Solar fotovoltaica quando surgiu – Glauco Diniz Duarte

Para quem olha os milhares de painéis solares instalados nos telhados das casas, empresas e até mesmo indústrias, pode até achar que se trata de uma nova tecnologia, porém, embora já conte com um papel estabelecido na geração elétrica mundial, uma longa história separa a criação do painel solar dos dias de hoje.

Nesse artigo iremos retroceder alguns séculos no tempo e descobrir as raízes dessa tecnologia que está transformando o mundo.

Primeiras Utilizações da Energia Solar 

Teoricamente, podemos dizer que a raça humana já utiliza o poder do sol desde o século VII a.C, quando evidências históricas nos revelam que humanos utilizavam materiais de vidro como lupa para focalizar a luz do sol e, assim, ascender fogueiras.

Já no século III a.C, Romanos e Gregos usavam espelhos para captar e focalizar a luz para ascender tochas em cerimônias religiosas, que ficaram conhecidos como “espelhos queimadores”, e os quais também foram utilizados pelos chineses com o mesmo propósito, conforme registros datados do ano 20 d.C.

Outra forma antiga de utilização da energia solar, e a qual ainda é utilizada hoje em dia, é o conceito de “salas solares” em edificações, os quais usam janelas gigantes para concentrar a luz do sol em um único ponto. Algumas das mais conhecidas salas de termas romanas, especialmente as voltadas para o Sul, eram salas solares.

Esse mesmo uso da energia solar foi utilizado por ancestrais do antigo povo indígena Anasazi, em 1.200 d.C, na América do Norte, os quais, no inverno, acomodavam-se em casas voltadas ao Sul em penhascos para captar o calor do sol.

Muito tempo depois, entre os séculos XVII e XVIII, cientistas conseguiram captar a luz do sol para alimentar fornos portáteis em longas viagens, assim como também a utilizaram para produzir barcos a vapor movidos a energia solar. Portanto, podemos ver que, mesmo antes de estar popularizada através dos painéis solares, a energia solar já era utilizada de diversas formas, sendo uma prática comum da civilização.

A Invenção do Painel Solar

Podemos dizer que o desenvolvimento da tecnologia do painel solar foi interativo, fruto da união do trabalho de diferentes cientistas e pesquisas. Existe um debate quanto a data exata e o seu inventor, porém, a maioria credita a criação da célula solar ao cientista francês Edmond Becquerel, descobridor do efeito fotovoltaico, conceito fundamental para o funcionamento da tecnologia e o que contribuiu para o desenvolvimento dos primeiros painéis de Selênio.

Em 1873, o engenheiro elétrico inglês Willoughby Smith descobriu que o selênio possui propriedade fotocondutiva, o que abriu caminho para a descoberta dos cientistas William Grylls Adams e Richard Evans Day, em 1876, de que esse elemento cria eletricidade quando exposto à luz do sol.

Pouco depois, em 1883, o inventor Charles Fritts conseguiu produzir a primeira célula solar feita de camadas de selênio, razão pela qual alguns creditam a ele a invenção da célula solar.

No entanto, a grande maioria dos painéis solares usados hoje são feitos com células fotovoltaicas a base de silício. Por isso, uma parcela da comunidade científica credita a invenção da célula solar aos cientistas Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson, os quais produziram pela primeira vez uma célula solar de silício, no laboratório Bell, em 1954.

Essa foi a primeira vez que uma tecnologia fotovoltaica conseguia alimentar um aparelho elétrico por várias horas do dia, embora apresentasse uma eficiência de conversão da luz em eletricidade de apenas 4%, menos de um quarto da eficiência apresentada pelos painéis usados hoje.

Fatos Importantes da História dos Painéis Solares

Painel Solar no Espaço: 

Algumas das primeiras utilizações dos painéis solares foram feitas no espaço, começando em 1958, quando o satélite Vanguard I foi lançado em sua viagem espacial com um painel minúsculo, de 1 Watt, para alimentar o seu rádio.

No mesmo ano, os satélites Vanguard II, Explorer III e o Sputnik-3 também foram lançados com painéis solares ao espaço. Em 1964 e 1966, a NASA foi responsável pelo lançamento do primeiro satélite e estação espacial movidos inteiramente por energia solar gerada por painéis solares, os quais produziam 470 W e 1 kW, respectivamente.

Primeira Casa Solar:

Já em 1973, foi construída a primeira casa alimentada por energia solar, realizado pela Universidade de Delaware, nos EUA, e batizada de “Solar One” (Primeira Solar). O projeto utilizava um híbrido de energia solar térmica e fotovoltaica, e também contou com a primeira utilização de BIPV (Building Integrated Photovoltaics, ou Fotovoltaica Integrada a Edifícios).  A casa não continha painéis solares, com a tecnologia fotovoltaica sendo integrada ao seu telhado, semelhante as telhas solares da Tesla.

Evolução da Eficiência em Conversão 

Entre 1957 e 1960, a Hoffman Eletronics conseguiu quebrar vários recordes de eficiência da fotovoltaica, passando de 8% para 14%. Em 1985, outra grande conquista foi alcançada pela Universidade de South Wales, nos EUA, a qual conseguiu chegar a uma eficiência de 20% com células solares de silício.

Em 1999, uma pesquisa em conjunto entre o National Renewable Energy Laboratory e a Spectrolab Inc. alcançou uma eficiência de 33.3%, recorde quebrado novamente pela Universidade de South Wales, em 2016, quando conseguiram chegar a uma eficiência de 34.5%.

Aviões Movidos Por Energia Solar

Em 1981, o primeiro avião alimentado por energia solar, o Solar Challenger, voou através do canal inglês entre a França e o Reino Unido, pilotado por seu inventor, Paul MacCready. Em 1998, a aeronave solar por controle remoto “Pathfinder” estabeleceu o recorde de altura após alcançar uma altitude de quase 25.000 km.

Esse recorde foi quebrado pela Nasa em 2001, quando sua aeronave alcançou uma altitude de quase 30.000 km. Em 2016, o suíço Bertrand Piccard foi responsável pela primeira volta ao mundo a bordo do maior avião movido por energia solar de hoje, o Solar Impulse 2.

Presidências Solares

Nos EUA, em 1979, o presidente eleito Jimmy Carter ordenou a instalação de painéis solares para abastecer a Casa Branca durante o seu mandato, os quais foram removidos em 1981, a comando do presidente eleito Ronald Reagan. Quase 30 anos depois, em 2010, o presidente Barack Obama novamente instalou os painéis solares fotovoltaicos em seu primeiro mandato, assim como um sistema de aquecimento solar.

Evolução do Preço da Energia Solar 

Os preços dos painéis solares tiveram uma queda significativa nas últimas décadas, fato que contribui para um aumento da demanda e a instalação de mais de um milhão de sistemas nos EUA desde o começo de 2016. Em 1956, o custo dos painéis era de US$300 por watt, em 1975, esse valor caiu para pouco mais de US$100 por watt.

Hoje, um painel pode custar cerca de US$0,50 por watt! Se considerarmos a depreciação dos custos dos painéis em 10% ao ano, desde 1980, podemos ver que isso foi, e continua sendo, responsável pela crescente popularização da energia solar e a consagração da tecnologia fotovoltaica como uma fonte de energia limpa e segura ao mundo de hoje.