Painel Solar Supre Energia Para Satélites no Espaço

Olá leitor!

Segue abaixo um interessante artigo postado na edição de dezembro do ”Jornal do SindCT“ tendo como destaque a tecnologia dos painéis solares empregada em satélites, que, no Brasil, são fabricados pelas empresas Orbital Engenharia, Cenic e a Fibraforte.

Duda Falcão

CIÊNCIA E TECNOLOGIA

CÉLULAS FOTOVOLTAICAS SÃO A CHAVE

Painel Solar Supre Energia

Para Satélites no Espaço

A parte elétrica dos painéis do CBERS e Amazônia-1 é desenvolvida

pela Orbital, enquanto a estrutura cabe à Cenic e à Fibraforte.

As 3 são de São José dos Campos

Shirley Marciano

Jornal do SindCT

Edição nº 53

Dezembro de 2016

Foto: INPE

Painel solar do CBERS aberto.

É possível que muitas pessoas já tenham ouvido falar da energia solar para uso geral, mas, sobretudo, para utilização nas residências. Na verdade, isso já é uma realidade em muitas moradias, por ser um tipo de energia mais barato do que a energia convencional. Porém, ainda não é tão acessível, devido ao alto custo de instalação das placas solares. Por ser uma energia limpa — portanto ambientalmente mais recomendável — talvez ela ainda se torne uma fonte importante de energia no país. Mas, por enquanto, ela está muito longe disso.

Porém, em um lugar onde as energias convencionais não estão disponíveis ou não chegam, a placa solar é fundamental para carregar as baterias e fazer um sistema altamente complexo funcionar. Estamos falando dos satélites.

Um satélite lançado ao espaço normalmente tem uma missão a cumprir além do próprio feito de chegar ao espaço e manter-se por lá. Por isso, geralmente possui dois módulos: um de serviço e um de carga útil, ambos formados por vários subsistemas que trabalham integrados. O Módulo de Carga Útil exerce funções relacionadas à finalidade do satélite. Se for um satélite imageador, por exemplo, as tarefas de fotografar a Terra e enviar os dados estarão vinculadas ao módulo de carga útil. Para isso, ele possui câmeras, transmissor de dados de imagem, repetidor do Sistema Brasileiro de Coleta de Dados Ambientais e monitor de ambiente espacial. Mas quem se encarrega da operação do satélite é o Módulo de Serviço.

Portanto, o Módulo de Serviço tem entre as suas funções assegurar o suprimento de energia, os controles, as telecomunicações de serviço, a supervisão e outras necessárias à operação do satélite. Os subsistemas que o compõem são: estrutura, controle térmico, controle de órbita e atitude, supervisão de bordo, telecomunicações de serviço e, claro, suprimento de energia. É onde se situa o Painel Solar, formado por células fotovoltaicas. Esse subsistema serve para fornecer energia ao satélite durante toda a sua vida útil no espaço, por meio da absorção dos raios solares. A célula fotovoltaica reage à incidência dos raios do Sol e libera elétrons que são transferidos para um circuito dentro de um painel solar, gerando assim energia elétrica para as baterias.

Uso Espacial

A geração de energia solar não é novidade, nem seu aproveitamento. Porém, o desafio tecnológico está em fazê-lo para uso espacial, que neste caso necessita funcionar em um ambiente hostil de frio e calor e ausência de gravidade, e que precisa suportar as trepidações no momento do lançamento.

Os painéis solares para os satélites da família CBERS foram desenvolvidos pela Orbital Engenharia, empresa sediada na cidade de São José dos Campos e que é a única no país a dominar essa tecnologia. Ela já acumula uma larga experiência no setor aeroespacial, com destaque para os painéis solares, que também foram encomendados para a Plataforma Multimissão (PMM) do satélite Amazônia-1. Os satélites CBERS e Amazônia são desenvolvidos e testados pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

A Orbital desenvolve toda a parte elétrica do painel solar, onde são coladas as células solares. O criador da empresa é o engenheiro Célio Vaz, que a concebeu em 2000, quando ele já acumulava uma experiência em quase duas décadas de trabalho como engenheiro da área de suprimento de energia e engenharia de sistemas de satélites do INPE. A estrutura do painel solar é produzida pelas empresas Cenic e Fibraforte, ambas também sediadas em São José dos Campos.

Histórico

* O efeito fotovoltaico foi demonstrado pela primeira vez em 1839 pelo físico francês Edmond Becquerel. Aos 19 anos, ele construiu a primeira célula fotovoltaica do mundo no laboratório de seu pai.

* Em 1883 Charles Fritts construiu a primeira célula fotovoltaica em estado sólido. Ele revestiu o semicondutor selênio com uma fina camada de ouro para formar as junções. A célula fotovoltaica de Charles tinha apenas 1% de eficiência.

* Em 1905 Albert Einstein propôs uma nova teoria quântica da luz e explicou o efeito fotoelétrico em uma de suas teses, pela qual recebeu o Prêmio Nobel de Física em 1921.

* A primeira célula fotovoltaica comercial foi lançada em 25 de abril de 1954 nos Estados Unidos, pelos Laboratórios Bell. As células solares foram utilizadas pela primeira vez no satélite Vanguard em 1958, como uma fonte de energia alternativa.

* Em 1959 a NASA, agência espacial norte-americana, lançou o Explorer 6 com grandes painéis solares em forma de asa, os quais empregavam um total de 9.600 células fotovoltaicas. Isso se tornou uma característica padrão na maioria dos satélites e até hoje ainda é a principal fonte de energia utilizada no espaço.

* No início de 1990 a tecnologia utilizada nas células fotovoltaicas utilizadas no espaço mudou do tradicional silício cristalino para materiais semicondutores à base de arsenieto de gálio. Hoje, essas células fotovoltaicas evoluíram para a modernatecnologia de multijunção.

Foto: NASA

O precursor: Explorer-6.

Fonte: Jornal do SindCT - Edição 53ª – Dezembro de 2016