👇

Primeiras Utilizações da Energia Solar 

Teoricamente, podemos dizer que a raça humana já utiliza o poder do sol desde o século VII a.C.

Segundo revelam as evidências históricas desse período, os humanos utilizavam materiais de vidro como lupa para focalizar a luz do sol e, assim, ascender fogueiras.

Já no século III a.C, Romanos e Gregos usavam espelhos com o mesmo intuito, mas para ascender tochas em cerimônias religiosas.

Estes ficaram conhecidos como “espelhos queimadores” e também foram utilizados pelos chineses, conforme registros datados do ano 20 d.C.

Outra forma antiga de utilização da energia solar, ainda utilizada nos dias de hoje, é a construção de “salas solares” em edificações que usam janelas gigantes para concentrar a luz do sol em um único ponto.

Algumas das mais conhecidas salas de termas romanas, especialmente as voltadas para o Sul, eram salas solares.

Esse mesmo uso da energia solar foi utilizado por ancestrais do antigo povo indígena Anasazi, em 1.200 d.C, na América do Norte.

Quando, no inverno, se acomodavam em casas voltadas ao Sul em penhascos para captar a luz e o calor do sol.

Muito tempo depois, entre os séculos XVII e XVIII, cientistas conseguiram captar a luz do sol para alimentar fornos portáteis em longas viagens.

Também a utilizaram para produzir barcos a vapor movidos a energia solar.

Portanto, podemos ver que, mesmo antes de estar popularizada através do painel solar fotovoltaico, a energia solar já era utilizada de diversas formas, sendo uma prática comum da civilização.

A invenção do painel solar fotovoltaico

Podemos dizer que a criação do painel solar fotovoltaico foi um trabalho coletivo, fruto de diferentes pesquisas e descobrimentos de diversos cientistas.

Existe um debate quanto a data exata e o seu inventor, porém, a maioria credita o surgimento da tecnologia ao cientista francês Edmond Becquerel.

Pois foi Becquerel quem primeiro descobriu efeito fotovoltaico, em 1939, enquanto realizava experiências eletroquímicas na oficina de seu pai.

De maneira simples, o efeito fotovoltaico consiste no surgimento de uma tensão elétrica em um material semicondutor devido a liberação de elétrons de sua superfície quando exposto à radiação de fótons de luz.

O processo é a chave do funcionamento da tecnologia e contribuiu para o surgimento das primeiras células fotovoltaicas de Selênio.

Em 1873, o engenheiro elétrico inglês Willoughby Smith descobriu que o selênio possui propriedade fotocondutiva.

Isso abriu caminho para a descoberta dos cientistas William Grylls Adams e Richard Evans Day, em 1876, de que esse elemento cria eletricidade quando exposto à luz do sol.

Pouco depois, em 1883, o inventor Charles Fritts conseguiu produzir a primeira célula solar feita de camadas de selênio, razão pela qual alguns creditam a ele a invenção da célula solar.

No entanto, a grande maioria dos painéis fotovoltaicos usados hoje são feitos com células fotovoltaicas a base de silício.

Por isso, uma parcela da comunidade científica credita a invenção da célula solar aos cientistas Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson, os quais produziram pela primeira vez uma célula solar de silício, no laboratório Bell, em 1954.

Essa foi a primeira vez que uma tecnologia fotovoltaica conseguia alimentar um aparelho elétrico por várias horas do dia.

Embora apresentasse uma eficiência de conversão da luz em eletricidade de apenas 4%, menos de um quarto da eficiência apresentada por um painel fotovoltaico moderno.

Fatos importantes da história dos painéis fotovoltaicos

Painel solar fotovoltaico no espaço: 

Algumas das primeiras utilizações dos painéis solares foram feitas no espaço.

A primeira foi em 1958, quando o satélite Vanguard I foi lançado em sua viagem espacial com um painel minúsculo, de 1 Watt, para alimentar o seu rádio.

No mesmo ano, os satélites Vanguard II, Explorer III e o Sputnik-3 também foram lançados com painéis solares ao espaço.

Em 1964 e 1966, a NASA foi responsável pelo lançamento do primeiro satélite e estação espacial movidos inteiramente por energia solar gerada por painéis fotovoltaicos, os quais produziam 470 W e 1 kW, respectivamente.

Primeira casa com painel solar fotovoltaico:

Já em 1973, foi construída a primeira casa alimentada por energia solar, realizado pela Universidade de Delaware, nos EUA.

Batizada de “Solar One” (Primeira Solar), o projeto utilizava um híbrido de energia solar térmica e fotovoltaica.

Também representou a primeira utilização de BIPV (Building Integrated Photovoltaics, ou Fotovoltaica Integrada a Edifícios).  

Ou seja, a casa não continha painéis solares, mas tinha a tecnologia fotovoltaica integrada diretamente ao seu telhado, semelhante as telhas solares da Tesla.

Evolução da eficiência em conversão elétrica 

Entre 1957 e 1960, a Hoffman Eletronics conseguiu quebrar vários recordes de eficiência da fotovoltaica, passando de 8% para 14%.

Em 1985, outra grande conquista foi alcançada pela Universidade de South Wales, nos EUA, que conseguiu chegar a uma eficiência de 20% com células solares de silício. 

Em 1999, uma pesquisa em conjunto entre o National Renewable Energy Laboratory e a Spectrolab Inc. alcançou uma eficiência de 33.3%.

O recorde foi quebrado novamente pela Universidade de South Wales, em 2016, quando conseguiram chegar a uma eficiência de 34.5%.

Aviões movidos por painel solar

Em 1981, o primeiro avião alimentado por energia solar, o Solar Challenger, voou através do canal inglês entre a França e o Reino Unido, pilotado por seu inventor, Paul MacCready.

Dezessete anos depois, a aeronave solar por controle remoto “Pathfinder” estabeleceu o recorde de altura após alcançar uma altitude de quase 25.000 km.

Pouco depois, esse recorde foi quebrado pela Nasa em 2001, quando sua aeronave alcançou uma altitude de quase 30.000 km.

Em 2016, o suíço Bertrand Piccard foi responsável pela primeira volta ao mundo a bordo do maior avião movido por energia solar de hoje, o Solar Impulse 2.

Presidências solares

Nos EUA, em 1979, o presidente eleito Jimmy Carter ordenou a instalação de painéis solares para abastecer a Casa Branca durante o seu mandato.

Quando Ronald Reagan tomou posse do seu mandato, em 1981, ele ordenou a remoção das placas fotovoltaicas.

Quase 30 anos depois, em 2010, o presidente Barack Obama novamente instalou os painéis solares fotovoltaicos em seu primeiro mandato, assim como um sistema de aquecimento solar. 

Evolução do preço da energia solar 

Os preços dos painéis solares fotovoltaicos tiveram uma queda significativa nas últimas décadas.

Isso contribui para um aumento da demanda e a instalação de mais de um milhão de sistemas nos EUA desde o começo de 2016.

No ano de 1956, o custo dos painéis era de US$300 por watt, em 1975, esse valor caiu para pouco mais de US$100 por watt. 

Em 1998, um painel podia custar cerca de US$0,50 por watt!

Ou seja, é possível afirmar que a depreciação dos custos dos painéis fotovoltaicos foi de 10% ao ano, desde 1980.

Em suma, podemos ver que isso foi, e continua sendo, responsável pela crescente popularização do painel solar fotovoltaico e a consagração da energia solar como uma fonte de energia limpa e segura ao mundo de hoje.

Fonte de Informação: Energy Sage – Fonte (em inglês)

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