Energia solar é uma fonte renovável e ambientalmente não agressiva. Diferente dos combustíveis fósseis (petróleo, gás e carvão), a energia solar está disponível em todos os lugares de nosso planeta. Além disso, esta energia é gratuita e imune às elevações de preços e à especulação. A energia solar pode ser empregada de diversas formas: para fornecer calor, iluminação, trabalho mecânico e eletricidade.
A luz solar é convertida em eletricidade pelo o uso de células fotovoltaicas. Estas células são equipamentos semicondutores, em geral feitos de silício e que não contém líquidos, produtos corrosivos e partes móveis. Elas geram eletricidade enquanto a luz do sol incidir sobre elas, exigem pouca manutenção, não poluem e operam em silêncio, tornando a energia solar o mais limpo e seguro processo para geração de energia.
As células fotovoltaicas têm variadas dimensões, porém a maioria tem 10 cm x 10 cm e geram cerca de meio Volt de eletricidade. Estas células são agrupadas em módulos ou painéis para que possam produzir maiores voltagens e mais elevadas potências. Um módulo de 12 Volts, por exemplo, dependendo da potência a ser produzida, poderia ter entre 30 e 40 destas células. Um módulo para produzir uma potência de 50 watts mede aproximadamente 40 cm X 100 cm. Atualmente, os painéis fotovoltaicos têm baixa eficiência, convertendo apenas de 12 a 15% da energia solar incidente em eletricidade. Porém, pesquisas em laboratório já alcançaram rendimentos próximos a 30% e este número tende a crescer.
Os módulos fotovoltaicos geram corrente contínua, o tipo de corrente produzido pelas baterias. Embora as lâmpadas comuns operem com corrente contínua, a maioria dos aparelhos elétricos precisam de corrente alternada (em 110 ou 220 V). Para superar esta situação existem equipamentos conhecidos como “inversores” que transformam a corrente contínua em alternada.
Os painéis fotovoltaicos geram eletricidade apenas quando a luz solar incide sobre eles. Por isto, ao dimensionar um sistema isolado, a geração de energia e a capacidade de armazenamento das baterias deveriam ser capazes para operar equipamentos à noite ou em dias nublados quando a incidência de luz solar é menor.
Para calcular a quantidade de energia requerida, multiplica-se a potência de um aparelho elétrico (em watts) pelo número de horas do dia que este será utilizado. Por exemplo, uma lâmpada fluorescente de 17 watts acesa durante 18 horas do dia vai consumir 306 watt.hora (0,306 quilowatt.hora). Para obter a potência total faça este cálculo para todos os aparelhos e, ao final, some-os. O sistema fotovoltaico deverá suprir, ao menos, tantos quilowatt-hora (sob diferentes condições de iluminação) quanto o total de sua demanda. Ao dimensionar um sistema fotovoltaico, deve-se considerar ainda sua facilidade para expansão visando atender alguma demanda adicional não planejada, tal como a compra de um novo aparelho, um computador, etc.
Os sistemas fotovoltaicos podem fornecer potência a qualquer equipamento elétrico, mas não são recomendados para aquecedores elétricos de água ou similares. Os aquecedores solares aquecem água mais rápida e eficientemente que qualquer sistema fotovoltaico. Os aquecedores solares convertem até 60% da energia solar incidente em calor ao passo que as células fotovoltaicas ainda se limitam a converter entre 12 a 15% da energia solar em eletricidade.
O custo básico de um painel fotovoltaico pequeno de 50 watts, um inversor de baixa potência e uma bateria é de cerca de R$ 1500,00. Este sistema pode alimentar três lâmpadas de alta eficiência (luz fria), um aparelho de TV pequeno e uma bomba d’água. Um sistema de maior potência, de, digamos, 600 watts, pode alimentar – não ao mesmo tempo - diversas lâmpadas frias, um aparelho de TV stereo, um forno de microondas e uma bomba d’água. Seu custo situa-se na faixa de R$ 16000,00. Entretanto, as pesquisas, as melhorias técnicas e o emprego crescente desses sistemas farão com que esses custos se reduzam e, em consequência, cresça a aplicação deste modelo de geração de energia de baixo custo e ambientalmente correta.
