Resumo nº3

 

3.3. Interação radiação-matéria

As ondas ou radiações eletromagnéticas não precisam de um meio material para se propagarem.

O espetro eletromagnético é o conjunto de todas as radiações eletromagnéticas.

 

Reflexão, absorção e transmissão da radiação

A radiação eletromagnética que incide num corpo é em parte refletida na superfície do corpo, outra parte  é absorvida, podendo provocar aquecimento do corpo, e outra parte da radiação pode atravessar o corpo, isto é, ser transmitida pelo corpo.

Há também corpos que são opacos a uma radiação de uma determinada frequência, mas transmitem radiações com outras frequências.

De acordo com a Lei da Conservação da Energia:

Erad. incidente = Erad. refletida + Erad. absorvida + Erad. transmitida

Radiação emitida pelos corpos

Todos os corpos emitem radiação eletromagnética, a qualquer temperatura, devido à agitação térmica das partículas com cargas elétricas que os constituem.

A baixas temperaturas, a emissão de radiação ocorre predominantemente na faixa do infravermelho. Aumentando gradualmente a temperatura, a emissão passa a ter uma maior contribuição de luz visível; de início luz vermelha, passando a seguir para luz amarela, verde e azul.

Ao mesmo tempo que emite, um corpo também absorve radiação eletromagnética da sua vizinhança.

Quando um corpo está em equilíbrio térmico com a sua vizinhança, emite e absorve energia como radiação, à mesma taxa temporal.

A energia da radiação emitida por um corpo depende da temperatura e da natureza da sua superfície.

A irradiância de um corpo é a radiação emitida pelo corpo por unidade de tempo e por unidade de área.

A sua unidade SI exprime-se em watt por metro quadrado, W m-2.

Se submetermos dois cubos de alumínio, com as mesmas dimensões e à mesma temperatura, um metalizado e outro pintado de preto, a radiação visível de igual intensidade, durante o mesmo intervalo de tempo, verificamos que:

• o cubo metalizado sofre uma variação de temperatura pouco relevante, pois, por ser metalizado, tem um elevado poder de reflexão. Assim, a energia que é refletida não é absorvida (baixa emissividade)

 

• o cubo pintado de preto sofre um aumento de temperatura bastante considerável, pois, por ser preto, tem um elevado poder de absorção (elevada emissividade)

A radiação visível é absorvida totalmente pelas superfícies pretas.

O Sol emite radiação principalmente na zona do visível, enquanto a Terra emite radiação, principalmente, na zona do infravermelho.

 

Irradiância, Er

Permite quantificar a energia que, por unidade de tempo, chega a uma área unitária dessa superfície.

 

 

Painéis fotovoltaicos

As células fotovoltaicas, constituídas, em geral, por cristais de silício (material semicondutor), aproveitam a energia da radiação solar para criar diretamente uma diferença de potencial elétrico nos seus terminais, produzindo uma corrente elétrica contínua.

Um painel solar fotovoltaico é uma associação de células fotovoltaicas que aproveitam a energia da luz solar para criar diretamente uma diferença de potencial nos seus terminais, produzindo uma corrente elétrica contínua.

Sistemas fotovoltaicos autónomos

Os sistemas fotovoltaicos autónomos têm de ser dimensionados em função dos consumos energéticos.

Para dimensionar a área de um painel fotovoltaico, para uma determinada instalação elétrica, é necessário:

Calcular a potência elétrica necessária. Para isso, é preciso fazer um levantamento dos aparelhos elétricos que irão funcionar em simultâneo, bem como saber a respetiva potência;

Calcular a potência solar média disponível por unidade de área do painel, sabendo que depende do local da instalação e do número médio de horas de luz solar por dia;

Calcular a potência elétrica fornecida pelo painel, por unidade de área, conhecida a potência solar média disponível e o rendimento do painel;

Calcular a área adequada para o painel fotovoltaico satisfazer a potência elétrica necessária.

 

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