Como a energia solar melhorou ao longo do tempo

//Como a energia solar melhorou ao longo do tempo

A tecnologia de energia solar existe há mais de 150 anos, mas a tecnologia ainda está se desenvolvendo mais rapidamente do que nunca. Os painéis solares estão ficando mais eficientes, as baterias e os inversores estão se tornando mais inteligentes e mais baratos, e as opções de energia solar para os proprietários nunca foram mais diversificadas. Se você passar pela história da energia solar, verá o quanto ela mudou ao longo dos anos.

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História antiga e do século XIX

A história da energia solar é mais antiga do que você imagina. Os romanos usavam a arquitetura solar para aquecer casas de banho, e os humanos concentravam a energia do sol com espelhos ou lentes de aumento por mais de 1.300 anos. Se você fosse proprietário de uma casa em Londres no século XIX, você poderia ter considerado a instalação de um aquecedor solar de água quente em sua casa.

Em 1839, Alexandre Edmond Becquerel descobriu um avanço para a energia solar – alguns materiais foram encontrados para produzir eletricidade quando expostos à luz. Anos mais tarde, outro homem chamado William Grylls Adams e seu aluno usaram o selênio para criar eletricidade a partir da luz, criando a primeira fonte de energia fotovoltaica do mundo. A eficiência da célula de selênio de Adams foi de apenas 1% a 2%; a maior parte da energia absorvida do sol foi perdida como calor. Demoraria muito até que a eletricidade solar visse grandes avanços em eficiência, mas a prova de conceito havia sido alcançada.

Os anos 50 e os anos 60

O painel solar como o conhecemos hoje foi inventado em 1954 por DM Chapin, CS Fuller e GL Pearson do Bell Laboratory. Chapin, Fuller e Pearson usaram o silício para criar uma fonte de energia estável e confiável com 4% de eficiência. 1 A primeira célula solar comercial de silício foi lançada pela Hoffman Electronics apenas um ano depois. Ele foi vendido por US $ 25 por celular e teve apenas uma eficiência de 2%. 2 E como cada uma dessas células comerciais produzia apenas um pequeno número de miliwatts, o custo era de US $ 1.785 por watt em 1955. Com a inflação, isso seria mais de US $ 16.000 por watt em 2017 – uma venda difícil em comparação aos US $ 4 por watt para energia solar. sistemas hoje.

No boom do pós-guerra dos anos 50, a tecnologia solar avançou rapidamente. As aplicações para painéis solares no espaço as tornaram especialmente atraentes e, pouco antes de 1960, a Hoffman Electronics conseguiu aumentar a eficiência comercial do painel solar para cerca de 10%. 3 A empresa continuou a melhorar a eficiência solar, atingindo 14% de eficiência em 1960. 4

Os anos 70 e os anos 80

Impulsionados pelo Embargo do Petróleo Árabe e pelo movimento Ambientalista, os painéis solares tiveram um grande aumento no interesse público durante o final dos anos 1970 , o que trouxe financiamento, pesquisa e desenvolvimento.

A Lei de Política Regulatória de Utilidade Pública e a Lei de Impostos sobre a Energia de 1978 estabeleceram a estrutura reguladora das interconexões solares, um enorme passo à frente para a indústria solar. Esses marcos regulatórios continuariam a ser desenvolvidos ao longo das décadas de 1980 e 1990, levando eventualmente aos numerosos créditos e incentivos fiscais federais vistos hoje.

Os anos 90 e os anos 2000

No início dos anos 90, a tecnologia solar entrou em um nível de eficiência verdadeiramente comercializável. Em 1994, o recém-criado Laboratório Nacional de Energia Renovável alcançou uma eficiência inédita de mais de 30% usando uma célula solar de fosforeto de gálio índio e arsenieto de gálio. Esta célula não era adequada para distribuição em massa, mas foi usada para muitas aplicações espaciais . O painel solar doméstico continuou o desenvolvimento, com mais de 1.000 megawatts de infraestrutura solar em todo o mundo até o final de 1999.

No ano 2000, a Sandia Laboratories inventou o moderno inversor, que converteu a corrente contínua (CC) produzida pelos painéis solares em corrente alternada (CA), o padrão para residências nos EUA. Isso abriu as portas para a energia solar residencial – dois anos depois, a Home Depot começou a vender painéis solares em sessenta e uma lojas em todo o país.

Avanços na energia solar

Como a energia solar continuou a se desenvolver rapidamente, os aumentos de eficiência observados na década de 1960 caíram lentamente. A energia solar estava começando a atingir uma barreira física para maior eficiência. Os painéis solares de silício, o tipo usado em 90% das aplicações em todo o mundo, foram teorizados para ter um limite de eficiência de 29% com base na física do efeito fotovoltaico, mas atingir esse índice de eficiência continua a iludir os pesquisadores.

Ainda assim, a tecnologia solar para uso comercial e residencial continua a quebrar barreiras. Hoje, os melhores painéis solares podem atingir uma classificação de eficiência acima de 20% , mais próxima do que nunca do atual recorde laboratorial de 26%. Embora os inovadores não tenham conseguido atingir a cobiçada eficiência de 29%, houve muitos grandes desenvolvimentos nos últimos anos.

Design e implementação 

Nos últimos dez anos, os painéis solares tiveram muitas melhorias em seu projeto e implementação para reduzir custos e melhorar o processo de instalação. Painéis modernos e materiais de rack exigem um mínimo de religação ou hardware para instalação e são mais leves e fáceis de gerenciar do que as matrizes pesadas de décadas passadas. Com essas melhorias, a maioria das instalações de painéis solares pode ser feita em um único dia.

Os outros componentes de uma instalação solar também viram um rápido desenvolvimento. Os microinversores são uma nova alternativa ao inversor tradicional. Tradicionalmente, um painel solar é tão eficiente quanto o painel menos eficiente do rack, já que o inversor converte a corrente de todos os painéis de uma só vez. Os novos microinversores convertem a eletricidade fornecida por cada painel individualmente, melhorando consideravelmente a eficiência do sistema.

O desenvolvimento do sistema de baterias diminuiu depois que as conexões da rede foram padronizadas, mas a tecnologia viu um novo influxo de interesse recente. O mais notável é o sistema Powerwall da Tesla , que coloca os sistemas de baterias domésticas no mainstream.

No geral, o maior desenvolvimento em energia solar residencial é o custo reduzido. A produção de painéis solares caiu drasticamente em preço com o desenvolvimento de LCDTVs – ambas as tecnologias utilizam enormes folhas de vidro. Esse desenvolvimento, aliado à rápida expansão da China na colheita e fabricação de matérias-primas, baixou o preço o suficiente para permitir que quase todos os proprietários considerem um investimento em energia solar em seu telhado.

Novos materiais

Novos materiais oferecem ainda mais avanços para a tecnologia solar residencial. Células de telureto de cádmio (CdTe) são o atual favorito como uma alternativa aos tradicionais painéis de silício. Essas células solares têm menor pegada de carbono e custo de fabricação do que os tradicionais painéis de silício e oferecem resultados impressionantes. Células de CdTe não são novas. Eles existem há mais de 60 anos, mas eram limitados por um máximo de saída conhecido como “limite de um volt”. As células de CdTe não conseguiram produzir mais de 900 milivolts de eletricidade quando estavam sob a luz solar direta, mesmo em condições de laboratório.

Em fevereiro de 2016, pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia Renovável conseguiram romper o limite de um volt, finalmente refutando o limite teórico que atormentou os cientistas por seis décadas. Com o limite de um volt quebrado, os testes de laboratório alcançaram classificações de eficiência de mais de 22% , com painéis produzidos em massa fechando rapidamente a lacuna. Painéis de CdTe podem ser o próximo grande avanço para a energia solar residencial, oferecendo melhor desempenho do sistema e custos mais baixos para a próxima geração de casas solares.

By |2018-12-05T13:20:10+00:00dezembro 20th, 2018|Eletricista|