Placa Solar: Tudo O Que Você Precisa Saber
Um dos equipamentos mais famosos e mais buscados nos sites de pesquisa é a placa solar. Neste artigo vamos falar tudo o que você precisa saber sobre o responsável pela captação da radiação solar e transformação em energia elétrica. Você sabe como funciona? Quanto custa um painel? E o espaço necessário para instalação? Confira nosso artigo e aprenda mais sobre energia solar fotovoltaica.
Antes de mais nada, acredito que temos que esclarecer algumas dúvidas sobre a nomenclatura:
-Célula solar: É o menor elemento conversor de um módulo;
-Módulo fotovoltaico: é a associação de várias células;
-Painel solar: são módulos instalados em conjunto em ligação em série ou paralelo;
- Arranjo fotovoltaico: é um conjunto de painéis.
O módulo fotovoltaico usualmente é chamado de placa. Eu sei, são muitos nomes!
Como funcionam
A geração de eletricidade ocorre na célula fotovoltaica através do chamado efeito fotovoltaico.
Quando a célula é exposta a uma determinada frequência de luz, os fótons (partículas de luz que pode ser definida como pacotes que transportam a energia contida na radiação eletromagnética), interagem com os elétrons do material resultando em uma diferença de potencial.
Célula fotovoltaica de silício cristalino
Fonte : Manual da Engenharia Fotovoltaica
As células fotovoltaicas são compostas por duas partes de material semicondutor, que são misturados com outros materiais para perturbar sua estrutura eletrônica (dopagem).
Estrutura básica de uma célula fotovoltaica de silício cristalino
Fonte: Manual da Engenharia Fotovoltaica
Com essa dopagem, uma parte do material semicondutor se torna negativa, ou seja, sobra elétrons, e a outra parte se torna positiva, falta elétrons.
Entre as duas partes do semicondutor, chamada de junção PN, se forma um campo elétrico que não permite a passagem dos elétrons que estão sobrando de um lado para a parte em que estão faltando.
Esse vídeo faz uma analogia com elétrons preguiçosos que querem correr para sentar em uma bola de pilates.
Lembra dos pacotinhos de energia que falamos a pouco, pois eles doam energia para os elétrons das camadas mais externas dos átomos, assim eles conseguem se libertar do seu núcleo e se tornam elétrons livres.
Estes elétrons livres querem ocupar os espaços que faltam elétrons lá da outra parte do semicondutor, mas o campo elétrico criado entre as partes não permite isso, por isso na face das células fotovoltaicas existe uma malha metálica, geralmente de pasta de prata, que permite a captura dos elétrons livres, criando assim a corrente elétrica.
Efeito fotovoltaico em uma célula de silício cristalino
Fonte: Cresesb
Orientação e inclinação
Orientação e inclinação são duas variáveis que interferem diretamente na geração de energia.
A orientação ideal para nós, residentes no hemisfério sul, é o norte geográfico. Quando direcionamos os módulos para o norte, eles ficam expostos a luz solar pela maior quantidade de horas possível no decorrer do ano.
A inclinação adequada também interfere na otimização da geração de energia. Para sistemas conectados à rede, têm-se como ângulo ideal de inclinação o valor equivalente a latitude do local da instalação.
Para um sistema instalado em Dourados, por exemplo, a inclinação dos módulos deve estar por volta dos 22°.
Mas sabemos que essas condições nem sempre são as encontradas na prática. O que fazer?
Bom, o planejamento da posição do painel fotovoltaico é uma etapa essencial para garantir as melhores condições para economia na conta de luz.
Por isso durante a visita técnica, sempre deve ser estudado o desvio que o local de instalação, um telhado por exemplo, possui em relação ao norte geográfico, assim como a inclinação. Esses valores devem ser ajustados para se obter a maximização da geração de energia e CONDIÇÕES REAIS de redução do consumo.
Por isso, os famosos kits de sistemas fotovoltaicos que prometem a geração de determinada energia, não podem ser aplicados a qualquer localização e para todos os consumidores.
Cada projeto exige uma análise específica!
Qual o tamanho e peso?
Os módulos para sistemas conectados à rede mais utilizados, são compostos por 60 ou 72 células fotovoltaicas.
Organizamos na tabela abaixo as principais fabricantes de módulos fotovoltaicos utilizados pelas empresas brasileiras.
Geralmente todos seguem um tamanho padrão.
Como escolher?
Para essa pergunta não há uma única resposta. Tudo depende das variáveis do projeto.
A área disponível para instalação é um dos fatores determinantes para a melhor escolha.
Nem sempre existe espaço suficiente para a acomodação do módulo de maior potência.
Também deve-se considerar a relação custo-benefício em se instalar um módulo de maior potência, já que geralmente são um pouco mais caros.
Qual a área necessária?
Para responder a essa pergunta disponibilizamos uma tabela para que você tenha valores base.
Esses valores podem variar conforme localidade, potência do módulo, tamanho do módulo, inclinação, perdas do sistema por aquecimento, sujeira, cabeamento, eficiência dos equipamentos, etc.
É importante que se diga que para um projeto real, muitas outras variáveis são levadas em conta para um correto e otimizado dimensionamento.
Para esta tabela consideramos 5 horas de sol, módulo de 1,65mx0,99m e potência de 260W.
Também estimamos, apenas para fins de base, a área média ocupada por sistemas fotovoltaicos em indústrias ou galpões. Para essa estimativa utilizamos os módulos de 1,96mx0,99m e potência de 340W.
Evolução dos preços
Os tipos de módulos fotovoltaicos utilizados em residências não diferem muito entre si e os custos são definidos globalmente. A maioria dos módulos utilizados no Brasil são de marcas chinesas, nenhuma surpresa não é mesmo?
O gráfico abaixo, apresenta o histórico do preço das células solares fotovoltaicas em US$/Wp, e demonstra que os preços caíram muito com o desenvolvimento e aplicação da tecnologia.
Evolução do preço dos módulos fotovoltaicos
Fonte: Bloomberg
Quanto custa
Os preços dos módulos fotovoltaicos variam de acordo com a eficiência, potência, se é fabricado nacionalmente ou é importado, se for importado a quantidade que é importada, a quantidade que é vendida ao cliente final, etc.
Preparamos uma tabela com uma média de preços que levantamos com as principais distribuidoras de módulos fotovoltaicos no Brasil.
Lembrando que esses preços são médios. E acredito que a pergunta que você consumidor deva se fazer é: Quanto custa um sistema fotovoltaico para minha casa ou empresa?
Para saber essa resposta peça um orçamento gratuito em nossa página.
Manutenção
A manutenção de um sistema solar fotovoltaico tem baixo custo e é bem simples, porém extremamente importante. Como estamos tratando sobre módulos fotovoltaicos neste artigo, daremos atenção a ele.
A principal manutenção dos módulos fotovoltaicos é a sua limpeza. O papel da manutenção nos módulos é garantir os níveis de performance estimados no projeto.
A limpeza remove impurezas que se acumulam com o tempo, como poeira, folhas e excrementos de pássaros.
Estudos realizados pelo Instituto Americano Electric Power Research afirmam que a perda de rendimento anual dos módulos resultantes da falta de limpeza, estão entre 0,75% e 5%.
Uma das piores consequências que podemos ter proveniente da falta de limpeza dos módulos, são os chamados hotspot.
Hotspot são pontos de aquecimento excessivo de uma ou mais células do módulo. Este aquecimento é causado devido a zona sombreada da célula, podendo causar a queima da célula e diminuição do rendimento de todo o módulo.
A frequência em que a limpeza deve ser realizada varia muito com as condições climáticas do local. Regiões com altos índices de chuva, recomenda-se a limpeza 1 vez ao ano. Já em regiões secas e com frequência de ventos com poeira, recomenda-se que seja realizada a limpeza 4 vezes ao ano ou após condições incomuns.
É importante que sempre que seja feita a limpeza, o profissional ou dono do sistema faça uma inspeção visual.
Para sistemas fotovoltaicos com estrutura em solo, é importante a inspeção da vegetação próxima ao sistema que possa crescer e sombrear ou causar algum dano no cabeamento.
Garantias
Um módulo fotovoltaico é fabricado para durar ao menos 25 anos. Os fabricantes geralmente oferecem garantia contra defeitos de fabricação de 10 anos.
Também é oferecido ao cliente a garantia de performance. Mas o que é isso?
Usualmente, os fabricantes garantem que o módulo chegará com 80% da sua eficiência de fabrica ao final de 25 anos.
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Fontes e links de interesse:
