Painéis solares : O que são painéis solares?

O que são painéis solares?

As células fotovoltaicas (PV), geralmente conhecidas como células solares, são usadas em Painéis solares para converter a luz solar em eletricidade.

Essa energia pode então ser conectada à rede elétrica da sua casa.

A tecnologia solar é bastante antiga; no entanto, embora os fundamentos permaneçam os mesmos, a eficiência do Painel solar melhorou substancialmente nos últimos anos.

A grande maioria das células solares é feita de silício, o que melhorou a eficiência e o custo à medida que os materiais progrediram do tipo de silício amorfo (não cristalino) para o policristalino e cristalino (cristal único).

Ao contrário das células a combustível ou baterias, as células solares não utilizam reações químicas ou precisam de combustível para gerar eletricidade, e não possuem partes móveis, ao contrário dos geradores elétricos.

As células solares podem ser agrupadas em matrizes, que são enormes grupos de células.

Essas matrizes são compostas por milhares de células individuais.

Eles podem operar como centrais elétricas, convertendo a luz solar em eletricidade e distribuindo-a para consumidores comerciais, industriais e residenciais.

Os proprietários colocaram células solares em designs consideravelmente menores em seus telhados, conhecidos como painéis de células solares ou simplesmente painéis solares, para substituir ou complementar sua fonte de energia normal.

Os painéis de células solares também são empregados para fornecer eletricidade em muitas regiões terrestres distantes, onde as fontes normais de energia elétrica não estão disponíveis ou são excessivamente caras para construir.

Como funcionam os painéis solares?

Os Painéis solares reúnem e convertem a energia renovável pura da luz solar em eletricidade, que pode ser posteriormente utilizada para cargas de energia elétrica.

Os Painéis solares são constituídos por várias células solares, cada uma delas composta por camadas de silício, fósforo (que dá carga negativa) e boro (que dá carga positiva).

Os fótons são absorvidos por painéis solares, que geram uma corrente elétrica.

A energia liberada quando os fótons colidem com a superfície do Painel solar faz com que os elétrons sejam empurrados para fora das órbitas atômicas e descarregados no campo elétrico criado pelas células solares, que posteriormente puxam esses elétrons livres para a corrente direcional.

O efeito fotovoltaico refere-se a todo o processo.

A residência média tem espaço de telhado mais do que suficiente para acomodar o número necessário de Painéis solares para gerar eletricidade solar suficiente para atender às suas necessidades de energia.

Qualquer excesso de eletricidade gerado é alimentado na rede elétrica principal, que se paga com a redução do uso de eletricidade à noite.

Um Painel solar gera energia durante o dia que é subsequentemente usada em casa à noite em uma configuração bem balanceada conectada à rede.

Os proprietários de geradores solares podem receber reembolso se seu sistema gerar mais energia do que a necessária em casa, graças aos programas de medição líquida.

Um controlador de carga, banco de baterias e, na maioria dos casos, um inversor são componentes necessários em sistemas solares fora da rede.

O controlador de carregamento transmite eletricidade de corrente direta do Painel solar para o banco de baterias.

A energia é então transferida do banco de baterias para um inversor, transformando a corrente DC em corrente alternada (AC), que pode ser usada por aparelhos não DC.

As matrizes de Painéis solares são dimensionadas para satisfazer os requisitos de carga elétrica mais extenuantes com a ajuda de um inversor.

A corrente CA pode alimentar cargas em casas e empresas, veículos recreativos e barcos, cabines remotas, cabanas ou residências e muito mais.

Quais são os vários tipos de painéis solares?

Quando se trata de painéis solares, você normalmente pensa em custo, estética e eficiência energética.

Embora todas essas considerações sejam significativas, há um fator nos Painéis solares que afetará os três: o tipo de Painéis solares que você selecionar.

As diferentes variedades de Painéis solares disponíveis no mercado hoje afetarão o custo de instalação e fabricação, bem como a aparência dos painéis em seu telhado.

É um dos fatores mais importantes a serem considerados ao instalar painéis solares.

Existem três variedades de painéis solares, cada um com seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens.

Painéis solares policristalinos, monocristalinos e de película fina são os três tipos de painéis solares.

Os melhores painéis solares para você serão determinados pelo seu cenário único e pelo que você acha que os painéis solares realizarão.

Abordaremos os vários tipos de painéis solares, suas vantagens e desvantagens e como escolher o certo para você neste guia.

Painéis Solares Monocristalinos

Como o nome indica, os painéis de cristal único são produzidos a partir de um cristal de silício puro que é dividido em várias bolachas.

Eles são facilmente distinguidos por sua cor preta escura, o que indica que são feitos de silício puro.

Os painéis monocristalinos são de longe os mais eficientes em termos de espaço e duradouros dos três tipos de Painéis solares devido ao uso de silício puro.

No entanto, isso tem um custo: uma quantidade significativa de silício é desperdiçada na produção de uma única célula monocristalina, às vezes excedendo 50%.

Como resultado, o preço é bastante alto.

Painéis Solares Policristalinos

Estes, como o termo indica, são feitos de muitos cristais de silício em vez de apenas um.

É feita a fusão dos fragmentos de silício e despejá-los em um molde quadrado.

Isso torna as células policristalinas mais baratas, uma vez que há pouco desperdício, dando-lhes sua forma quadrada distinta.

No entanto, como sua pureza e estrutura de silício são inferiores às dos painéis monocristalinos, eles são menos eficazes na geração de energia e no espaço.

Eles também têm uma tolerância ao calor reduzida, tornando-os menos eficazes em situações de alta temperatura.

Painéis solares de filme fino

Os Painéis solares de película fina, ao contrário dos Painéis solares policristalinos e monocristalinos, são construídos com uma variedade de materiais.

Telureto de cádmio (CdTe) é o material de Painel solar de película fina mais comum.

Os fabricantes inserem uma camada de CdTe entre as camadas condutoras transparentes, que auxiliam na captura da luz solar na criação desse tipo de painel de película fina.

Esse tipo de técnica de filme fino também possui uma camada de vidro protetora na parte superior.

O silício amorfo (a-Si), que é comparável à estrutura dos painéis policristalinos e monocristalinos, também pode ser usado para fazer Painéis solares de filme fino.

Mesmo que esses painéis de película fina incluam silício, eles não são constituídos por placas de silício substanciais.

Eles são feitos de silício não cristalino que foi colocado em camadas sobre plástico, vidro ou metal.

Finalmente, os painéis CIGS (Copper Indium Gallium Selenide) são uma tecnologia comum de filme fino.

Todas as quatro partes dos painéis CIGS são ensanduichadas entre duas camadas condutoras (plástico, alumínio, vidro ou aço), com eletrodos na frente e atrás do material capturando correntes elétricas.

Como são os vários tipos de painéis solares?

A aparência de cada tipo de Painel solar varia devido às diferenças nos materiais e na produção:

Painéis Solares Monocristalinos

É muito provavelmente um painel monocristalino se você encontrar um Painel solar com células pretas.

Por causa da maneira como a luz se envolve com o cristal de silício puro, essas células parecem pretas.

Enquanto as células solares são pretas, as folhas traseiras e as molduras dos Painéis solares monocristalinos vêm em várias cores.

A folha posterior do Painel solar é geralmente preta, prateada ou branca, e as armações de metal são geralmente pretas ou prateadas.

Painéis Solares Policristalinos

Ao contrário das células solares monocristalinas, as células solares policristalinas exibem uma tonalidade azulada devido à luz refletida de forma diferente nos fragmentos de silício na célula do que no wafer de silício monocristalino puro.

Os painéis policristalinos, como os painéis monocristalinos, apresentam folhas e quadros traseiros de cores distintas.

As molduras dos painéis policristalinos são geralmente prateadas, enquanto as folhas de trás são prateadas ou brancas.

Painéis solares de filme fino

Em relação aos Painéis solares de película fina, a finura e o perfil baixo da tecnologia são as características estéticas mais distintas.

Os painéis de filme fino são geralmente mais finos do que outros tipos de painel, como o nome indica.

Isso ocorre porque as células dos painéis são 350 vezes mais finas do que as bolachas cristalinas utilizadas em Painéis solares policristalinos e monocristalinos.

Embora as células de película fina possam ser muito mais finas em comparação com as células solares normais, a espessura geral de um painel de película fina pode ser semelhante à de um Painel solar policristalino ou monocristalino se ele compreender uma moldura espessa.

Ainda existem Painéis solares de película fina adesiva que aderem à superfície do telhado o mais próximo possível, mas também existem outros Painéis solares de película fina que são mais duráveis com armações de até cinquenta milímetros de espessura.

Os painéis solares de filme fino vêm em várias cores, incluindo azul e preto, dependendo do material de que são compostos.

Eficiência do painel solar e classificações de energia

A quantidade de energia que cada tipo de Painel solar pode gerar varia.

Painéis solares policristalinos e monocristalinos

Os painéis monocristalinos têm a melhor eficiência e capacidade de energia de qualquer tipo de painel.

Os Painéis solares monocristalinos podem atingir eficiências de mais de 20%, enquanto os Painéis solares policristalinos geralmente alcançam eficiências de 15 a 17%.

Os Painéis solares monocristalinos produzem mais energia do que outros tipos de painéis devido à sua eficiência e porque estão disponíveis em módulos de maior potência.

A maioria dos Painéis solares monocristalinos tem uma capacidade de energia de mais de 300 watts (W), com alguns recentemente excedendo 400 W.

As potências dos painéis solares policristalinos são mais baixas.

Isso não quer dizer que os painéis solares policristalinos e monocristalinos não sejam fisicamente comparáveis; na verdade, ambos os tipos de painéis solares normalmente têm 60 células de silício, com 72 ou 96 variedades de células disponíveis (geralmente para instalações em grande escala).

Painéis monocristalinos podem produzir mais eletricidade com o mesmo número de células.

Painéis solares de filme fino

Os Painéis solares de filme fino são menos eficientes e têm menor capacidade de energia do que os painéis policristalinos ou monocristalinos.

As eficiências variam dependendo do tipo de material utilizado nas células, mas normalmente são cerca de 11%.

Ao contrário dos Painéis solares policristalinos e monocristalinos, que estão disponíveis em tamanhos de células padronizados de 60, 72 e 96, a tecnologia de película fina não.

Como resultado, a capacidade de energia de um painel de película fina será substancialmente determinada por seu tamanho físico.

Os Painéis solares policristalinos e monocristalinos terão, em média, uma capacidade de energia maior por metro quadrado (pé quadrado) do que os painéis de película fina.

Os Painéis solares vêm em uma variedade de faixas de preços

Como as técnicas de produção de painéis policristalinos, monocristalinos e de filme fino são diferentes, cada tipo de painel tem um preço diferente.

A escolha mais cara são os painéis solares monocristalinos.

Os painéis solares monocristalinos são considerados os mais caros de todos os tipos de painéis solares.

Isso se deve principalmente ao processo de produção: como as células solares são compostas por um único cristal de silício, os fabricantes devem pagar os custos de fabricação desses cristais.

Essa técnica, batizada de processo Czochralski, consome muita energia e desperdiça silício (que pode mais tarde ser usado na fabricação de células solares policristalinas).

Painéis solares policristalinos são um bom compromisso.

Os painéis solares feitos de cristais policristalinos costumam ser mais baratos do que os painéis solares monocristalinos.

Como as células são feitas de fragmentos de silício em vez de um único cristal de silício puro, esse é o caso.

Isso permite um processo de fabricação de células consideravelmente mais simples, o que economiza dinheiro para fabricantes e usuários finais.

O custo dos painéis solares de película fina é determinado principalmente pelo tipo de Painel solar de película fina; Os painéis solares de CdTe são geralmente os mais baratos de fazer, enquanto os painéis solares CIGS são substancialmente mais caros de fabricar do que o CdTe ou o silício amorfo.

Por causa do trabalho adicional necessário, o custo geral de instalação de um sistema de Painel solar de película fina pode ser menor do que a instalação de um sistema de Painel solar policristalino e monocristalino, independentemente do preço dos próprios painéis.

Painéis solares de filme fino são menos trabalhosos para instalar, pois são mais leves e fáceis de manobrar, tornando muito mais fácil para os instaladores levantar os painéis até os telhados e protegê-los no lugar.

Isso se traduz em menores despesas com mão de obra, o que pode contribuir para uma instalação solar mais acessível em geral.

Qual é o melhor tipo de painel solar para sua instalação?

Grande parte da sua decisão com relação ao tipo de Painel solar que deseja para o seu sistema será baseada nos detalhes da situação e da propriedade.

Os painéis policristalinos, monocristalinos e de película fina apresentam, cada um, seu próprio conjunto de vantagens e desvantagens, e a melhor opção para você depende da propriedade e dos objetivos de seu projeto solar.

A instalação de painéis policristalinos de baixo custo e eficiência pode economizar dinheiro antecipadamente para proprietários com muita área para painéis solares.

Instalar Painéis solares monocristalinos de alta eficiência é uma boa opção se você tem espaço limitado e quer economizar na conta de luz.

Quando se trata de Painéis solares de película fina, eles são mais comumente usados quando instalados em um telhado comercial enorme que não pode suportar o peso adicional de um equipamento solar típico.

Como eles têm mais espaço para colocar os painéis de película fina, esses tipos de telhados também podem oferecer menor eficiência.

Painéis de filme fino também podem beneficiar sistemas solares portáteis, como aqueles vistos em RVs ou barcos.

Perguntas frequentes (FAQs)

Aqui estão algumas perguntas frequentes que recebemos sobre painéis solares.

Como funcionam os painéis solares e as baterias?

Os Painéis solares permitem que você consuma eletricidade assim que ela for criada.

As baterias solares, por outro lado, agora estão disponíveis para armazenar a energia gerada por seus painéis durante o dia para que você possa utilizá-los mais tarde.

As baterias solares vêm em vários formatos e tamanhos, cada um com seu próprio conjunto de características e capacidades.

Alguns são do tamanho de uma bateria de veículo, enquanto outros são do tamanho de um gerador ou máquina de lavar.

A maioria das pessoas que instala Painéis solares o faz sem bateria porque deseja usar a energia da rede elétrica quando os painéis não estão produzindo eletricidade.

As baterias solares são normalmente usadas por pessoas que estão comprometidas em viver "fora da rede".

Como os painéis solares funcionam fora da rede?

O termo "fora da rede" se refere a um local que não está conectado à rede nacional.

Como resultado, os Painéis solares fora da rede requerem armazenamento de bateria para funcionar.

Um sistema fora da rede deve ser capaz de:

• Produz energia suficiente durante todo o ano

• Ter bateria com capacidade suficiente para atender às demandas da casa

Como baterias, inversores e geradores de backup são caros para manter, esses sistemas geralmente são encontrados apenas em locais isolados onde a conexão com a rede de energia não é prática.

Os painéis solares são eficazes?

Os Painéis solares nunca são 100% eficientes porque as condições nunca são ideais.

A maioria dos painéis domésticos tem uma eficiência de 20%, o que pode parecer baixo, mas é suficiente para cobrir a maior parte (senão todo) do uso de energia de uma casa.

À medida que o setor de tecnologia solar avança, podemos esperar que os sistemas solares domésticos se tornem mais eficientes no futuro.

É possível instalar painéis solares em um telhado plano?

Os Painéis solares podem funcionar tão eficazmente em telhados planos quanto em telhados inclinados, pois empregam estruturas de montagem específicas que permitem que sejam inclinados no melhor ângulo possível.

Os telhados planos apresentam outras vantagens, visto que são mais fáceis de alcançar, tornando a instalação e manutenção dos painéis consideravelmente mais fáceis; não requerem a remoção dos ladrilhos, tornando os painéis menos aparentes da rua.

Os painéis solares funcionam no escuro ou à noite?

Não, os Painéis solares não são muito eficazes à noite.

No entanto, armazenar os painéis de energia solar gerados ao longo do dia agora é mais fácil do que nunca.

A técnica mais comum é usar baterias, que estão se tornando mais disponíveis e econômicas à medida que seus preços continuam caindo ano após ano.

É possível usar painéis solares em dias nublados?

Sim, eles fazem.

A luz do dia normal será suficiente para que os painéis funcionem corretamente.

Embora sejam mais prolíficos em dias claros e ensolarados e durante todo o verão, quando há mais horas de luz do dia, eles não requerem luz solar intensa e brilhante.

Eles também têm melhor desempenho em áreas com menos cobertura de nuvens.