Como é possível transformar a energia do sol em energia elétrica?

Ciência:
Física
Nível: intermediário

Hoje em dia é bastante comum encontrarmos casas com longas placas de recepção, os chamados painéis solares, para captar energia solar. O uso desse recurso cresce a cada dia e vem sendo utilizado nos mais variados dispositivos, e não apenas no espaço, como era sua aplicação inicial.

Alguns materiais, como é o caso do silício, são o que chamamos de materiais semicondutores. Este tipo de material encontra-se em uma classe de condutividade entre os condutores e os isolantes, e podem ser utilizados para transmitir e controlar energia elétrica, característica explorada na transformação da energia solar. Sua principal aplicação, hoje, é na indústria de eletrônicos.

Os aparelhos que fazem a conversão solar são feitos desses materiais semicondutores e são, em si, células fotovoltaicas (FV) (células que convertem luz em energia). Mas como elas funcionam?

Sol

Quando a luz solar entra em contato com a superfície das células fotovoltaicas, uma quantidade é absorvida e transferida para o semicondutor. Os elétrons fracamente ligados, então, se desprendem e, direcionados pelo campo magnético das células FV, caminham em uma determinada direção.

Corrente elétrica nada mais é do que o fluxo ordenado de elétrons, e é exatamente isso que as células FV, graças ao material semicondutor, criou. O tipo do material utilizado e o modo como é construído implica na variação da tensão e capacidade de geração de energia elétrica.

A conversão é apenas uma parte do processo, dependendo da aplicação. Para utilizar a energia em uma casa, por exemplo, outros fatores são relevantes e fazem uma grande diferença. A inclinação do telhado tem papel importante na instalação dos painéis, ou até mesmo o clima da região. A energia produzida precisa ser armazenada, e é onde entram as baterias.

Existem muitas aplicações onde as células FV podem ser utilizadas, mas nem tudo é tão simples como parece. Instalar um sistema de energia solar em sua casa cria a necessidade de instalar também diversos aparelhos que consomem energia elétrica, e o custo da instalação ainda é altíssimo. Contudo, os estudos nessa área avançam significativamente e são bastante promissores.

Fontes:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Semicondutor
http://ambiente.hsw.uol.com.br/celulas-solares.htm
http://science.howstuffworks.com/solar-cell1.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Corrente_el%C3%A9trica