O Painel Solar, composto pelos módulos fotovoltaicos ou placas solares (nome popular), se trata de um dos equipamentos-chaves de um sistema solar fotovoltaico e o responsável por converter a luz do sol em energia elétrica, com vida útil padrão de 25 anos e resistente às mais adversas condições climáticas.
Quando citamos sistemas solares fotovoltaicos, a imagem que vem a cabeça para a maioria das pessoas é aquela do painel solar instalado nos tetos das residências e empresas, que capta a luz do sol e a transforma em energia elétrica.
Porém, você sabe dizer do que são feitas essas placas, como são fabricadas e qual o processo exato que resulta na geração de energia elétrica através da energia solar?
A exposição do Painel Solar
Mesmo que seja o componente mais importante em um sistema solar fotovoltaico (também conhecido como geradores de energia solar fotovoltaica), o chamado painel solar é, de longe, o mais aparente.
Toda essa exposição acontece porque, principalmente quando instalado em uma casa na cidade, o espaço disponível no terreno costuma ser reduzido, implicando no uso do painel solar nos telhados.
O grande segredo é o posicionamento das placas solares de modo que recebam uma maior radiação solar direta, sem a interferência de sombras, aproveitando assim essa fonte de energia renovável tão abundante que é o sol.
A incidência direta da radiação solar é muito importante para que as células fotovoltaicas apresentem a melhor eficiência na conversão da radiação solar em energia elétrica, pois, quanto mais luz direta o painel fotovoltaico recebe, mais energia elétrica será gerada.
Isto porque, o funcionamento das células fotovoltaicas que compõem os módulos fotovoltaicos (como são corretamente conhecidas as placas solares) é extremamente dependente da entrada das partículas de luz (os fótons) em seu interior.
Entendendo o funcionamento do Painel Solar
O que faz uma célula fotovoltaica gerar eletricidade é o efeito fotovoltáico que nada mais é do aparecimento de uma diferença de potencial (ou seja, uma tensão, popularmente conhecida como voltagem) em seu interior, causado pela ação dos fótons (partículas de luz) que interagem com os elétrons dos átomos do material utilizado para a produção da célula fotovoltaica.
É comum representar o efeito fotovoltaico através de uma imagem que simbolize uma célula fotovoltaica, como está abaixo:
As partículas de luz do sol, os fótons, ao entrar em contato com a célula fotovoltaica, fazem com que os elétrons dos átomos de silício se energizem e desprendam-se, sendo transportados do lado negativo para o lado positivo, dessa forma criando-se uma corrente elétrica contínua.
A desvantagem dos módulos fotovoltaicos
Uma desvantagem é que, de toda a radiação solar que atinge os módulos fotovoltaicos, apenas uma porcentagem dela chega em condições adequadas para que ocorra a realização do efeito fotovoltaico em suas células.
Dessa parte aproveitável, apenas uma quantidade consegue ser aproveitada pelos módulos para a geração de energia elétrica, devido as perdas por fatores elétricos e físicos dele.
Módulos fotovoltaicos
Por definição, um módulo fotovoltaico (nome correto do que é chamado popularmente de placa solar) é um conjunto de células fotovoltaicas associadas (geralmente em série) e encapsuladas com materiais que dão robustez mecânica, permitindo a entrada de luz, auxiliando no resfriamento e permitindo a associação de vários módulos e sua fixação em uma estrutura apropriada.
Um típico módulo fotovoltaico (placa solar) feito com células fotovoltaicas de silício cristalizado (c-Si) tem a estrutura física mostrada na imagem abaixo:
O que vemos na imagem acima é um “sanduíche” das células fotovoltaicas entre uma lâmina de vidro, na parte de cima do módulo.
Uma lâmina de elastômero termoplástico(cuja sigla em inglês é TPE, de thermoplastic elastomer), na parte de baixo.
Entre o vidro, as células fotovoltaicas e o TPE, utiliza-se folhas de etileno acetato de vinila(também chamado de etil vinil acetato; em inglês: ethylene vinyl acetate; mais conhecido pela sigla EVA).
Todo o conjunto é prensado e aquecido em uma laminadora, que unifica permanentemente as lâminas, e o conjunto, quando perfeitamente laminado, fica extremamente difícil de se separar.
Ao final do processo é montada a moldura, feita de alumínio, e a caixa de conexão elétrica, que permite a interligação entre os módulos fotovoltaicos.
Resistência do Painel Solar ao Granizo
A resistência a granizo é testada através de um dispositivo que dispara esferas de gelo de 25 mm² (com massa de 7,53 gramas) a uma velocidade de 82 km/h.
O teste é feito com 11 impactos, ou seja, são disparadas 11 esferas em diferentes locais do módulo fotovoltaico (placa ou painel solar), que deve sair intacto, sem quebrar o vidro de cobertura frontal.
Na vida real os cristais de gelo que formam o granizo são muito menos densos que uma esfera de gelo, e caem a velocidades bem menores.
Na prática, os módulos fotovoltaicos são extremamente resistentes ao granizo.
Suporte Para Placa Solar
As estruturas de fixação são tão importantes quanto o próprio painel de um sistema fotovoltaico, pois seu mau desempenho pode invalidar por completo o investimento na tecnologia.
Uma estrutura de fixação é de vital importância para um sistema fotovoltaico pois é ela que, assim como o nome deixa claro, fixa os módulos sobre o telhado ou sobre o solo.
As cargas de ventos são um fator muito importante a ser considerado na hora de instalar o painel fotovoltaico, pois elas projetam sobre as placas (estruturas planas e sem vazão), e consequentemente sobre a estrutura, um peso excessivo dependendo de sua força.
Como a estrutura tem um papel fundamental na resistência ao vento, ela tem que ser medida e mensurada em túneis de vento para ser forte o suficiente para aguentar tempestades, seja no telhado ou em solo.
Para garantir que o sistema funcione de forma correta durante a sua longa vida útil de mais de 25 anos, é recomendável que você adquira uma estrutura de boa qualidade e com garantia de fabricação.
Outro papel importante do suporte é prover a inclinação ideal dos módulos para que eles consigam captar a maior quantidade de luz solar possível, aumentando a sua eficiência e geração.
A correta orientação permite captar o máximo de energia ao meio-dia solar e horas próximas, assim como melhora a captação anual do painel como um todo, compensando a menor irradiância nos períodos de inverno.
A inclinação ideal dos painéis fotovoltaicos varia de acordo com a Latitude da localidade, e quanto ao tipo de sistema fotovoltaico.
Para os sistemas conectados à rede, inclinações menores propiciam maior captação nos períodos próximos ao solstício de verão, gerando mais energia e mais créditos energéticos.
Painel fotovoltaico – 10 coisas para saber ao escolher o seu
Existem diversas informações que devem ser consideradas ao escolher um painel fotovoltaico. Escolhemos 10 itens que consideramos mais importantes para você saber e comprar o painel fotovoltaico certo:
1- Garantia do painel fotovoltaico
Não é possível determinar a qualidade do painel fotovoltaico (placa solar) apenas olhando um orçamento, é necessário olhar a ficha técnica dele.
Potência do Painel solar
Existem diversas potências de placas solares para várias aplicações. Geralmente, as potências de painéis solares variam entre 305 w, 310 w, 320 w, 330 w, 335 w, 340 w, 345 w, 350 w, 355 w até 405 w.
A grande maioria dos painéis fotovoltaicos tem garantia de potência de 80% de sua potência original por até 25 anos. O critério principal é verificar se a garantia é apoiada por uma entidade brasileira que irá cumprir com as leis de proteção do consumidor, caso haja alguma falha no desempenho do seu painel fotovoltaico.
Pergunte ao seu instalador como lidar em caso de um painel fotovoltaico defeituoso, pergunte a si mesmo se aquela empresa estará lá pelos próximos 10, 20 anos para lhe auxiliar caso isso aconteça.
Potência máxima do painel (Pmax – STC)
A potência máxima de um painel solar, indicada em Pmax – STC, é caracterizada pelo número de referência quando falamos em “tamanho” do painel solar. Isso significa que um painel solar de 250 W possui uma potência máxima de 250 W, portanto, sua classificação se baseia na produção de energia medida em condições de laboratório, “Condições Padrão de Teste” (STC – Standard Testing Conditions) que não representam as condições reais no nosso País.
Tolerância de potência (Power output tolerances)
Já a tolerância de potência é medida pelo intervalo que o fabricante do painel solar fotovoltaico se refere ao módulo que pode se desviar de sua potência máxima (Pmax – STC). Ou seja, se você possui + 10% / – 10% de tolerância de potência em um painel fotovoltaico de 250 W, na verdade, este painel possui entre 225 W e 275 W.
Dessa forma, é muito comum ter uma tolerância de energia negativa de 0%, o que significa que o painel sempre terá a potência máxima nominal (Pmax – STC) superior ou igual à especificada na folha de dados. Portanto, recomenda-se que o consumidor busque por painéis com uma tolerância de energia negativa de 0%.
Potência máxima em NOCT
No caso da potência máxima em NOCT, o número é medido pela potência máxima da placa fotovoltaica quando testada em condições mais severas em relação à potência máxima nominal (Pmax – STC). Sendo assim, a potência é dimensionada com menos sol e temperaturas mais elevadas do painel, tipicamente entre 70 e 75% da potência informada na Pmax, sendo muito útil para avaliar a quantidade de energia perdida por conta das temperaturas crescentes e em uma condição de menor luz solar.
Ainda assim, é válido destacar que nem todos os painéis possuem esse número, portanto, se esse dado não for informado em seu material, é sinal de que ele não pertence a um dos melhores fabricantes.
2- Eficiência do painel fotovoltaico
Quando falamos em eficiência do painel solar fotovoltaico (placa fotovoltaica), falamos na porcentagem (%) de energia do sol que atinge a superfície da placa solar e é transformada em energia elétrica para o nosso consumo. Ou seja, quantos Watts/hora por m2 o painel solar gera de energia.
Quanto maior a eficiência do painel fotovoltaico, mais Watts por metro quadrado o seu sistema fotovoltaico vai gerar e menor será o painel solar fotovoltaico para a mesma produção de energia.
3- Fabricante do painel fotovoltaico
Existem centenas de fabricantes de painel solar fotovoltaico no mundo e a maioria dos painéis fotovoltaicos (placas fotovoltaicas) ainda é importada. Faça uma rápida pesquisa no Google sobre o fabricante do painel fotovoltaico. Como é o site dele? Existe uma seção de garantias no site deles? Eles têm escritório no Brasil? Existe alguma reclamação sobre esse fabricante?
4- Tipo de painel fotovoltaico
É um Painel Solar fotovoltaico mono-cristalino, multi-cristalino, filme fino ou outra tecnologia? Os tipos de painéis solares fotovoltaicos (placas fotovoltaicas) e seus prós e contras são discutidos na seção do link acima. Certifique-se de que você está feliz com a tecnologia que você está escolhendo.
5- Tolerância de potência do painel fotovoltaico
Esta é a variação entre a potência indicada na folha técnica e, a energia real gerada. Por exemplo, um painel solar fotovoltaico de 330W com uma tolerância de + 5/ – 5% poderão produzir qualquer coisa de 313,5W até 346,5W.
Esteja ciente deste número, uma vez que ele irá afetar diretamente a quantidade de energia que você vai gerar.
Alguns fabricantes de painel fotovoltaico (placa fotovoltaica) possuem garantia de “tolerância positiva”, isso significa que a produção de energia é garantida ser, pelo menos, o que está especificado no painel solar. Por exemplo: um painel solar fotovoltaico com potência especificada de 330W e uma tolerância de +5% / -0% irá produzir um mínimo de 330W e uma máxima de 346,5W.
6- Qualidade da “moldura” de alumínio do painel fotovoltaico
O quadro de alumínio, que vai ao redor do painel solar fotovoltaico é um bom indicador da qualidade geral da fabricação do painel fotovoltaico.
Olhe para os cantos. Eles estão perfeitamente unidos? A moldura foi colada (não é aconselhável), aparafusada ou soldada nos cantos?
Se a aparência é importante para você – então procure um painel fotovoltaico que foi anodizado em preto – eles são lindos! (mas podem custar mais caro)
7- A camada inferior do painel fotovoltaico (backsheet)
Todos os painéis solares fotovoltaicos (placas fotovoltaicas) têm uma folha inferior de plástico coladas na parte de trás do painel fotovoltaico para proteger as células fotovoltaicas. Se a folha estiver com bolhas de ar ou sinais de que vem descolando isso é sinal de um painel fotovoltaico de baixa qualidade.
8- Diodos bypass do painel fotovoltaico
Se o seu painel fotovoltaico for mono ou multi cristalino então os diodos de Bypass são obrigatórios. Eles são diodos que custam alguns centavos cada um e são colocados em cada “série de células fotovoltaicas” na parte de trás do painel solar fotovoltaico. Se você não tem diodos de bypass, uma pequena sombra em uma pequena parte do seu painel solar fotovoltaico pode afetar a produção de energia do painel todo.
9- Custo do painel fotovoltaico
O Cálculo óbvio de se fazer é calcular quantos “Watts” por “R$” você está comprando. Lembre-se, na maioria das vezes você recebe pelo o que você paga, portanto seja cauteloso ao escolher um sistema solar apenas pelo preço. Entretanto, existem promoções e alguns fornecedores realmente têm preços de placas fotovoltaicas mais competitivos que outros. Apenas tenha certeza de comparar corretamente levando em conta garantia, serviços, produto, qualidade etc. Nota: o custo dos sistemas de energia solar pode ser substancialmente afetado pela dificuldade da instalação. (quanto mais difícil for de instalar mais caro ele será).
10- Coeficiente de temperatura do painel fotovoltaico
Isto é especialmente importante no Brasil!
O coeficiente de temperatura é um número que descreve a forma como o painel solar fotovoltaico lida com temperaturas quentes – onde quente é definido como uma temperatura maior que 25 graus Celsius.
As unidades deste coeficiente são expressas em “%” por graus “C”
Quanto menor esse número, melhor!
Quanto mais sol você tiver em seu telhado mais energia você poderá gerar. Não se este número é muito alto …Quanto maior este número, menos energia ele irá produzir em dias muito quentes, quando o sol está em pleno vigor!
Um coeficiente de temperatura alto é um sinal de um painel de baixa qualidade. Um número razoável é entre 0,4 e 0,5%. Acima de 0,6% é um sinal de alerta. Entre 0,45 e 0,3%, é sinal de um excelente painel solar fotovoltaico.
Referencias:
https://souenergy.com.br/
https://www.portalsolar.com.br/
https://iasy.net.br/
https://www.neosolar.com.br/
https://blog.bluesol.com.br/
