Comparação da luz solar com outr à eficiência de - BECN

Energia Solar Concentrada
Comparação da luz solar com outras fontes de energia luminosa em relação
à eficiência de produção de energia elétrica
Amanda Domingues Moraes, Eduardo Rodrigues Iriarte, Juliane Midori Ikebara, Leonardo
Roberto Tognini, Maira Michel Angelo Barbosa, Mario Seixas Sales
Professor Doutor Felipe Chen Abrego, Centro de Ciências Naturais e Humanas
Universidade Federal do ABC, Campus Santo André, SP
Resumo
O sol é uma importante fonte de energia e desde que o homem passou a existir,
ele a utilizou,
u, seja para simplesmente se aquecer ou para produzir energia elétrica.
Nos últimos anos, foram feitos muitos estudos sobre efeito fotoelétrico para
converter energia solar em elétrica e melhorar o desempenho da captaç. Neste
projeto, utilizando uma placa fotovoltaica, feita de um semicondutor, foi ligada a um
pequeno conjunto de lâmpadas LED conectadas em paralelo, para iluminar uma
maquete. Utilizando-se
Utilizando se um sistema de espelho côncavo para concentrar a luz
proveniente de uma fonte, pode-se
pode
observar que a tensão
ensão produzida pela placa
solar aumenta devido ao aumento da quantidade de fótons que atinge a placa,
sendo portanto, mais eficiente do que se não houvesse a concentração da luz.
INTRODUÇÃO
A energia solar captada por painéis de
silício é apontada como a melhor forma de
energia alternativa para diminuir a
dependência de combustíveis fósseis para
gerar eletricidade, além de ser energia
limpa e proveniente de fontes naturais,
sendo teoricamente inesgotáveis. O uso
doméstico se popularizou, mas usinas de
painéis solares com potência para iluminar
uma cidade grande, ainda são caras e têm
baixa capacidade de armazenamento, além
de não funcionarem à noite. [1]
Ainda é necessário muita pesquisas, mas já
há usinas solares que usam concentradores
de energia solar que permitem ampliar de
forma
rma considerável o desempenho de
módulos fotovoltaicos[2], além de estudos
muito interessantes como a impressão de
células solares em papel, realizado no
Instituto de Tecnologia de Massachussets
(MIT) nos Estados Unidos [3]; ou então
células solares orgânicas,
cas, feitas de corantes
ou polímeros, pesquisa realizada na
Alemanha por Schmidt-Mende[4].
Schmidt
Além
disso, a Alemanha, em que a incidência de
luz solar é muito menor que em Santa
Catarina, devido ao nevoeiro, é o maior
produtor de energia fotovoltaica no mundo,
mundo
com capacidade instalada de mais de 5
gigawatts.[5]
OBJETIVO
Aumentar a tensão gerada por uma placa
fotovoltaica utilizando um sistema de
espelho côncavo para concentrar luz e
verificar as diferentes tensões que são
geradas por diversas fontes luminosas.
METODOLOGIA
Medimos cada tensão gerada usando uma
lâmpada incandescente, fluorescente e a
luz solar utilizando um multímetro e uma
placa
laca fotovoltaica com as seguintes
especificações:
IX Simpósio de Base Experimental das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2010
Energia Solar Concentrada
Tabela I: Características da Placa
Tensão
Corrente
Potência
4V
100mA
0,4 W
Determinamos qual é a melhor fonte de luz
artificial para representar o sol e montamos
uma maquete da UFABC, com LEDs nos
prédios para simular o uso da energia solar
em edificações.
Como a tensão gerada pela placa é de 4V
quando se usa a luz solar, ao usarmos a luz
de uma lâmpada comum, o valor da tensão
é menor, além de que para acender os
LEDs, é necessário 3V de tensão. Para isto,
utilizamos um espelho côncavo para
concentrar luz e aumentar a incidência de
luz na placa e consequentemente a tensão
para que os LEDs acendam.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tabela II: Resultados da tensão gerada,
proveniente de cada fonte de luz.
Lâmpada
Lâmpada
Incandescente Fluorescente
Tensão (V)
Luz Solar
Sem Espelho
4,18
1,39
1,0
Com Espelho
4,82
1,70
1,18
A distância entre a placa solar e as
lâmpadas foi de 1,50m. Podemos observar
obs
que a lâmpada incandescente foi a que
obteve maior tensão, apesar de apenas 5%
da energia total ser convertida em energia
luminosa, devido às características da
radiação emitida por este tipo de lâmpada.
Pudemos observar também que quando
colocamos o espelho côncavo no sistema, a
tensão aumenta, isso porque a luz se
concentra em um ponto e que, de acordo
com o efeito fotoelétrico, aumenta a
quantidade de fótons que interagem com a
matéria, fazendo com que seja emitido mais
elétrons.
Observamos que a distância entre a fonte
luminosa e a célula fotovoltaica também faz
com que a tensão varie, então para que os
LEDs da maquete acendessem, a distância
utilizada foi menor que 1,00m.
CONCLUSÕES
Verificamos neste trabalho as diferentes
tensões geradas de acordo com variadas
fontes de luz, além de que pudemos
observar que, utilizando um espelho
côncavo, este age como um concentrador
de energia luminosa, melhorando o
desempenho da placa fotovoltaica.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]
Revista Veja. Edição 2060
206 – 14 maio de
2008 – seção Energia - “A nova geração de usinas
solares” por Paula Neiva.
[2]
http://wikienergia.com/~edp/index.php?title=
Concentra%C3%A7%C3%A3o_de_energia_solar
[3]
http://www.inovacaotecnologica.com.br/notici
as/noticia.php?artigo=papel
as/noticia.php?artigo=papel-solar-celulas-solaresimpressas-papel&id=010115110713
papel&id=010115110713
[4]
Revista Scientific American Brasil. Edição 82
– Março 2009. página 30 - “Caçador da Luz” por
Gerhard Samulat.
[5]
http://viajeaqui.abril.com.br/national
http://viajeaqui.abril.com.br/nationalgeographic/edicao-114/energia
114/energia-solar493877.shtml?page=2
[6]
http://sites-test.uclouvain.be/e
test.uclouvain.be/elee/PO/realisations/EnergiesRenouvelables/FiliereSo
laire/PanneauxPhotovoltaiques/Cellule/Technologie.h
tm
AGRADECIMENTOS
Figura 1: Ilustração do funcionamento de
uma célula fotovoltaica [6]
Nossos sinceros agradecimentos à UFABC
e Professor Doutor Felipe Chen Abrego.
IX Simpósio de Base Experimental das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2010