O documento discute formas de aproveitar a energia solar, incluindo painéis fotovoltaicos, coletores solares e fornos solares. Painéis fotovoltaicos transformam a radiação solar em energia elétrica, enquanto coletores solares aquecem fluidos como água. Fornos solares usam a radiação solar para cozinhar alimentos.

1. Painel Fotovoltaico e Coletor Solar

2. Aproveitamento da radiação solar
Na construção de uma casa podemos reduzir os consumos
energéticos:
• Orientação da casa para Sul (hemisfério Norte);
• Aplicação de isolamento térmico (vidros duplos, caixas de ar,
materiais isolantes nas portas e janelas e parte inferior dos
telhados);
• Instalação de palas nas janelas para impedir a incidência de luz
nos vidros durante o Verão e deixando-a passar no Inverno ( em
que o Sol está mais baixo);
• Utilização de marquises e envidraçados nas zonas frias para criar
o efeito de estufa.

3. Aproveitamento da radiação solar
• Forno solar.
• Coletor solar
- transforma energia radiante em energia térmica.
• Painel fotovoltaico
- transforma energia radiante em energia elétrica.

4. FORNO SOLAR
O forno solar utiliza a
O forno solar utiliza a
radiação solar para cozer
radiação solar para cozer
alimentos.
alimentos.
As faces interiores do forno
As faces interiores do forno
são espelhadas fazendo a
são espelhadas fazendo a
radiação refletir-se e incidir
radiação refletir-se e incidir
na panela (preta) colocada no
na panela (preta) colocada no
centro.
centro.

5. COLETOR SOLAR
Os coletores aproveitam a radiação solar para
aquecer fluidos (água ou ar).
Aplicações:
•Aquecimento de águas sanitárias e águas de
piscinas;
•Aquecimento e arrefecimento do ambiente;
•Aquecimento de gases ou água para uso
industrial;
•Aquecimentos dos dessalinizadores.

6. COLETOR SOLAR
Possui 3 componentes:
• Cobertura transparente.
• Placa coletora
• Caixa com isolamento

7. COLETOR SOLAR
••Coberturatransparente (vidro ou acrílico):
Cobertura transparente (vidro ou acrílico):
Deixa passar a radiação e provoca o efeito de estufa.
Deixa passar a radiação e provoca o efeito de estufa.
Tem tratamento anti-reflexo na parte exterior para minimizar
Tem tratamento anti-reflexo na parte exterior para minimizar
a reflexão da radiação.
a reflexão da radiação.
••Placacoletora:
Placa coletora:
É de metal e de cor negra. Estão soldados, a esta placa, tubos
É de metal e de cor negra. Estão soldados, a esta placa, tubos
condutores em serpentina, que aquecem por condução e por
condutores em serpentina, que aquecem por condução e por
onde circula o fluido que se pretende aquecer, gerando
onde circula o fluido que se pretende aquecer, gerando
correntes de convecção.
correntes de convecção.
••Caixacom isolamento:
Caixa com isolamento:
Evita as transferências de energia por calor.
Evita as transferências de energia por calor.
Dá rigidez ao coletor e protege-os dos agentes atmosféricos.
Dá rigidez ao coletor e protege-os dos agentes atmosféricos.

8. COLETOR SOLAR

9. PAINEL FOTOVOLTAICO
Os painéis fotovoltaicos são
formados
por
células
fotovoltaicas que utilizam a
radiação solar para produzir
eletricidade.
Não polui o ambiente mas o
rendimento é baixo (12 % a
16 %)

10. Célula Fotovoltaica
É constituída por um material semicondutor com
É constituída por um material semicondutor com
características intermédias entre um condutor e um
características intermédias entre um condutor e um
isolador, que é normalmente silício.
isolador, que é normalmente silício.
• A célula tem duas
camadas de material
distinto :
- do tipo P
- do tipo N.

11. Célula Fotovoltaica
Silício tipo n
Aos cristais homogéneos de silício,
Aos cristais homogéneos de silício,
podem ser adicionadas diferentes
podem ser adicionadas diferentes
impurezas, formando duas peças com
impurezas, formando duas peças com
propriedades diferentes: tipo n e tipo p.
propriedades diferentes: tipo n e tipo p.
••Peça do tipo n (excesso de eletrões) -Peça do tipo n (excesso de eletrões)
introduzem-se impurezas de fósforo
introduzem-se impurezas de fósforo
Silício tipo p
(dadores de eletrões).
(dadores de eletrões).
Junção p-n
••Peçado tipo p (deficiência de eletrões)
Peça do tipo p (deficiência de eletrões)
-introduzem-se impurezas de boro
-introduzem-se impurezas de boro
(recetores de eletrões).
(recetores de eletrões).

12. Conversão Fotovoltaica da
Energia Solar

13. Conversão Fotovoltaica da Energia Solar

14. Uma célula fotovoltaica típica e com luz solar intensa
produz uma tensão (diferença de potencial) de 0,5 V e
uma intensidade de 3 A, ou seja uma potência de 1,5 W.
Painel

15. A intensidade da corrente elétrica e a diferença de
potencial do dispositivo fotovoltaico são determinados
por:
•Intensidade da radiação solar;
•Temperatura ambiente;
•Caraterísticas dos aparelhos que estão ligados aos
dispositivo.
Se a temperatura for elevada diminui a potência
disponibilizada pela célula.

16. Componentes do Painel Fotovoltaico
• Bateria:
Armazena energia durante o dia para suprir as
necessidades durante a noite e nos dias em que não
há sol.
Tem associado um controlador que protege de
descargas.
• Inversor de corrente:
Converte a corrente contínua em corrente alternada.

18. Os painéis devem:
Os painéis devem:
••estar orientados para o Sul geográfico (ou Norte,
estar orientados para o Sul geográfico (ou Norte,
quando no hemisfério Sul);
quando no hemisfério Sul);
••ter uma inclinação de 45º relativamente à horizontal à
ter uma inclinação de 45º relativamente à horizontal à
nossa latitude.
nossa latitude.
INSOLAÇÃO de 5 horas diárias significa que:
INSOLAÇÃO de 5 horas diárias significa que:
A potência solar é constante e igual a 1000 W m-2..
A potência solar é constante e igual a 1000 W m-2

19. 1
EXERCÍCIOS

20. 1
3600kWh
= 9,86kWh
a) Energia( pordia ) =
365
b)
c)
d)
e)
E
9,86kWh
P (5hinsolação) =
=
= 1,973kW = 1973W
∆t
5h
η=
Pútil
P fornecida
×100 ⇒ 0,15 =
1973
1973
⇒ pf =
⇔ p f = 13153,3W
Pf
0,15
P ( painel ) = 1,5 × 36 = 54W
1973
n º painéis =
≈ 37 painéis
54
Area(célula) = 0,01m 2 ⇒ Area(total ) = 37 × 36 × 0,01 = 13,32m 2