Energia Solar Evolução Histórica
Origem da Energia Solar Fotovoltaica
Primeiros módulos fotovoltaicos produzidos pela Bell Labs 1950
O Termo "Fotovoltaico"
Começou a ser utilizado na Inglaterra no ano de 1849.
Vem do grego: phos, que significa “luz”, e “voltaico” que vem do campo da eletricidade, em estima ao físico italiano Alessandro Volta.
O Efeito Fotovoltaico
Foi observado pela primeira vez dez anos antes, em 1839, pelo físico francês
Alexandre Edmond Becquerel
Porém, a primeira célula solar não foi fabricada até 1883.
Continuou as pesquisas sendo realizadas no século XIX por:
Michael Faraday, James Clerk Maxwell, Nikola Tesla e Heinrich Hertz
Sobre a indução eletromagnética, forças elétricas e ondas eletromagnéticas.
Não Podemos deixar de comentar os Estudos e Descobertas realizadas por
Albert Einstein
Em 1905, onde ganhou o prêmio Nobel pelo Efeito Fotoelétrico.
Com isso se teve uma base teórica sobre o Efeito Fotoelétrico, que foi o alicerce da conversão de Energia Solar para eletricidade.
Não Foram Muito Eficientes ou Amplamente utilizadas nas residências, devido aos seus custos que eram bastante caros para a época.
Assim o seu uso foi direcionado para serem usados nas estações espaciais.
A partir dos anos 50, a Bell Labs criou a primeira peça de Tecnologia Fotovoltaica projetada para ser usada no espaço.
Primeiros módulos fotovoltaicos produzidos pela Bell Labs 1950.
Painéis Fotovoltaicos eram Monocristalinos
Eles já produziam a energia necessária para o consumo na estação espacial.
Assim começou a utilização desta nova tecnologia.
Em novas aplicações como nas telecomunicações em áreas remotas.
Já nas Décadas de 1970 e 1980, os Módulos Fotovoltaicos começaram a serem usados para carregar baterias, e em seguida para alimentar luzes e aparelhos em casas afastadas.
Esses foram os pioneiros que iniciaram e ajudaram bastante a preparar a base para a Indústria Fotovoltaica.
Astronauta na Estação Espacial
Fonte: Nasa (www.nasa.gov)
Porém ao longo dos anos, as empresas de manufatura Aumentaram Bastante a Sua Eficiência.
Tanto com a confiabilidade quanto na redução drástica dos preços.
Assim contribuindo com o uso mais generalizado dos Módulos Solares.
Documentário Eletricidade: O sol é o futuro desde 1884
16 de abril de 2022
Esse documentário mostra que o homem começou a estudar a eletricidade há cerca de 2.600 anos, ainda na Grécia Antiga.
Os primeiros painéis de Energia Solar foram instalados em 1884, na cidade de Nova York, EUA.
Somente um século depois, a tecnologia chegou e se tornou acessível à população.
Mas como tudo começou?
As contribuições de cientistas como Nikola Tesla, Thomas Edison, Charles Fritts e Russel Shoemaker, além de outros pesquisadores ao longo dos séculos.
Mas o que podemos esperar sobre o futuro da Energia Renovável no Brasil?
E o que acontece nos laboratórios mundo a fora?
Que novas descobertas científicas e invenções foram criadas?
Que novas tecnologias nos esperam no amanhã?
Resumo dos principais países que utilizam da tecnologia Fotovoltaica (Energia Solar)
Desde o seu início os Estados Unidos lideraram a instalação de Energia Fotovoltaica até 1996.
A sua capacidade instalada atingia os 77MW, mais que qualquer outro país.
Já nos anos seguintes, foi superado pelo Japão, que manteve a liderança até que a Alemanha o ultrapassou em 2005, mantendo a liderança desde então.
A partir de 2015, a Alemanha aproximava-se dos 40GWp instalados.
No entanto, a China é um dos países onde a Energia Fotovoltaica mais cresce no mundo.
Espera-se que triplique a sua potência instalada em até os 70GWp, se convertendo em curto prazo no maior produtor de Energia Solar Fotovoltaica do mundo.
Classificação de 2021
Em Relação à Capacidade Instalada de Sistemas de Energia Solar Fotovoltaica.
A China na liderança, seguida de Estados Unidos, Japão, Alemanha e Índia nas 5 primeiras posições.
O Brasil apareceu na 13ª posição.
Para que você tenha uma melhor noção do tão alto é o volume na China.
Só de capacidade instalada de Energia Solar o país atingiu (360 GW) em setembro.
Enquanto que toda a matriz energética do Brasil chegava em 180 GW.
Segue um breve resumo da classificação em 2021, em relação à capacidade instalada de Energia Solar Fotovoltaica
1ª lugar China
Graças a grandes investimentos bilionários ao longo dos anos.
Com construções de dezenas de Usinas solares, e também com as grandes ampliações nas fabricações dos componentes que compõem o Sistema de Energia Solar, e os esforços para ser um país menos poluidor.
Segundo a revista Nature Energy, A China conseguiu o feito de tornar a Energia Solar gerada em casas, mais barata do que a gerada pela rede nacional.
2ª lugar Estados Unidos
Repetiu o bom desempenho observado em 2020, quando o mercado cresceu aproximadamente 43%.
Grande parte disso graças ao Texas, que se tornou o estado com mais volume de instalação pela primeira vez, e desbancou a Califórnia.
O setor residencial registrou recorde para o país, com mais de meio milhão de Sistemas de Energia Solar instalados em um único ano.
3ª lugar Japão
Consolidado quando se fala em capacidade instalada, com o registro em 2021 de (77 GW).
Já no ranking de principais mercados, com o comparativo entre 2020 e 2021, manteve a 4ª posição, apesar de queda nas instalações de 8,2 GW para 6,4 GW, uma diminuição de 21% neste período.
4º lugar Alemanha
Com capacidade instalada de (60,5 GW) e uma diferença bem pequena comparada com da Índia, e o 6º principal mercado de Energia Solar na comparação de 2020 com 2021, sendo o maior da Europa.
Para o governo da Alemanha, a Energia Solar é um grande pilar para o objetivo de fazer com que as energias renováveis consigam atingir 80% da geração total de energia até 2030, e 100% até 2035.
5º lugar Índia
Teve um desempenho ruim no ano de 2020, correu e instalou 14,2 GW para recuperar a 3ª terceira posição que ocupou em 2019 entre os principais mercados de Energia Solar no mundo.
Em relação ao ranking de capacidade instalada total, ocupa a 5ª posição (60.1 GW) e tem uma meta ambiciosa: alcançar 500 GW de capacidade de eletricidade de combustível não fóssil até 2030.
Países com Maior Capacidade de Energia Solar no Mundo (2022)
- China – 306.973 MW
- Estados Unidos – 95,209 MW
- Japão – 74,191 MW
- Alemanha – 58,461 MW
- Índia – 49,684 MW
- Itália – 22,698 MW
- Austrália – 19,076 MW
- Coreia do Sul – 18,161 MW
- Vietnã – 16,660 MW
- Espanha – 15,952 MW
- França – 14,718 MW
- Holanda – 14.249 MW
- Reino Unido – 13,689 MW
- Brasil – 13,055 MW
- Ucrânia – 8,062 MW
Fonte: Agência Internacional de Energia (IEA)
O Brasil ocupava o 14ª lugar(2022)
Brasil vem ganhando posições nos últimos anos
Sendo o único país latino-americano na lista, e é considerado um mercado muito promissor.
O crescimento de 74% em relação a 2020 (5,5 GW instalados em 2021) seria ainda maior se não fossem os efeitos da pandemia.
Em 2022, a Energia Solar Fotovoltaica conquistou a incrível marca de 3º terceira maior fonte na matriz energética do Brasil.
Porém apresenta um excelente desempenho em relação ao crescimento nos últimos anos no mercado de Energia Solar Fotovoltaica
No mês de novembro, atingiu a marca de (22 GW) de capacidade operacional, somando os segmentos de (GD) Geração Distribuída (14,986 GW) e (GC) Geração Centralizada (7,017 GW).
De acordo com a Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (Absolar), o Brasil deve fechar o ano com (25 GW) de capacidade operacional.
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Evolução & Notícias: Desenvolvimento das Células Solares e suas Curiosidades
1839 - 1897
1839 – Alexandre Edmond Becquerel observa o Efeito Fotovoltaico através de um eléctrodo numa solução condutora exposta à luz.
1873 –Willoughby Smith descobre que o selênio mostra fotocondutividade.
1877 – W.G. Adams e R.E. Day observam o Efeito Fotovoltaico em selênio solidificado, e publicam um artigo científico a respeito da célula de selênio, The action of light on selenium, na revista “Proceedings of the Royal Society”, A25, 113.
1878 – Augustin Mouchot mostra um gerador de energia solar na Exposição Universal de Paris.
1883 – Charles Fritts desenvolve uma célula solar com selênio depositado numa capa fina de ouro para formar um dispositivo com uma eficiência menor de 1%.
1887 –Heinrich Hertz pesquisa a fotocondutividade da luz ultravioleta e descobre o Efeito Fotovoltaico.
1887 –James Moser informa a respeito de uma célula foto eletroquímica.
1888 – Edward Weston recebe a patente US389124, “Célula solar,” e US389125, “Célula solar.”
1888–91 – Aleksandr Stoletov cria a primeira célula solar baseada no efeito fotoelétrico.
1894 – Melvin Severy recebe a patente US527377, “Célula solar,” e US527379, “Célula solar.”
1897 – Harry Reagan recebe a patente US588177, “Célula solar.”
1900–1948
1901 – Philipp von Lenard observa a variação dos elétrons e a energia com a frequência da luz.
1904 – Wilhelm Hallwachs realiza uma célula solar semicondutora com óxido de cobre e cobre.
1905 – Albert Einstein publica um artigo científico que explica Efeito Fotovoltaico baseando numa explicação quântica.
1913 – William Coblentz recebe a patente US1077219, “Célula solar.”
1914 – Sven Ason Berglund patenteia “métodos para incrementar a capacidade das células foto-sensitivas.”
1916 – Robert Millikan leva a cabo experimentos e demonstra o Efeito Fotovoltaico
1918 – Jan Czochralski, um cientista polaco, inventa um método para conseguir o crescimento de monocristais de metal.
Décadas mais tarde, o método será adaptado para produzir silício monocristalino.
1932 – Audobert e Stora descobrem o Efeito Fotovoltaico no selênio de cádmio (CdSe), um material fotovoltaico ainda utilizado hoje.
1935 – Anthony H. Lamb (“Tony” Lamb) recebe a patente US2000642, “Dispositivo Fotoelétrico.”
1941 – Russell Ohl patenteia a US2402662, “Dispositivo sensível à luz.”
1948 – Gordon Teal e John B. Little adaptam o método Czochralski de crescimento cristalino para produzir germânio cristalino e, mais tarde, silício.
1950 – Os laboratórios Bell produzem células solares para atividades espaciais.
1950–1960
1950 – Os laboratórios Bell produzem células solares para atividades espaciais.
1953 – Gerald Pearson começa a uma nova investigação em células fotovoltaicas de lítio-silício.
1954 – Em 25 de abril de 1954, os laboratórios Bell anunciam a invenção da primeira célula solar prática de silício.
Pouco depois, elas são mostradas na Academia Nacional de Ciências.
Estas células tinham aproximadamente 6% de eficiência.
O New York Times prognostica que as células solares finalmente servirão para obter uma fonte de energia “ilimitada procedente do Sol.”
1955 – Western Electric licencia tecnologias de célula solares comerciais.
A divisão de semicondutores de Hoffman Electronics cria uma célula solar comercial com 2% de eficiência a um custo de $25/célula ou $1,785/watt.
1957 – AT&T (Gerald L. Pearson, Daryl M. Chapin, e Calvin S. Fuller) recebem a patente US2780765, “Aparelho que converte energia solar.” Referem-se a ele como a “bateria solar.”
Hoffman Electronics cria uma célula solar com 8% de eficiência.
1958 – T. Mandelkorn, do Ou.S. Signal Corps Laboratory, cria uma célula solar n-on-p de silício, as quais são mais resistentes ao dano de radiação e é melhor para seu uso em missões espaciais.
Hoffman Electrónica cria células solares com 9% de eficiência.
O satélite Vanguard I foi o primeiro satélite alimentado mediante Energia Solar, graças a um painel de 0.1W e 100 cm².
1959 – Hoffman Electronics cria uma célula comercial com 10% de eficiência, e introduz o uso de contatos de rede, e reduzindo a resistência da célula.
1960 – Hoffman Electronics cria uma célula com 14% de eficiência.
1961 - 1979
1961 – Tem lugar na conferência “A Energia Solar no mundo em desenvolvimento”, nas Nações Unidas.
1962 – O satélite de comunicações Telstar é alimentado mediante Células Solares.
1963 – Sharp Corporation produz um Módulo Fotovoltaico viável, de Células Solares de Silício.
1964 – O livro de Farrington Daniels, Uso Direto da Energia do Sol, é publicado por Yale Imprensa Universitária.
1967 – A Soyuz 1, converte-se na primeira nave espacial tripulada em ser alimentada mediante Células Solares
1967 – Akira Fujishima descobre o efeito Honda-Fujishima, que se utiliza para a hidrólises na célula foto eletroquímica.
1968 – Roger Riehl introduz o primeiro relógio solar de boneca.
1970 – As primeiras Células Solares de GaAs são criadas por Zhores Alferov e sua equipa na URSS.
1971 – A estação espacial Salyut 1, da URSS, é toda alimentada por Painéis Solares.
1973 – O Skylab é alimentado por Células Solares.
1974 – O Centro de Energia Solar da Flórida começa a funcionar nos Estados Unidos.
1975 – J. Baldwin, de Integrated Living Systems, desenvolve o primeiro edifício do mundo (em Novo México) aquecido e alimentado exclusivamente mediante Energia Solar e eólica.
1976 – David Carlson e Christopher Wronski dos laboratórios RCA criam a Primeira Célula de Silício Amorfo, os quais têm uma eficácia de 1.1%.
1977 – O Instituto de Investigação da Energia Solar estabelece-se em Golden, Colorado.
1978 – A produção mundial de Células Fotovoltaicas supera os 500 kW.
1979 – Aparecem as primeiras calculadoras com Células Solares.
No início de 1979 – A Crise do petróleo incrementa o interesse público no uso da Energia Solar (ativa e passiva), incluindo seu uso na arquitetura e em edifícios isolados da rede eléctrica.
1980 - 1999
1980 – John Perlin e Ken Butti publicam A Golden Thread, que cobre os 2500 anos de história da Energia Solar, desde os gregos e romanos até a modernidade.
1981 – O Instituto de Conversão de Energia da Universidade de Delaware desenvolve a Primeira Célula Solar de Filme Fino, que supera o 10% eficácia utilizando tecnologia de Cu2S/CdS.
1982 – Kyocera Corp é o primeiro fabricante mundial em produzir poli silício em grandes quantidades para as Células Solares que utilizam o método de fundição, hoje regular na indústria.
1983 – Superam-se a produção de 21,3 MW de produção fotovoltaica em todo mundo, e as vendas superam os 250 milhões de dólares.
1984 – Instala-se um Telhado Solar integrado (BIPV) no Centro Intercultural da Universidade de Georgetown.
A instalação ainda gerava em 2004 uma média de 1 MWh diariamente, desde 1984, no denso meio urbano de Washington, D.C.
1985 – Criam-se Células Solares com 20% de eficiência no Centro para Engenharia Fotovoltaica na Universidade de Nova Gales do sul.
1989 – Utilizam-se pela primeira vez concentradores solares refletantes em Células Solares
1990 – A catedral de Magdeburgo instala Células Solares no teto, marcando a primeira instalação numa igreja na Alemanha.
1991 – Desenvolvem-se células foto eletroquímicas eficientes.
1992 – A Universidade da Flórida do Sul fabrica uma Célula de Filme Fino com 15.89% de eficiência.
1993 – Estabelece-se o Laboratório de Energia Renovável Nacional (NREL) nos Estados Unidos.
1994 – NREL desenvolve uma célula de concentração (180 sóis) de GaInP/GaAs, que se converte na primeira Célula Solar que superar 30% na eficiência de conversão.
1999 – A capacidade fotovoltaica total instalada em todo mundo atinge os 1.000 megawatts
2000 - 2016
2003 – O presidente George W. Bush conta com um Sistema Fotovoltaico de 9 kW e um sistema solar térmico nos edifícios adjacentes à Casa Branca.
2004 – O governador de Califórnia Arnold Schwarzenegger propõe a iniciativa Solar Roofs (Tetos Solares) para ser instalados em um milhão de casas na Califórnia, com previsão de até 2017.
2005 – O governador de Kansas Kathleen Sebelius emite um mandato para conseguir 1.000 MWp de eletricidade renovável em Kansas para 2015, pela Ordem Executiva 04-05.
2006 – O uso de Células de Polisilício supera pela primeira vez, comparada as outras tecnologias Fotovoltaicas.
2006 – A comissão de redes públicas de Califórnia aprova a Califórnia Solar Initiative (CSI), que engloba um programa de $2.800 milhões de incentivos para o desenvolvimento Solar durante 11 anos.
Atinge-se um novo recorde ao conseguir uma Célula Solar com 40% de eficiência.
2007 – Construção da Usina Solar Nellis, de 15 MW, nos Estados Unidos.
2008 – O Vaticano anuncia que instalará Painéis Solares em cima de alguns de seus edifícios, em um projeto de energia cujo investimento retornar-se em alguns poucos anos.
2009 – O Projeto Solar da Google começa seu funcionamento.
A Universidade de Delaware afirma ter conseguido um novo recorde em tecnologia de Células Solares sem confirmação independente – 42.8% de eficiência.
2010 – O presidente Barack Obama ordena a instalação de Painéis Solares adicionais e um aquecedor de água solar na Casa Branca.
2011 – O rápido crescimento das fábricas solares na China empurra para abaixo os custos de fabricação, que se situam a menos de $1.25 por watt para Módulos Fotovoltaicos de Silício.
As instalações se multiplicam por todo mundo.
2012 – SunPower comercializa o Primeiro Painel Solar convencional que supera 20% de eficiência.
2013 – Desenvolve-se a primeira Célula Fotovoltaica 3D.
2014 – O Instituto Fraunhofer estabelece um novo recorde ao desenvolver uma Célula multi-união que atinge 46% de eficiência.
2016 – SolarWorld atinge uma eficiência de 22% em Células Fotovoltaicas PERC de tipo-p.
Fonte: Wikipédia, a enciclopédia livre
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TV Cultura estreou o documentário original Energia que Transforma.
A produção mostra a atuação da EMAE (Empresa Metropolitana de Águas e Energia) na geração de energia elétrica em São Paulo e cidades próximas, como as da Baixada Santista.
A empresa estatal tem seu surgimento nos anos 90, sendo uma das herdeiras da canadense Light, que se estabeleceu no Brasil no final do século XIX.
A reportagem especial mostra o trabalho da EMAE em todo o complexo de Usinas e Barragens.
Explica como acontece a produção de energia para abastecer algumas cidades.
Fala ainda sobre o trabalho da empresa na despoluição e revitalização do Rio Pinheiros e em seu entorno na capital Paulista.
Energia que Transforma Documentário
19 de fevereiro de 2022
Documentário
23 de maio de 2021
GloboNews – Edição – domingo, 23 de maio de 2021.
O Presidente Executivo da ABSOLAR, Rodrigo Sauaia, participou do programa Cidades e Soluções.
Ele falou sobre a presença da Energia Solar na matriz brasileira e sua importância na eficiência do sistema elétrico.