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Energia Solar
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Uma das possíveis formas de conversão da energia solar é conseguida através do efeito fotovoltaico
que ocorre em dispositivos conhecidos como células fotovoltaicas. Estas células são componentes
optoeletrônicos que convertem diretamente a radiação solar em eletricidade. São basicamente
constituídas de materiais semicondutores, sendo o silício o material mais empregado.
2.4.1 - Radiação Solar: Captação e Conversão
O nosso planeta, em seu movimento anual em torno do Sol, descreve em trajetória elíptica um
plano que é inclinado de aproximadamente 23,5º com relação ao plano equatorial. Esta inclinação
é responsável pela variação da elevação do Sol no horizonte em relação à mesma hora, ao longo
dos dias, dando origem às estações do ano e dificultando os cálculos da posição do Sol para uma
determinada data, como pode ser visto na figura .
A posição angular do Sol, ao meio dia solar, em relação ao plano do Equador (Norte positivo) é
chamada de Declinação Solar (δ). Este ângulo, que pode ser visto na figura 2.1.1, varia, de acordo com
o dia do ano, dentro dos seguintes limites:
-23,45° ≤ δ ≤ 23,45°
A soma da declinação com a latitude local determina a trajetória do movimento aparente do Sol
para um determinado dia em uma dada localidade na Terra.
Figura 2.4 - Órbita da Terra em torno do Sol, com seu eixo N-S inclinado de um ângulo de 23,5º.
A radiação solar que atinge o topo da atmosfera terrestre provém da região da fotosfera solar
que é uma camada tênue com aproximadamente 300 km de espessura e temperatura superficial da
ordem de 5800 K. Porém, esta radiação não se apresenta como um modelo de regularidade, pois há
a influência das camadas externas do Sol (cromosfera e coroa), com pontos quentes e frios, erupções
cromosféricas, etc..
Apesar disto, pode-se definir um valor médio para o nível de radiação solar incidente normalmente
sobre uma superfície situada no topo da atmosfera. Dados recentes da WMO (World Meteorological
Organization) indicam um valor médio de 1367 W/m2 para a radiação extraterrestre. Fórmulas
matemáticas permitem o cálculo, a partir da “Constante Solar”, da radiação extraterrestre ao longo do
ano, fazendo a correção pela órbita elíptica.
A radiação solar é radiação eletromagnética que se propaga a uma velocidade de 300.000 km/s,
podendo-se observar aspectos ondulatórios e corpusculares. Em termos de comprimentos de onda,
a radiação solar ocupa a faixa espectral de 0,1 μ m a 5 μ m, tendo uma máxima densidade espectral
em 0,5 μ m, que é a luz verde.