Fundamentação teórica
Autor: Bruna Diniz, Giovanna Falavinha, Isabelle Moreira, Yasmin Naysa | Publicado: 2011-06-05T15:04:00-07:00

Uma das principais características de nossa sociedade é o aumento do consumo energético. Hoje em dia mais de 98% de nossa energia é de combustíveis fósseis onde suas reservas são limitadas. Ha necessidade manutenção de nossas reservas esgotáveis de energia e do desenvolvimento tecnológico no setor de aproveitamento de fontes de energia alternativas.O Sol pode ser a resposta para a questão de abastecimento energético no futuro, calcula-se que o sol durara mais 6 bilhões de anos, só neste ano, 4000 vezes mais energia que consumiremos, frente a esta realidade hoje existem maneiras de aproveitar esta fonte de energia limpa, inesgotável e gratuita.As vantagens são inumeras, ela não polui durante seu uso, as centrais necessitam de manutenção mínima, os painéis solares são a cada dia mais potentes ao mesmo tempo que seu  custo vem decaindo. Isso torna cada vez mais a energia solar uma solução  economicamente viável, a energia solar é excelente em lugares remotos ou de difícil acesso,  pois sua instalação em pequena escala não obriga a enormes investimentos  em linhas de transmissão, em países tropicais, como o Brasil, a utilização da energia solar é  viável em praticamente todo o território e em locais longe dos centros  de produção energética sua utilização ajuda a diminuir a procura  energética nestes e consequentemente a perda de energia que ocorreria na  transmissão. Já as formas de armazenamento da energia solar são pouco eficientes  quando comparadas por exemplo aos combustíveis fósseis (carvão, petróleo  e gás), e a energia hidroeléctrica (água).Os paineis solares têm um rendimento de apenas 25%.Energia Solar Fototérmica A utilização dessa forma de energia implica saber captá-la e armazená-la. Os equipamentos mais difundidos com o objetivo específico de se utilizar a energia solar fototérmica são conhecidos como coletores solares.Os coletores solares são aquecedores de fluidos (líquidos ou gasosos) e são classificados em coletores concentradores e coletores planos em função da existência ou não de dispositivos de concentração da radiação solar. O fluido aquecido é mantido em reservatórios termicamente isolados até o seu uso final (água aquecida para banho, ar quente para secagem de grãos, gases para acionamento de turbinas, etc.).Os coletores solares planos são, hoje, largamente utilizados para aquecimento de água em residências, hospitais, hotéis, etc. devido ao conforto proporcionado e a redução do consumo de energia elétrica.
Arquitetura BioclimáticaChama-se arquitetura bioclimática o estudo que visa harmonizar as construções ao clima e características locais. É a adoção de soluções arquitetônicas e urbanísticas adaptadas às condições específicas (clima e hábitos de consumo) de cada lugar, utilizando, a energia que pode ser diretamente obtida das condições locais.Preocupa-se, também, com o desenvolvimento de equipamentos e sistemas que são necessários ao uso da edificação (aquecimento de água, circulação de ar e de água, iluminação, conservação de alimentos, etc.) e com o uso de materiais de conteúdo energético tão baixo quanto possível.São quatro os princípios básicos da Arquitetura Bioclimática:- a criação de espaços em ambiente saudável para os moradores e usuários;- eficiência energética e consideração do ciclo de vida da estrutura edificada;- minimização de desperdícios;- e uso de fontes renováveis de energia e materiais que não agridem o meio ambiente. 
Energia Solar FotovoltaicaA Energia Solar Fotovoltaica é a energia obtida através da conversão direta da luz em eletricidade (Efeito Fotovoltaico). O efeito fotovoltaico, relatado por Edmond Becquerel, em 1839, é o aparecimento de uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor, produzida pela absorção da luz.&nbsp;
Vantagens:
Não consome combustível
Não produz poluição nem contaminação ambiental
&nbsp;É silencioso
&nbsp;Tem uma vida útil superior a 20 anos
&nbsp;É resistente a condições climáticas extremas (granizo, vento, temperatura e umidade)
Não tem peças móveis e, portanto, exige pouca manutenção (só a limpeza do painel)&nbsp;
Permite aumentar a potência instalada por meio da incorporação de módulos adicionais
Geralmente é utilizado em zonas afastadas da rede de distribuição elétrica, podendo
trabalhar de forma independente ou combinada com sistemas de produção elétrica
convencional. Suas principais aplicações são:Eletrificação rural: luz, TV, rádio, comunicações, bombeamento de água...
Componentes do sistema:1) Corrente contínua 12V:Painéis ou módulos de células fotovoltaicas
Suportes para os Painéis
Controlador de carga de baterias
Banco de baterias
2) Corrente alternada 110/220V:
Além dos elementos anteriores, entre as baterias e o consumidor será necessário instalar
um inversor de corrente com potência adequada. O inversor converte a corrente
contínua (DC) das baterias em corrente alternada (AC). A maioria dos eletrodomésticos
utiliza a corrente alternada.

&nbsp;Quantidade de energia:Se tivermos que manter acesa durante 2 horas uma lâmpada de 60 Watts, a energia consumida será igual a:&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; E1 = 60 Watts x 2 h = 120 Watt hora
&nbsp;Se, além disso, se quiser alimentar com a mesma fonte um televisor que consome 50 Watts e que funcione durante 3 horas, o consumo de energia do televisor será:&nbsp;
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; E2 = 50 Watts x 3 h = 150 Watt hora&nbsp;&nbsp;Se E1 e E2 forem os únicos consumos de energia do dia, a demanda de energia diária será:
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Etot = 270 Watts hora por dia&nbsp;
Beneficios ambientais da energia solar Fotovoltaica:A interação entre o silício e a luz solar, que gera a energia  Fotovoltaica , não produz resíduos. Por isso, ela é considerada uma  fonte de energia limpa ou ecológica. Além disso, a radiação solar é  abundante e inesgotável, com grande potencial de utilização, enquanto o  silício, principal semicondutor utilizado nos painéis fotovoltaicos, é o  segundo elemento mais encontrado na superfície terrestre. Ou seja: é  uma solução energética sustentável.Radiação SolarO Sol fornece anualmente, para a atmosfera terrestre, 1,5 x 1018 kWh de energia. Trata-se de um valor considerável, correspondendo a 10000 vezes o consumo mundial de energia neste período. Este fato vem indicar que, além de ser responsável pela manutenção da vida na Terra, a radiação solar constitui-se numa inesgotável fonte energética, havendo um enorme potencial de utilização por meio de sistemas de captação e conversão em outra forma de energia (térmica, elétrica, etc.).Uma das possíveis formas de conversão da energia solar é conseguida através do efeito fotovoltaico que ocorre em dispositivos conhecidos como células fotovoltaicas. Estas células são componentes optoeletrônicos que convertem diretamente a radiação solar em eletricidade. São basicamente constituídas de materiais semicondutores, sendo o silício o material mais empregado. A distância média Terra-Sol
(d) é denominada UNIDADE ASTRONÔMICA 1 496*108 k
Radiação Solar: Captação e ConversãoO nosso planeta, em seu movimento anual em torno do Sol, descreve em trajetória elíptica um plano que é inclinado de aproximadamente 23,5° com relação ao plano equatorial. Esta inclinação é responsável pela variação da elevação do Sol no horizonte em relação à mesma hora, ao longo dos dias, dando origem às estações do ano.A radiação solar é radiação eletromagnética que se propaga a uma velocidade de 300.000 km/s, podendo-se observar aspectos ondulatórios e corpusculares. Em termos de comprimentos de onda, a radiação solar ocupa a faixa espectral de 0,1mm a 5 mm, tendo uma máxima densidade espectral em 0,5 mm, que é a luz verde.É através da teoria ondulatória, que são definidas para os diversos meios materiais, as propriedades na faixa solar de absorção e reflexão e, na faixa de 0,75 a 100 mm, correspondente ao infra-vermelho, as propriedades de absorção, reflexão e emissão.A energia solar incidente no meio material pode ser refletida, transmitida e absorvida. A parcela absorvida dá origem, conforme o meio material, aos processos de fotoconversão e termoconversão.Radiação Solar a Nível do SoloDe toda a radiação solar que chega às camadas superiores da atmosfera, apenas uma fração atinge a superfície terrestre, devido à reflexão e absorção dos raios solares pela atmosfera. Esta fração que atinge o solo é constituída por um componente direta (ou de feixe) e por uma componente difusa.&nbsp;  Módulos Solares ·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Siemens é líder mundial na fabricação de módulos solares, já tendo produzido cerca de 150MW em módulos fotovoltaicos. A Siemens é uma empresa que investe constantemente em tecnologia, visando sempre a satisfação do consumidor e a excelência dos seus produtos. No Brasil já foram vendidos mais de 50 mil módulos fotovoltaicos para as mais diversas aplicações nas mais remotas localidades.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Física
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Biologia
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Química
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Matematica&nbsp;
 
Fontes:&nbsp;http://www.portal-energia.com/vantagens-e-desvantagens-da-energia-solar/http://ambientes.ambientebrasil.com.br/energia/energia_solar.htmlhttp://pt.wikipedia.org/wiki/Painel_solar_fotovoltaicohttp://www.fem.unicamp.br/~em313/paginas/esolar/esolar.htmlhttp://mentenergica.com/index.php?option=com_content&amp;task=view&amp;id=35&amp;Itemid=37&nbsp;