Energia Solar Fotovoltaica – Uma breve história da evolução

Desde o início da história da humanidade, a manipulação das fontes de energia pelo homem tem o objetivo de manter, prolongar e tornar mais confortável sua vida no planeta. A energia emitida pelo Sol sempre forneceu aos habitantes da Terra o aquecimento de ambientes e as condições suficientes para favorecer a agricultura, seja na forma direta ou indireta, pela ação dos ventos e da manutenção do ciclo da água. A contínua evolução, ao longo de muitos anos, da tecnologia de uso direto do Sol possibilitou ao homem também a utilização do recurso solar para a geração de energia elétrica a partir do uso das células fotovoltaicas.

Breve Histórico

Um resumo cronológico dos principais eventos históricos que influenciaram o desenvolvimento da tecnologia fotovoltaica:

1839 → O efeito fotovoltaico é observado pela primeira vez (registrado) pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel.

1873 → Willoughby Smith descreveu pela primeira vez a fotocondutividade no selênio.

1876 → William Grylls Adams e Richard Evans Day provam que o selênio gera eletricidade quando exposto à luz.

1883 → Charles Fritts, inventor americano, cria a primeira “célula solar”, com 1% de eficiência.

O primeiro painel solar do mundo em telhado foi instalado por Charles Fritts na cidade de Nova York (EUA), no ano de 1884. As células do seu painel solar possuíam uma taxa de conversão de energia de 1 a 2%.

1887 → Heinrich Hertz observou o efeito fotoelétrico que seria explicado posteriormente.

1905 → Albert Einsten publicou seu artigo sobre o efeito fotoelétrico, explicando o fenômeno observado por Hertz.

1916 → Robert Millikan prova experimentalmente o efeito fotoelétrico.

1918 → O químico polonês Jan Czochralski descobriu o processo que tornou possível produzir cristais semicondutores a partir de um único cristal de alta qualidade.

1954 → Gerald L. Pearson, Daryl M. Chapin e Calvin S. Fuller, ambos da Bell Labs, desenvolveram a primeira célula solar de sílicio com eficiência entorno de 6%, comparável ao motor de gasolina típico daquele período.

Daryl Chapin, Calvin Fuller e Gerald Pearson no Bell Labs desenvolveram a primeira célula solar de silício com uma área de 2 cm² e uma eficiência de até 6% e a apresentaram ao público em 25 de abril, 1954.

A primeira aplicação de uma célula solar de silício foi como fonte de alimentação de uma rede telefônica local em Americus, na Geórgia, Estados Unidos da América, em 1955.

1958 → A NASA aceitou incorporar as células solares como sistema de backup na Vanguard I.

1973 → A Universidade de Delaware (EUA) constrói a “Solar One”, uma das primeiras residências com energia fotovoltaica do mundo. O sistema instalado foi um híbrido fotovoltaico / térmico.

Um projeto de demonstração de célula solar de película fina, em 1973. Foi a primeira casa experimental a converter luz solar em calor e eletricidade para uso doméstico e atraiu milhares de visitantes.

1979 → A ARCO Solar iniciou a construção da maior instalação de geração solar fotovoltaica do mundo na Califórnia (EUA). Em 18 de novembro de 1982, a ARCO Solar iniciou a operação da sua usina de geração de energia fotovoltaica de 1 MWp em módulos em mais de 108 rastreadores de eixo duplo. A instalação  forneceu à rede elétrica da Pacific Gas and Electric Company energia suficiente para cerca de 800 residências. Em 1984 a Arco Solar concluiu outra instalação de 5,2 MWp em Carrizo Plain, Califórnia (EUA) para atender mais de 2.000 residências.

Planta solar da ARCO em Carrizo Plains, CA.

A partir da década de 70, as células fotovoltaicas começaram a receber os maiores estímulos para utilização de outros materiais, possibilitando uma melhora considerável nos valores de eficiência e na redução dos custos de fabricação. O aumento da utilização das células solares na área espacial proporcionou também alguns avanços tecnológicos nas décadas seguintes.

Em 1980, as melhorias contínuas na eficiência e no custo das células fotovoltaicas, tornaram a energia solar uma fonte de energia mais popular para dispositivos eletrônicos de consumo cotidiano, tais como calculadoras, relógios, rádios, lanternas e outras pequenas aplicações de carregamento de baterias.

Na década de noventa, com uma consciência crescente da ameaça das alterações climáticas devido à queima de combustíveis fósseis, os poderes políticos de alguns países compreenderam então que a criação de um verdadeiro mercado fotovoltaico não poderia basear-se apenas no desenvolvimento tecnológico, aumentando a eficiência das células (como na época da corrida espacial), ou reduzindo o seu custo de produção (como depois da crise do petróleo) mas também através de uma economia de escala: quanto mais células forem fabricadas menor será o seu custo unitário.

Desde 2000 até os dias de hoje, a descoberta de novos materiais, tecnologias, a adoção de escalas maciças de produção e políticas de incentivo tornaram a conversão fotovoltaica uma das fontes energéticas mais promissoras e convenientes para a humanidade.

Portanto, a Energia Solar Fotovoltaica não se trata de algo novo, mas sim de uma tecnologia amplamente estudada e que vem evoluindo constantemente ao longo dos anos.

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