Energia Solar, Baterias e Pilhas - monografia

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CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA “PAULA SOUZA”
FACULDADE DE TECNOLOGIA DE PIRACICABA
TECNOLOGIA EM BIOCOMBUSTÍVEIS
ENERGIA SOLAR; BATERIAS E PILHAS
Autores:
· Abner Chinilato Coelho
· Pedro Henrique Campos Bellato
· Vitória Carolina Campos Sabino
ABNER CHINILATO COELHO
PEDRO HENRIQUE CAMPOS BELLATO
VITÓRIA CAROLINA CAMPOS SABINO
Energia Solar, Baterias e Pilhas
Monografia e seminário sobre Biogás – Tecnologia e Reflexos Ambientais Energia Solar, Baterias e Pilhas apresentado na aula de Eletricidade da Faculdade de Tecnologia de Piracicaba - FATEC, como requisito parcial na obtenção de nota.
Professor: Dr. JÚLIO CÉSAR MARTINS DE OLIVEIRA
PIRACICABA
MAIO/2018
RESUMO
Nos dias de hoje há um grande interesse de vários órgãos governamentais e empresas no âmbito de matérias-primas renováveis para o desenvolvimento de seus produtos, serviços e também para prosperar informações e promover uma melhor qualidade de vida, bem como atender as exigências legais do Brasil.
Em decorrência da disseminação sobre a conscientização da necessidade de procura de alternativas sustentáveis ao desenvolvimento dos atuais sistemas de produção, formas alternativas de energia começam a obter, novamente, destaque, principalmente em relação à preservação do meio ambiente e a busca pela diversificação da matriz elétrica, associado com o aumento na demanda por energia e desenvolvimento da indústria. 
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................................1
2. OBJETIVO ...........................................................................................................................3
3. LEIS DE FARADAY ...........................................................................................................4
3.1. PRIMEIRA LEI DE FARADAY ..................................................................................4
3.2. SEGUNDA LEI DE FARADAY ..................................................................................5
4. ENERGIA SOLAR ...............................................................................................................7
4.1. COMO FUNCIONA .....................................................................................................7
4.2. ENERGIA SOLAR TÉRMICA .....................................................................................9
4.3. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA ........................................................................9
4.3.1. EFEITO FOTOVOLTAICO .............................................................................10
4.3.2. TIPOS DE CELULAS FOTOVOLTAICAS .....................................................11
4.3.2.1. SILÍCIO CRISTALINO ........................................................................11
4.3.2.2. SILÍCIO MONOCRISTALINO ............................................................11
4.3.2.3. SILÍCIO POLICRISTALINO ...............................................................11
4.3.2.4. SILÍCIO AMORFO ..............................................................................12
4.3.2.5. CIGS .....................................................................................................12
4.3.2.6. ARSENITO DE GÁLIO .......................................................................12
4.3.2.7. TELURETO DE CÁDMIO ...................................................................13
4.4. VANTAGENS E DESVANTAGENS ........................................................................13
4.4.1. VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DA ENERGIA SOLAR............................13
4.4.2. DESVANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DA ENERGIA SOLAR ....................14
4.5. CUSTO ........................................................................................................................14
4.6. INSTALAÇÃO ...........................................................................................................15
4.7. CAPTAÇÃO E ARMAZENAGEM DE ENERGIA ...................................................15
4.8. ONDE É UTILIZADA? ..............................................................................................16
4.9. PAINÉIS SOLARES NO ESPAÇO ... .........................................................................17
4.10. ENERGIA SOLAR NO BRASIL E PERSPECTIVAS PARA O FUTURO ...18
5. BATERIAS E PILHAS ......................................................................................................20
5.1. BATERIAS .................................................................................................................20
5.2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO DAS BATERIAS ..........................................20
5.2.1. GRELHA ..........................................................................................................21
5.2.2. PLACA .............................................................................................................21
5.2.3. ELEMENTOS ...................................................................................................21
5.2.4. CAIXA OU BLOCO .........................................................................................22
5.2.5. ELETRÓLITO ..................................................................................................22
5.3. TIPOS DE BATERIAS (PRODUTOS QUÍMICOS E/OU SUAS UTILIZAÇÕES) .....................................................................................................................................23
5.3.1. BATERIAS DE ZINCO-CARBONO ...............................................................23
5.3.2. BATERIAS ALCALINAS ...............................................................................23
5.3.3. BATERIAS DE LÍTIO .....................................................................................23
5.3.4. BATERIAS DE CHUMBO-ÁCIDO ................................................................23
5.3.5. BATERIAS DE NÍQUEL-CÁDMIO ................................................................23
5.3.6. BATERIAS DE NÍQUEL-METAL HIDRETO ................................................23
5.3.7. BATERIAS DE LÍTIO-ÍON .............................................................................24
5.3.8. BATERIAS DE ZINCO-AR .............................................................................24
5.3.9. BATERIAS DE ZINCO-ÓXIDO E MERCÚRIO ............................................24
5.3.10. BATERIAS DE PRATA-ZINCO .....................................................................24
5.3.11. BATERIAS DE METAL CLORETO ...............................................................24
5.4. PILHAS .......................................................................................................................24
5.4.1. PILHA DE VOLTA ..........................................................................................25
5.4.2. PILHA DE DANIELL ......................................................................................25
5.4.3. PILHAS COMERCIAIS ...................................................................................26
5.4.3.1. PILHA SECA COMUM .......................................................................26
5.4.3.2. PILHA ALCALINA COMUM .............................................................26
5.4.3.3. PILHA DE MERCÚRIO .......................................................................27
5.5. DANOS AO MEIO AMBIENTE ................................................................................27
6. CONCLUSÃO ...................................................................................................................28
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...............................................................................29
2
1. INTRODUÇÃO
O Brasil é um país rico na disponibilidade de recursos naturais renováveis para o aproveitamento energético. A energia hidroelétrica é a modalidade mais comum de energia renovável, compondo a fatia principal da matriz de geração de energia elétrica no país. Além desta, as modalidadesmais comuns da utilização de energia renovável são a energia solar, eólica e de biomassa.
A matriz energética mundial é majoritariamente não renovável e baseada em derivados do petróleo. As reservas petrolíferas são recursos naturais passíveis de esgotamento e, além disso, seus derivados emitem gases poluentes na combusto. No Brasil, a matriz energética é baseada em dois sistemas principais: o petróleo e a força das águas. As hidrelétricas, embora utilizem a força da água - recurso natural renovável -, causam grande impacto ambiental e social proveniente dos alagamentos nas áreas em que são implantadas. Além disso, o setor energético brasileiro enfrenta também a alta demanda de energia, e consequente insuficiência em sua oferta, gerando crises como os “apagões”, em 2001, e problemas frequentes nos horários de pico da demanda. Somado a isto, a disposição geográfica do consumo de energia elétrica tem nos aglomerados urbanos os grandes consumidores, pois estes detêm a maior parte do consumo dos setores residencial, comercial e público, e ainda alguma parcela dos consumos industriais. Contudo, as principais centrais geradoras de energia brasileiras (hidrelétricas) estão localizadas em pontos específicos do país, o que exige uma complexa rede nacional de transmissão e distribuição de energia elétrica para que essa chegue às cidades. Assim, os custos de geração das grandes hidrelétricas acabam aumentando se considerados os custos de instalação e de manutenção das linhas de transmissão, bem como as perdas características deste sistema elétrico.
Diante dessas adversidades do setor energético, buscam-se alternativas para minimizar os impactos ao meio ambiente e garantir o fornecimento adequado de energia a toda população. Nesse sentido, estudos são conduzidos na busca por fontes alternativas de energia, propondo o uso de tecnologias diferenciadas, com baixo impacto à natureza.
A geração fotovoltaica é um modo de se obter energia limpa, utilizando diretamente a irradiação solar. Sendo assim, o uso desta tecnologia permite a geração de energia de uma forma sustentável e se apresenta como uma solução para os problemas energéticos da atualidade. Os sistemas fotovoltaicos já estão tecnologicamente disponíveis para sua disseminação no mercado. Em alguns países europeus, como a Alemanha, esses sistemas já estão em utilização há cerca de 30 anos, apresentando durabilidade e confiabilidade de geração.
O Brasil, devido a suas dimensões continentais e por situar-se quase que inteiramente numa região tropical, apresenta um dos maiores potencias de utilização de energia solar. A energia solar incidente sobre o país totaliza aproximadamente 6,2 × 1022 J/ano, o que corresponde a mais de 55 mil vezes o consumo de energia do país.
A utilização da energia solar fotovoltaica apresenta vários benefícios, destacando a característica de fonte de energia limpa, que contribui para a sustentabilidade ambiental do planeta, e também os benefícios ligados às suas características de geração de energia. Entre eles a geração durante o horário comercial. Em relação a esse último, salienta-se a vantagem de ser explorado em pontos específicos da rede urbana, onde a integração de painéis solares fotovoltaicos é interessante em zonas com pico de consumo diurno, tornando-se nestes locais, e sob certas condições, uma fonte despachável.
Atualmente existem diversas instalações fotovoltaicas integradas a edificações que estão interligadas à rede elétrica convencional. Estes sistemas geradores de energia funcionam somente durante as horas de sol, injetando na rede elétrica o excedente de energia produzido durante o dia e a noite retirando da rede convencional a energia necessária para o seu consumo. Isto permite que não sejam utilizados sistemas de armazenamento, como baterias, que limitam a autonomia de produção e também reduzem a eficiência do sistema.
Os sistemas fotovoltaicos conectados à rede em edificações podem atuar em sinergia com o sistema de distribuição, minimizando a carga, como aquela gerada por equipamentos de ar condicionado em centros comerciais. Nos centros urbanos, os sistemas fotovoltaicos podem ser utilizados em áreas já ocupadas, telhados de residências e coberturas, como unidades de geração distribuída.
2. OBJETIVO
O objetivo deste trabalho é expor do que se trata o sistema de energia solar, os tipos de baterias empregados neste sistema e pilhas.
3. LEIS DE FARADAY
No início do século XIX, o físico e químico inglês Michael Faraday realizava vários experimentos de eletrólise (processo no qual a corrente elétrica desencadeia reações químicas), e, então, começaram a surgir os primeiros indícios de como se dá a relação entre a matéria e a eletricidade.
3.1. PRIMEIRA LEI DE FARADAY
“A massa de um composto eletrolisado é diretamente proporcional à quantidade de eletricidade que passa pelo sistema”
Através de seus experimentos, Faraday observou que os íons de um metal no estado sólido se depositam quando a corrente elétrica passa pela solução iônica de um dos seus sais.
O cobre (Cu), por exemplo, se deposita quando a corrente elétrica passa pela solução salina de nitrato de cobre (Cu(NO3)2), de acordo com a seguinte equação:
Percebe-se que, nesta reação, 2 mols de elétrons fazem com que 1 mol de Cu+2(aq) se deposite. Essa quantidade de elétrons que passa pelo processo depende da intensidade da corrente elétrica.
Assim, Faraday chegou à conclusão que a massa de uma substância eletrolisada e a carga elétrica do sistema são grandezas diretamente proporcionais. Em outras palavras, quanto mais intensa for a corrente elétrica aplicada ao processo de eletrólise, maior será a quantidade de massa da substância produzida na reação.
Para calcular a carga elétrica, em Física, se utiliza a seguinte fórmula:
Em que:
Q: representa a carga elétrica medida em coulombs (C);
i: representa a corrente elétrica medida em ampères (A);
t: representa o intervalo de tempo da passagem de corrente elétrica em segundos (s).
Já no início do século XIX, o físico estadunidense Robert Andrews Millikan deu uma contribuição muito significativa para a estequiometria dos processos eletroquímicos ao determinar a carga de 1 elétron, cujo valor é 1,6023×10-19 coulomb. Associando esse valor com a constante de Avogadro (6,02×1023), foi possível calcular a carga elétrica de 1 mol de elétrons. Observe:
1 elétron  -----------------------------------------1,6023×10-19 coulomb
1 mol de elétrons (6,02×1023 elétrons)  ------------------------------ X
X = 95.506 C/mol
Logo, a carga elétrica de 1 mol de elétrons é de 95.506 C/mol. Esse valor é chamado de constante de Faraday (F).
Conforme a primeira lei de Faraday, então, a massa (m) de uma substância eletrolisada pode ser obtida através da fórmula
, ou, ainda, 
Onde K = = C×mol-1
 
3.2. SEGUNDA LEI DE FARADAY
No processo eletrolítico, a massa de uma substância produzida é diretamente proporcional ao equivalente-grama (E) dessa substância.
Essa relação é representada pela fórmula:
Dessa forma, se associarmos a primeira com a segunda lei de Faraday, teremos:
 ou 
Exemplo:
Uma solução aquosa de NiSO4 é eletrolisada durante 10 minutos por uma corrente elétrica de 9,65 A (ampères), qual a massa de níquel depositada?
Substituindo os valores da fórmula temos:
Em linhas gerais, os trabalhos de Michael Faraday foram muito importantes para o desenvolvimento da Química e da Física. Além de propor as leis da eletrólise, ele descobriu também a indução eletromagnética, consolidando as relações entre os fenômenos da eletricidade e magnetismo.
4. ENERGIA SOLAR
A energia solar é renovável, limpa, não esgota e ainda pode ser usada como alternativa de energia elétrica em residências próprias.
A luz e o calor do sol podem ser utilizados como forma de energia para nossa sociedade. A chamada energia solar possibilita uma alternativa de obtenção de energia elétrica, através de tecnologias capazes de captar, transformar e distribuir a luz solar. 
A preocupação com a sustentabilidade move ideias e deve estar sempreem alerta para a utilização de fontes renováveis e limpas, como a energia do sol, pelo fato do sol ser uma fonte renovável e inesgotável, ajudando a evoluir o mundo e preservar a natureza.
4.1. COMO FUNCIONA
A energia solar transforma a energia do sol em energia elétrica diretamente, através do efeito fotovoltaico que acontece no painel. As células dos painéis formam duas camadas carregadas, uma positiva e a outra negativamente. Ao incidir a radiação solar na superfície dos peineis, os elétrons da camada negativa migram até a camada positiva e, essa movimentação gera a corrente elétrica.
A energia solar fotovoltaica é modular, ou seja, ou painéis precisam estar conectados uns aos outros. Devido a tal o sistema pode se adaptar tanto a grandes configurações, como é o caso das industrias, quanto pequenas, utilizados em residências.
A energia produzida pelos geradores fotovoltaicos não pode ser simplesmente inserida no sistema de rede elétrica. Isso ocorre, pois, essa energia é gerada na forma de corrente continua, ou seja, não há variações na corrente ao longo do tempo, de forma que, os elétrons se movimentam em um único sentido: da camada negativa para a positiva dos painéis. A grande característica dessa corrente é não disponibilizar de uma grande variação de tensão, sendo assim, não percorrem longas distancias. 
No entanto, a corrente que os aparelhos elétricos e eletrônicos estão configurados para receber é a corrente alternada, que, ao contrário da corrente continua, por ter variação de corrente ao longo do tempo, percorre longas distancias.
Desta forma, para que a corrente continua do gerador fotovoltaico se transforme em energia alternada faz-se mister de um inversor solar.
O papel principal do inversor solar no sistema fotovoltaico é inverter a energia elétrica gerada pelos painéis, de corrente continua para corrente alternada. Porém, ele também desempenha o papel de garantir a segurança do sistema e medir a energia produzida pelos painéis solares. 
Uma função muito importante que a maioria dos inversores possuem é o rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT – Maximum Power Point Tracking). O MPPT assegura que instantaneamente o inversor extraia máxima potência dos módulos fotovoltaicos, variando o valor de sua tensão de operação até o ponto em que o resultado da multiplicação da tensão com a corrente forneça a maior potência naquele determinado momento. Outra vantagem de se trabalhar com inversores é que se eleva o nível de tensão de trabalho reduzindo-se o diâmetro dos cabos elétricos e as perdas ôhmicas já que se trabalha com correntes menores.
Os principais parâmetros de dimensionamento do inversor são:
· Potência máxima: define-se o fator de dimensionamento como: . Deve ser maior em climas mais ensolarados, e menos em zonas de latitudes altas. 
· Eficiência de conversão: deve ser alta inclusive à baixos valores de potência. A eficiência do inversor pode ser representada, em função do parâmetro po, pela seguinte relação: .
· Compatibilidade elétrica com o gerador: a gama de tensões de entrada dever estar entre as mínimas produzidas, por exemplo, durante uma redução repentina de irradiância estando o ferrador a alta temperatura, e máximas, valores altos de irradiância e baixos de temperatura, por exemplo após o amanhecer em dias frios. Deve admitir as correntes produzidas durantes picos de irradiância, por exemplo, durante a passagem de nuvens de transição, que podem chegar a 1250W/m2.
· Arranque e sobrecarga: devem arrancar quando o sistema fotovoltaico gere uma potência superior as persas de conversão. Diante das sobrecargas, deve ser capaz de deslocar a tensão de trabalho desde Vmpp até Voc, para baixar a potência gerada.
· Compatibilidade eletromagnética e outras características: baixo conteúdo de harmônicos, resistência às alterações produzidas na rede, baixa emissão de radiofrequência e proteção diante do funcionamento na ilha (injeção de potência em condições falha da rede).
4.2. ENERGIA SOLAR TÉRMICA
A energia solar térmica utiliza o calor do sol diretamente para aquecer outro meio, geralmente água. Sistemas solares térmicos usam coletores (também conhecidos como placas) ou tubos a vácuo para captar o calor do sol e transferir o calor para um líquido.
A energia solar térmica é normalmente usada para produzir água quente para banho ou processos industriais. Em dias chuvosos, provavelmente, não haverá sol suficiente para gerar toda a água quente que você precisa, portanto, os aquecedores solares possuem também ou uma resistência elétrica ou um aquecedor a gás para auxiliar a atingir a temperatura ideal da água. De qualquer forma, são extremamente eficientes e reduzem em até 80% o consumo de energia relativo ao aquecimento da água.
4.3. ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA
A conversão de energia solar em energia elétrica foi verificada pela primeira vez por Edmond Becquerel, em 1839 onde constatou uma diferença de potencial nos extremos de uma estrutura de material semicondutor quando exposto a luz. Em 1876 foi montado o primeiro aparato fotovoltaico resultado de estudos das estruturas no estado sólido, e apenas em 1956 iniciou-se a produção industrial seguindo o desenvolvimento da microeletrônica. 
Neste ano a utilização de fotocélulas foi de papel decisivo para os programas espaciais. Com este impulso, houve um avanço significativo na tecnologia fotovoltaica onde se aprimorou o processo de fabricação, a eficiência das células e seu peso. Com a crise mundial de energia de 1973/74, a preocupação em estudar novas formas de produção de energia fez com a utilização de células fotovoltaicas não se restringisse somente para programas espaciais, mas que fosse intensamente estudado e utilizado no meio terrestre para suprir o fornecimento de energia.
Um dos fatores que impossibilitava a utilização da energia solar fotovoltaica em larga escala era o alto custo das células fotovoltaicas. As primeiras células foram produzidas com o custo de US$600/W para o programa espacial. Com a ampliação dos mercados e várias empresas voltadas para a produção de células fotovoltaicas, o preço tem reduzido ao longo dos anos podendo ser encontrado hoje, para grandes escalas, o custo médio de US$ 8,00/W.
Atualmente, os sistemas fotovoltaicos vêm sendo utilizados em instalações remotas possibilitando vários projetos sociais, agropastoris, de irrigação e comunicações. As facilidades de um sistema fotovoltaico tais como: modularidade, baixos custos de manutenção e vida útil longa, fazem com que sejam de grande importância para instalações em lugares desprovidos da rede elétrica.
4.3.1. EFEITO FOTOVOLTAICO
O efeito fotovoltaico dá-se em materiais da natureza denominados semicondutores que se caracterizam pela presença de bandas de energia onde é permitida a presença de elétrons (banda de valência) e de outra onde totalmente “vazia” (banda de condução).
O semicondutor mais usado é o silício. Seus átomos se caracterizam por possuírem quatro elétrons que se ligam aos vizinhos, formando uma rede cristalina. Ao adicionarem-se átomos com cinco elétrons de ligação, como o fósforo, por exemplo, haverá um elétron em excesso que não poderá ser emparelhado e que ficará "sobrando", fracamente ligado a seu átomo de origem. Isto faz com que, com pouca energia térmica, este elétron se livre, indo para a banda de condução. Diz-se assim, que o fósforo é um dopante doador de elétrons e denomina-se dopante n ou impureza n.
Se, por outro lado, introduzem-se átomos com apenas três elétrons de ligação, como é o caso do boro, haverá uma falta de um elétron para satisfazer as ligações com os átomos de silício da rede. Esta falta de elétron é denominada buraco ou lacuna e ocorre que, com pouca energia térmica, um elétron de um sítio vizinho pode passar a esta posição, fazendo com que o buraco se desloque.
Se, partindo de um silício puro, forem introduzidos átomos de boro em uma metade e de fósforo na outra, será formado o que se chama junção pn. O que ocorre nesta junção é que elétrons livres do lado n passam ao lado p onde encontramos buracos que os capturam; isto faz com que haja um acúmulo de elétrons no lado p, tornando-o negativamente carregado e uma redução de elétrons do lado n, que o torna eletricamente positivo. Estas cargas aprisionadas dão origem a um campo elétrico permanente que dificulta a passagem de mais elétrons do lado n para o lado p; este processo alcança um equilíbrio quando o campo elétrico forma uma barreira capaz de barrar os elétrons livres remanescentes no lado n.
Se uma junção pn for exposta a fótons com energia maior que o gap, ocorrerá a geração de pares elétron-lacuna; se isto acontecer na região onde o campo elétrico é diferente de zero, as cargas serão aceleradas, gerando assim, uma corrente através da junção; este deslocamento de cargas dá origem a uma diferença de potencial ao qual chamamos de Efeito Fotovoltaico. Se as duas extremidades do "pedaço" de silício forem conectadas por um fio, haverá uma circulação de elétrons. Esta é à base do funcionamento das células fotovoltaicas.
4.3.2. TIPOS DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS
4.3.2.1. SILÍCIO CRISTALINO
É a tecnologia mais empregada no mercado atualmente, com uma participação de 95% do mercado de células fotoelétricas. Atualmente apresenta um rendimento de 15 a 21% em suas células; painéis solares feitos de células de silício cristalino tem rendimento de 13 a 17%.
4.3.2.2. SILÍCIO MONOCRISTALINO
O silício monocristalino é o material mais usado na composição das células fotovoltaicas, atingindo cerca de 60% do mercado. A uniformidade da estrutura molecular resultante da utilização de um cristal único é ideal para potenciar o efeito fotovoltaico. As células monocristalinas foram as primeiras a serem elaboradas a partir de um bloco de silício cristalizado num único cristal. Apresentam-se sob a forma de placas redondas, quadradas ou pseudo quadradas.
 Contudo, apresentam dois inconvenientes: preço elevado e elevado período de retorno do investimento.
4.3.2.3. SILÍCIO POLICRISTALINO
O silício poli cristalino, constituído por um número muito elevado de pequenos cristais da espessura de um cabelo humano, dispõe de uma quota de mercado de cerca de 30%. As descontinuidades da estrutura molecular dificultam o movimento de elétrons e encorajam a recombinação com as lacunas, o que reduz a potência de saída. O processo de fabricação é mais barato do que o do silício cristalino.
4.3.2.4. SILÍCIO AMORFO
As células amorfas são compostas por um suporte de vidro ou de outra matéria sintética, na qual é deposta uma camada fina de silício (a organização dos átomos já não é regular como num cristal). O rendimento deste tipo de células é mais baixo do que nas células cristalinas, mas, mesmo assim, a corrente produzida é razoável. A sua gama de aplicações são os pequenos produtos de consumo como relógios, calculadoras, mas podem também ser utilizadas em instalações solares. Apresentam como vantagem o fato de reagirem melhor à luz difusa e à luz fluorescente e, portanto, apresentarem melhores desempenhos a temperaturas elevadas. Participação de cerca de 3,7% do mercado de células fotoelétricas, tem rendimento de cerca de 7%.
4.3.2.5. CIGS
Nome comercial para células de filme fino fabricadas com Cu(In, Ga)Se2. Participação de 0,2% do mercado de células fotoelétricas e rendimento de13%. Atualmente sofre problemas com o abastecimento de índio para sua produção, visto que 75% de todo o consumo do material no mundo se dá na fabricação de monitores de tela plana, como LCDs e monitores de plasma.
4.3.2.6. ARSENITO DE GÁLIO
Atualmente é a tecnologia mais eficiente empregada em células solares, com rendimento de 28%. Porém, seu custo de fabricação é extremamente alto, tornando-se proibitivo para produção comercial, sendo usado apenas em painéis solares de satélites artificiais.
4.3.2.7. TELURETO DE CÁDMIO
Participação de 1,1% do mercado de células fotoelétricas, é uma tecnologia que emprega filmes finos de telureto de cádmio. Apresenta pouco apelo comercial devida à alta toxicidade do cádmio.
4.4. VANTAGENS E DESVANTAGENS
4.4.1. VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO ENERGIA SOLAR
As vantagens de se utilizar a energia solar no Brasil são inúmeras, abaixo as principais:
· A energia solar é totalmente renovável.
· A energia solar é infinita.
· Não faz barulho.
· Não polui.
· Manutenção mínima.
· Baixo custo considerando a vida útil de um sistema fotovoltaico
· Fácil de instalar.
· Pode ser usado em áreas remotas onde não existe energia.
Benefícios Econômicos
São vários os benefícios econômicos da energia solar no Brasil, abaixo listamos os mais importantes:
· Casas que possuem energia solar fotovoltaica instalada podem gerar a sua própria energia renovável e assim praticamente se livrar da sua conta de luz para sempre.
· Sistemas fotovoltaicos valorizam a propriedade.
· Quanto mais energia solar instalada no Brasil menor é a necessidade de utilizarmos as usinas termoelétricas que são caras e, menor a inflação na conta de luz.
· A indústria de energia solar no Brasil gera milhares de empregos todos os anos.
Benefícios Ambientais
A energia solar traz diversos benefícios ambientais para o Brasil. Se uma boa parte da população instalar energia solar nas casas e empresas, não seria mais necessário inundar áreas imensas da floresta amazônica para construir usinas hidrelétricas absurdas como a Belo Monte.
· Uma usina solar de 100MWp gera energia para 20.000 casas e evita a emissão de 175.000 toneladas de CO2 por ano.
4.4.2. DESVANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DA ENERGIA SOLAR
Embora a energia solar seja uma das fontes de energia com mais benefícios, ela apresenta algumas poucas desvantagens:
· Não pode ser usada durante a noite.
· Para armazenar a energia solar é necessário o uso de baterias o que pode encarecer o custo do sistema fotovoltaico como um todo.
4.5. CUSTO
O custo de um sistema de energia solar fotovoltaico depende principalmente do tamanho e da complexidade da instalação. Com intuito de te instruir quanto aos preços, assim evitando surpresas, fizemos uma pesquisa de mercado em janeiro de 2018.
A grande variação de preço entre os fornecedores é relacionada à qualidade dos componentes utilizados, o tamanho da empresa (empresas maiores tem mais poder de compra e compram mais barato) e a complexidade da instalação. Se fossemos comparar com carros, os sistemas mais baratos poderiam ser comparados com um carro da marca "Hyundai “e os mais caros com um carro da marca "BMW / Lexus". Deixamos para você decidir qual faz mais o seu estilo!
Nota: Estes preços são aproximados, com instalação e projeto, assumindo a utilização de componentes de qualidade.
Em julho de 2018, de acordo com uma pesquisa feitas junto às 4.500 empresas cadastradas no Portal Solar, temos os seguintes preços médios dos geradores de energia solar, já incluindo a instalação, projeto, homologação e o equipamento todo:
Preço da Energia Solar Fotovoltaica Residencial:
Casa pequena, de 2 pessoas = Sistema de 1.32Kwp preço médio de R$ 10.673,36
Casa média, de 3 a 4 pessoas = Sistema de 2,64Kwp preço médio de R$ 17.570,00
Casa média, 4 pessoas = Sistema de 3,3Kwp preço médio de R$ 20.320,00
Casa grande, 4 a 5 pessoas = Sistema de 4,62Kwp preço médio de R$ 25.695,00
Casa grande, 5 pessoas = Sistema de 6,6Kwp preço médio de R$ 32.410,00
Mansões, mais de 5 pessoas = Sistemas de até 10,56Kwp preço médio de R$ 52,240,00
4.6. INSTALAÇÃO
Como Instalar Energia Solar – Passo a Passo.
a. Os painéis devem ser fixados em locais que tenham total exposição à luz solar durante todo o período diurno.
b. A fixação deve ser feita em suportes ou perfis preferencialmente metálicos e fortemente fixados para receber ventos e tempestades. Recomenda-se o aterramento do suporte.
c. A face de exposição do painel deve estar voltada para o Norte geográfico (no hemisfério sul) e sua inclinação entre 25º a 30º.
d. Não é recomendável inclinações abaixo de 15º para não permitir o acúmulo de sujeira.
e. O cálculo de inclinação é: Inclinação = Latitude + (Latitude/3) A precisão não é rigorosa, portanto pode ser ajustado por aproximação.
f. Os painéis são fornecidoscom a furação adequada para sua fixação. Não faça novos furos para não enfraquecer a estrutura ou permitir a oxidação. A garantia também não cobre painéis adulterados.
g. É recomendado deixar um espaço entre a superfície de fixação e o painel para prover de circulação ar. A ventilação é importante para manter temperaturas mais baixas e evitar a condensação de umidade na parte traseira do mesmo. 
h. Painéis podem ser interligados em série ou paralelo, obedecendo à Lei de Ohm, ou seja, quando interligados dois ou mais unidades em paralelo (polo positivo com polo positivo e negativo com negativo) a tensão não se altera, mas a corrente é somada. Quando interligados em série (une-se o polo positivo de um painel ao polo negativo do outro e toma-se o polo negativo de um e o polo positivo do outro para a saída) a tensão se multiplica e a corrente permanece inalterada.
i. Quando ligados em série, todos os painéis devem ter a mesma característica e tipo. Quando ligados em paralelo, esta regra não é rigorosa, porém é recomendável a instalação de diodos para proteção e equalização das cargas
4.7. CAPTAÇÃO E ARMAZENAGEM DE ENERGIA
A captação da energia solar é feita através das chamadas células fotovoltaicas. Elas são montadas, geralmente, em módulos ou painéis solares fotovoltaicos e são capazes de transformar a radiação solar diretamente em energia elétrica, sendo o material mais empregado para tal uso o silício.
A tecnologia presente nos módulos solares pode ser programada para fazer a transformação da energia solar em energia elétrica até mesmo em dias nublados ou chuvosos com a utilização de baterias. Isso ocorre pois, em dias cujo sol esteja mais intenso a energia captada será máxima, porém em dias nublados, com pouca luminosidade a captação de energia solar será bem menor. Mesmo assim, em ambos os casos há a produção de energia.
As baterias solares armazenam a energia solar para possíveis utilizações posteriores. Apenas com o uso das placas solares a energia captada só poderia ser captada e utilizada no momento em que a conversão de energia está sendo feita, por isso necessita de uma bateria. Ademais, a bateria mantém o equilíbrio dessa energia, por exemplo, impede que variações de energia aconteçam em caso de chuva ou de nuvens passageiras, que sem o uso da bateria provocariam baixas de energia e até o impedimento do uso de aparelhos.
Sistemas solares podem utilizar baterias convencionais, todavia, é recomendável o uso de baterias desenvolvidas especificamente para este uso. As vantagens das baterias de descarga profunda são grandes sobre as convencionais:
· Regulagem por válvulas· 
· Vida útil maior do que as convencionais, quando aplicadas em sistemas solares.
· Alta confiabilidade
· Alta densidade de energia
· Livres de manutenção
· Baixa resistência na recarga
· Permitem até 90% de descarga
· Temperatura de trabalho de - 15º a + 45º C.
4.8. ONDE É UTLIZADA?
Exemplos de utilização da energia solar
- Alimentação de residências
O fornecimento da energia solar é feito por meio de um painel solar, devidamente instalado sobre o telhado da residência, cuja energia produzida é armazenada em um banco de baterias, instalado em um abrigo apropriado, locado em um dos lados da casa;
- Bombeamento de água
O bombeamento de água em pequenas vazões, prática comum no meio rural, visando abastecer residências individuais, pequenas comunidades rurais, pequenos projetos de irrigação, instalações para animais, entre outros, pode ser feito com a utilização da energia fotovoltaica;
- Dessalinização
Para purificar a água salobra, imprópria para o consumo, algumas indústrias vêm utilizando dessalinizadores alimentados por energia solar. Eles podem funcionar durante 24 horas, purificando aproximadamente 1.500 litros de água;
- Iluminação
A energia solar permite obter iluminação adequada, tanto nas áreas internas como externamente. As lâmpadas fluorescentes compactas são as mais indicadas para a iluminação, por sua elevada eficiência luminosa;
Além dos exemplos acima, há inúmeras possibilidades de se utilizar a energia solar. Atualmente, é possível encontrar equipamentos, de fabricação nacional, exclusivamente produzidos para serem alimentados por essa energia. Um exemplo, são os equipamentos para refrigeração que, hoje em dia, já são encontrados com opções de modelos e capacidades.
4.9. PAINEIS SOLARES NO ESPAÇO
Provavelmente o uso mais bem-sucedido de painéis solares é em veículos espaciais, incluindo a maioria das naves que orbitam a Terra e Marte, e naves viajando rumo a regiões mais internas do sistema solar. Atualmente, a energia solar, além de usada para propulsão, tem sido utilizada em satélites artificiais que orbitam outros planetas. Como exemplo, as sondas Magellan em órbita de Vénus, e a Mars Global Surveyor, de Marte fazem uso da energia solar, da mesma forma que muitos artefatos que orbitam a Terra, como o Telescópio Espacial Hubble. Para missões futuras, é desejável reduzir a massa dos painéis solares e aumentar a potência gerada por unidade de área. Isto reduzirá a massa total da nave, e possibilitará operações a distâncias maiores do Sol. A sonda espacial Rosetta, lançada em2 de março de 2004, usará painéis solares nas proximidades de Júpiter (5,25UA); anteriormente, o uso mais distante de painéis solares foi com a espaçonave Stardust, à distância de 2 UA.
4.10. ENERGIA SOLAR NO BRASIL E PERSPECTIVAS PARA O FUTURO
O mercado de energia solar no Brasil vem crescendo, nos últimos dois anos o setor registrou um aumento de 300%. Segundo o BNDES (Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social) mais de R$ 200 milhões já foram investidos em energia solar no Brasil com novas fábricas, adequações ou expansões para a implantação de novas linhas de produção.
No mês de setembro de 2017, os dois maiores empreendimentos de energia solar de toda a América Latina foram inaugurados no Brasil: um no Piauí e outro em Minas Gerais.
O emprego da energia solar fotovoltaica é apropriado para lugares remotos ou de difícil acesso, essa tecnologia tem o potencial de substituir grupos geradores a diesel ou óleo que hoje abastecem comunidades isoladas. Ademais, em países de clima tropical, como o Brasil, o seu uso é viável em praticamente todo o território. Estima-se que a taxa de insolação diária no território brasileiro esteja entre 4500 e 6000 Wh/m2, o que implica em um significativo potencial de geração de energia solar.
No Brasil, o crescimento da geração fotovoltaica, tem sido favorecido e impulsionado, graças à iniciativa recente da ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica, por meio da Resolução Normativa 482 de 17/04/2012 (ANEEL, 2012). Essa normativa permite a micro geração e mini geração de energia elétrica a partir de fontes renováveis de energia com sistemas de geração distribuída, conectados às redes elétricas de baixa tensão. Ou seja, estabelece que clientes residenciais, comerciais e empresariais possam instalar painéis fotovoltaicos e abater das suas contas de energia essa micro geração. Dessa forma, passou-se a permitir que consumidores possam investir em sistemas de geração de energia solar para serem conectados à rede de transmissão e não apenas para consumo próprio. Assim, consumidores tendem a se tornar também em fornecedores de energia.
A disposição do governo brasileiro em organizar leilões exclusivos de energia solar deve favorecer a aceleração da demanda pelo consumo de energia solar. O volume de energia negociado no leilão funcionaria como uma garantia de demanda mínima para atendimento das exigências de escala para instalação local das unidades produtivas, principalmente de módulos fotovoltaicos.
Esse cenário do mercado de energia solar no Brasil não é positivo apenas para os consumidores, mas também para os novos profissionais em busca de ingresso no mercado de trabalho, como também para aqueles que visam mudar de carreira e tornarem-se empreendedores.
Sendo assim, a energia solar constitui-se em opção promissora para complementar a geração de energia no território brasileiro. Os sistemasfotovoltaicos podem gerar energia elétrica em qualquer espaço onde for possível instalar um painel. Dessa forma, telhados, fachadas de prédios e residências podem gerar eletricidade em áreas urbanas, e usinas de eletricidade podem ser construídas próximas ou distantes dos centros de consumo. As condições climáticas e o espaço territorial brasileiro são extremamente favoráveis para o emprego da energia solar.
A massificação da micro geração e mini geração de eletricidade com sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica tende a criar empregos no desenvolvimento e na fabricação dos painéis fotovoltaicos, inversores eletrônicos e acessórios, além de gerar demanda profissional no setor de serviços de instalação, manutenção e treinamento.
O futuro da energia solar tende a ser favorecido pelo aumento das pressões mundiais para a utilização de fontes energéticas renováveis e limpas e a continua busca pela diversificação das fontes de suprimento energético. Este cenário deve prevalecer nos próximos anos e a energia solar deverá ser considerada uma alternativa relevante para o Brasil.
5. BATERIAS E PILHAS
As pilhas e as baterias são dispositivos estudados em eletroquímica que transformam energia química em energia elétrica. Dentro desses aparelhos ocorrem reações de oxirredução, em que há transferência de elétrons, produzindo assim corrente elétrica. A diferença entre as pilhas e baterias está no fato de que as pilhas, também chamadas de células eletroquímicas, são formadas por dois eletrodos (positivo (cátodo) e negativo (ânodo)) onde ocorrem respectivamente as semi reações de redução e oxidação, além de um eletrólito, que é uma solução condutora de íons. 
Já as baterias são formadas por várias pilhas ligadas em série ou em paralelo. Graças a isso, as baterias produzem uma corrente elétrica muito mais forte que as pilhas. Além disso, as pilhas e baterias podem ser divididas em primárias (não recarregáveis) e secundárias (recarregáveis).
5.1. BATERIAS 
As baterias em um sistema de energia solar fotovoltaica servem para acumular a energia produzida pelos painéis fotovoltaicos durante o dia, de modo que possa ser utilizado durante a noite ou em dias nublados.
A utilização de baterias pode também fornecer uma corrente mais elevada do que pode fornecer um painel fotovoltaico em operação. Este seria o caso se vários aparelhos elétricos foram usados no mesmo momento.
5.2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO DAS BATERIAS
As baterias têm a função de fornecer energia eléctrica ao sistema no momento em que os painéis fotovoltaicos não geram a eletricidade necessária (por exemplo, à noite ou em momentos de baixa luminosidade).
No momento em que os painéis fotovoltaicos podem gerar mais eletricidade do que exigido por toda a demanda de energia do sistema elétrico são fornecidos pelos próprios painéis e o excedente é usado para carregar as baterias
O elemento básico de uma bateria é um conjunto de duas placas, de composições diferentes, mergulhadas num líquido apropriado (o eletrólito) e mantidas afastadas uma da outra por um separador de material isolante porém poroso de modo que deixasse passar os íons SO4 e H2 e consequentemente a corrente elétrica.
O material ativo da placa positiva é o peróxido de chumbo PbO2. O material ativo da placa negativa é o chumbo metálico Pb sob forma esponjosa. O eletrólito é uma solução de ácido sulfúrico SO4H2 e água H2O.
A dissimetria química entre as duas placas de materiais diferentes gera uma tensão (voltagem) de aproximadamente 2 Volts.
5.2.1. GRELHA
A grelha é uma alma metálica retangular, usada para suportar os materiais ativos da bateria e a conexão que permite a passagem da corrente para o circuito externo (o chumbo esponjoso e o peróxido de chumbo não têm resistência mecânica). Existem duas famílias de grelhas, dependendo do material usado para sua fabricação:
Grelha chumbo/antimônio: usada nas baterias automotivas, provoca um consumo de água significativo, - grelha chumbo/cálcio: mais moderna. A grande vantagem da grelha chumbo/cálcio é a redução drástica do consumo de água, permitindo assim a construção de baterias seladas (que não requerem água).
5.2.2. PLACA
Uma grelha empastada com o material ativo torna-se uma “placa”. As placas positivas são “carregadas” com peróxido de chumbo, uma pasta de cor marrom. As placas negativas são carregadas com chumbo esponjoso, de cor cinza.
5.2.3. ELEMENTOS
O elemento é a unidade de base da bateria. Uma bateria 12V é composta por 6 elementos ligados em série, uma bateria 24V de 12 elementos ligados em série.
Um elemento é constituído pelo mesmo número de placas negativas e positivas alternadas. Para evitar que as placas de polaridade diferente entrassem em curto, cada placa é separada das demais por um separador de material isolante, porém poroso para permitir a circulação do eletrólito e dos íons.
Todas as placas da mesma polaridade são ligadas entre se por um conector que, ligado ao conector da polaridade oposta do elemento vizinho, constituirá afinal um polo da bateria (ligação em série).
Sendo as placas ligadas em paralelo, a tensão de um elemento é 2Volts. O que varia em relação ao sistema inicial de duas placas é a capacidade em Ampères, que depende do número de placas dentro do elemento.
Uma bateria automotiva, cuja função principal é gerar uma corrente de alta intensidade (amperagem, até 500A) para dar partida ao motor, necessitará muito mais placas por elemento que uma bateria de serviço destinada a gerar algumas dezenas de Ampères. Daí os dois tipos de bateria mais comuns: a bateria automotiva e a bateria de reserva de energia.
5.2.4. CAIXA OU BLOCO
A caixa da bateria, geralmente de polietileno, está dividida em células independentes, cada uma para um elemento de 2V. A tampa evidencia os dois polos (POS + e NEG -) e os orifícios para completar o nível do eletrólito em cada célula. As baterias seladas não têm esses orifícios, mas sim uma válvula para a saída ocasional de hidrogênio e vapor de água.
5.2.5. ELETRÓLITO
A composição do eletrólito (bateria carregada) é a seguinte: 
· ácido sulfúrico SO4H2: 36% em peso  
· água H2O: 64% em peso sendo a densidade 1,27.
5.3. TIPOS DE BATERIAS (PRODUTOS QUÍMICOS E/OU SUAS UTLIZAÇÕES)
5.3.1. BATERIAS DE ZINCO-CARBONO
Também conhecida como bateria standard de carbono, a química do zinco-carbono é usada em todas as baterias baratas do tipo AA, C e D. Os eletrodos são o zinco e o carbono com uma pasta ácida entre eles para servir de eletrólito.
5.3.2. BATERIAS ALCALINAS
Usadas pelas baterias comuns da Duracell e da Energizer, os eletrodos são o zinco e o óxido de manganês com um eletrólito alcalino.
5.3.3. BATERIAS DE LÍTIO
O lítio, iodeto de lítio e o iodeto de chumbo são usados em câmeras digitais por causa da sua capacidade de fornecer aumento de energia.
5.3.4. BATERIAS DE CHUMBO-ÁCIDO
São usadas em automóveis, seus eletrodos são feitos de chumbo e óxido de chumbo com um eletrólito de ácido forte (recarregável).
5.3.5. BATERIAS DE NÍQUEL-CÁDMIO
Os eletrodos são o hidróxido de níquel e o cádmio com um eletrólito de hidróxido de potássio (recarregável).
5.3.6. BATERIAS DE NÍQUEL-METAL HIDRETO
Esta bateria está rapidamente substituindo a bateria de níquel-cádmio, pois ela não sofre do efeito memória (em inglês) que acontece nas baterias de níquel-cádmio (recarregáveis).
5.3.7. BATERIAS DE LÍTIO-ÍON
Com uma relação muito boa de peso-potência, ela é geralmente encontrada em computadores laptop e telefones celulares de ponta (recarregável).
5.3.8. BATERIAS DE ZINCO-AR
Esta bateria é leve e recarregável.
5.3.9. BATERIAS DE ZINCO-ÓXIDO DE MERCÚRIO
Geralmente usada em aparelhos auditivos.
5.3.10. BATERIAS DE PRATA-ZINCO
Usada em aplicações aeronáuticas por sua boa relação peso-energia.
5.3.11. BATERIAS DE METAL CLORETO
Utilizada em veículos elétricos.
5.4. PILHAS
O termo pilha deveria ser empregado para se referir a um dispositivo constituído unicamente de dois eletrodos e um eletrólito, arranjados de maneira a produzir energia elétrica. O eletrólito pode ser líquido, sólidoou pastoso, mas deve ser sempre, um condutor iônico. Quando os eletrodos são conectados a um aparelho elétrico uma corrente flui pelo circuito, pois o material de um dos eletrodos oxida-se espontaneamente liberando elétrons (anodo ou eletrodo negativo), enquanto o material do outro eletrodo reduz-se usando esses elétrons (catodo ou eletrodo positivo).
5.4.1. PILHA DE VOLTA
A pilha de Volta é constituída por uma solução de ácido sulfúrico em água, na qual é mergulhado um eletrodo de cobre e um de zinco. Ao ligar o cobre ao zinco por um condutor, passará uma corrente elétrica nesse condutor, dirigida do cobre para o zinco, o que indica que há uma diferença de potencial entre eles. A solução com os dois eletrodos constitui então um gerador. Os dois eletrodos são chamados polos, ou terminais do gerador. Chama-se polo positivo àquele por onde a corrente sai, e polo negativo àquele por onde a corrente entra. Então, na pilha de Volta, o cobre é o polo positivo, e o zinco, o negativo. 
A pilha elétrica foi inventada pelo físico italiano Alessandro Volta. Sua pilha original não tinha a disposição que indicamos na figura 209. Era composta do seguinte modo: um disco de cobre, sobre ele um disco de feltro embebido em ácido sulfúrico diluído em água, depois um disco de zinco, sobre este, outro disco de feltro embebido em ácido sulfúrico diluído, depois outro disco de cobre, e assim sucessivamente. Esses discos eram colocados um sobre o outro de maneira a formar uma pilha. Daí se originou o nome que até hoje se conserva para esses geradores.
5.4.2. PILHA DE DANIELL
Em 1836, John Frederick Daniell construiu uma pilha com eletrodos de cobre e zinco. Cada eletrodo ficava em um recipiente individual, dessa forma, ocorria um aumento de eficiência da pilha. Para completar o circuito ela possuía um tubo que ligava os dois recipientes, este tubo foi chamado de ponte salina. Essa pilha consiste em dois eletrodos de metais diferentes (cobre e zinco) mergulhados em solução eletrolítica (solução iônica, ou seja, contem íons) em recipientes separados ligados por uma ponte salina. 
Depois que o circuito é fechado por um fio condutor, começa a ocorrer uma reação química onde um dos eletrodos libera elétrons e o outro eletrodo retém os elétrons para ele. Essa é uma reação de oxidação e redução. Nessa reação o zinco doa elétrons, então sofre oxidação, vai perdendo massa, o cobre por sua vez, recebe os elétrons e sofre redução, ganha massa. Quando o zinco for totalmente consumido a reação termina e a pilha deixa de funcionar (AFONSO, 2003).
5.4.3. PILHAS COMERCIAIS
5.4.3.1. PILHA SECA COMUM
A pilha seca ou bateria de carvão-zinco é um aperfeiçoamento da pilha de Volta (1800) realizada por Leclanche e depois aperfeiçoada e utilizada até hoje. Possui dois polos: positivo (cátodo) e negativo (ânodo), onde cada polo tem um potencial diferente do outro. O que mantém essa diferença de potencial (DDP) entre os polos são reações químicas (irreversíveis) no interior da pilha. Quando esses dois polos são unidos por um condutor (ex.: fio de cobre), os elétrons tendem a se mover do menor potencial para a região de maior potencial elétrico, estabelecendo assim uma corrente elétrica.
 A pilha seca é composta por dois eletrodos: o eletrodo de zinco (ânodo) e grafite (cátodo), numa solução eletrolítica consistindo de uma pasta de cloreto de zinco (ZnCl2), cloreto de amônio (NH4Cl) e dióxido de manganês (MnO2). Numa pilha convencional, o cátodo é um cilindro axial de grafite revestido de MnO2, e o ânodo um invólucro cilíndrico de Zn metálico.
5.4.3.2. PILHA ALCALINA COMUM
As pilhas alcalinas dão voltagem de 1,5 V, e não são recarregáveis. Comparando-as com as pilhas secas comuns, as alcalinas são mais caras, mantêm a voltagem constante por mais tempo e duram cinco vezes mais. Isso ocorre porque o hidróxido de sódio ou potássio é melhor condutor eletrolítico, e o meio básico faz com que o eletrodo de zinco sofra um desgaste mais lento comparado com as pilhas comuns que possuem um caráter ácido. São indicadas para equipamentos que requerem descargas de energia rápidas e fortes, como brinquedos eletrônicos, câmeras fotográficas digitais, MP3 players, lanternas, walkmans, discmans etc. 
A pilha alcalina é composta de um ânodo de zinco poroso imerso em uma solução (mistura eletrolítica) alcalina (pH~14) de hidróxido de potássio ou de hidróxido de sódio (bases), e de um cátodo de dióxido de manganês compactado, envoltos por uma capa de aço niquelado, além de um separador feito de papel e de um isolante de nylon. Apesar de a pilha comum e a alcalina serem ambas compostas de dióxido de manganês e zinco, o processo de fabricação é diferenciado: na pilha comum, a mistura eletrolítica é de cloreto de amônio (sal ácido) e o zinco é o envoltório do mecanismo — na alcalina, o zinco ocupa o centro da pilha. 
5.4.3.3. PILHA DE MERCÚRIO
Nesses tipo de pilha, o ânodo é constituído de amálgama de zinco (zinco dissolvido em mercúrio), o cátodo contém óxido de mercúrio (ll) e o eletrólito é hidróxido de potássio (KOH).
Porém o mercúrio (juntamente com o chumbo, cobre, zinco, lítio, cádmio, níquel e manganês) é considerado um metal perigoso à saúde humana e ao meio ambiente. Em altos teores, o mercúrio pode prejudicar o cérebro, o fígado, o desenvolvimento de fetos, e causar vários distúrbios 8 neuropsiquiátricos. Mas em 1990, pelo menos três grandes fabricantes de pilhas domésticas começaram a fabricar e vender pilhas com percentagens de mercúrio inferiores a 0,025%. 
5.5. DANOS AO MEIO AMBIENTE
Pilhas e baterias apresentam em sua composição metais considerados perigosos à saúde humana e ao meio ambiente, como mercúrio, chumbo, cobre zinco, cádmio, manganês, níquel e lítio, entre outros. Por isso devemos ressaltar os riscos causados ao se descartar esses produtos ao meio ambiente. Quando em contato com esses metais pesados os riscos são graves.
As pilhas e baterias em funcionamento não oferecem riscos, uma vez que o perigo está contido no interior delas. O problema é quando elas são descartadas e passam por deformações na cápsula que as envolvem: amassam, estouram, e deixam vazar o líquido tóxico de seus interiores. Esse líquido se acumula na natureza, ele representa o lixo não biodegradável, ou seja, não é consumido com o passar dos anos. A contaminação envolve o solo e lençóis freáticos prejudicando a agricultura e a hidrografia. Justamente por serem biocumulativas é que surgiu a necessidade do descarte correto de pilhas e baterias usadas.
O que não pode ser feito é o descarte desses materiais no lixo comum. Já existem leis que obrigam os fabricantes a receberem de volta pilhas e baterias, e desta forma dar a elas o destino adequado. Seria fundamental que também colocassem advertências na própria embalagem do produto, avisando dos eventuais perigos oferecidos pelo descarte incorreto do material.
6. CONCLUSÃO
A partir desse trabalho conclui-se que a energia solar é uma fonte de energia renovável muito promissora. O Brasil possui um potencial exorbitante para ser o pioneiro na utilização de tal fonte energética, tanto pela sua extensão territorial e principalmente por ser um país que se situa majoritariamente em um clima tropical, cuja incides de energia luminosa solar é extremamente alta. 
As baterias e as pilhas podem atuar tanto em conjunto com a energia solar, quanto também, podem atuar independentemente, desempenhando outras finalidades.
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