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Painel Solar (Painel fotovoltaico): A Verdade Sobre o Seu Valor e Seu Funcionamento!



Painéis solares compostos por módulos fotovoltaicos ou painéis solares (comumente conhecidos) são um dos principais equipamentos dos sistemas solares fotovoltaicos.

Eles são responsáveis ​​por converter a luz solar em energia elétrica. A vida útil padrão é de 25 anos e pode suportar condições ambientais e climáticas mais adversas.


Quando falamos em sistemas solares fotovoltaicos, a imagem que a maioria das pessoas pensam, é a imagem de painéis solares instalados nos telhados de casas e empresas que captam a luz solar e a convertem em eletricidade.

Mas você pode dizer como esses painéis são feitos, como são fabricados e o processo exato pelo qual a energia solar é usada para gerar eletricidade?


Essas e várias outras informações importantes serão apresentadas nesse artigo logo a seguir!



A Exposição do Painel Solar


Embora não seja o componente mais importante em um sistema solar fotovoltaico (também conhecido como gerador solar fotovoltaico), os chamados painéis solares são de longe os mais aparentes.


Todas essas exposições ocorrem porque, principalmente quando instaladas em moradias urbanas, o espaço disponível no terreno costuma ser reduzido, o que faz com que sejam utilizados painéis solares na cobertura.


O maior segredo é a localização dos painéis solares, para que possam receber maior radiação solar direta sem serem perturbados pelas sombras, aproveitando assim ao máximo esta energia renovável tão abundante que é o Sol.



A incidência direta da radiação solar é muito importante para que as células fotovoltaicas tenham a melhor eficiência na conversão da radiação solar em energia elétrica, pois quanto mais luz direta o painel fotovoltaico recebe, mais energia elétrica é gerada.

Isso porque a função das células fotovoltaicas que compõem o módulo fotovoltaico (devido ao correto entendimento do painel solar) é muito dependente da entrada de partículas de luz (fótons) em seu interior.



Entendendo como Funciona o Painel Solar



Efeito Fotovoltaico:


O que faz as células fotovoltaicas gerarem eletricidade é o efeito fotovoltaico, que nada mais é do que o aparecimento de uma diferença de potencial interna (ou seja, tensão, normalmente chamada de voltagem) causada pela ação de fótons em interação (partículas de luz). Combina com elétrons atômicos em materiais usados ​​para produzir células fotovoltaicas.


O efeito fotovoltaico geralmente é representado pela imagem da célula fotovoltaica, conforme mostrado na figura abaixo:



As células fotovoltaicas de silício são compostas de duas metades de materiais semicondutores e outros materiais para alterar sua estrutura eletrônica.

Portanto, metade torna-se negativa (muitos elétrons) e a outra metade torna-se positiva (falta de elétrons).


Um campo elétrico é formado na área de contato entre as duas metades (chamada de área de junção PN), o que evita que o excesso de elétrons do lado negativo o cruze e alcance a outra metade, resultando em "elétrons insuficientes".


À medida que a radiação de luz entra, os elétrons na camada externa do átomo recebem energia suficiente doada pelo fóton para se livrar da atração do núcleo e se tornarem elétrons livres.


Devido ao campo elétrico da junção PN, esses elétrons se acumulam na metade negativa, razão pela qual há uma grade muito fina (geralmente feita de pasta de prata) na superfície da célula fotovoltaica para capturar os elétrons livres, permitindo-a formar uma corrente elétrica.


Esta corrente é usada para realizar trabalhos úteis, podendo ser a alimentação de algum equipamento elétrico ou o carregamento da bateria.


Resumindo


Partículas de luz solar, ou seja, fótons, quando em contato com células fotovoltaicas, farão com que os elétrons dos átomos de silício se excitem e se desprendam de si mesmos, transferindo-se do lado negativo para o positivo, gerando uma corrente elétrica contínua.


A Eficiência dos módulos Fotovoltaicos


As células fotovoltaicas de silício cristalino absorvem a radiação solar em um espectro de radiação muito estreito.


Os fótons com mais energia do que o necessário (próximos à luz ultravioleta, com frequências mais altas) liberarão o excesso de energia, que será convertido em calor.

Fótons com menos energia do que o necessário (próximo à luz infravermelha, frequência mais baixa) não podem fornecer energia suficiente para liberar elétrons, e essa energia é convertida em calor.


Mesmo dentro da faixa utilizável, apenas uma parte dos fótons tem a energia correta para o efeito fotovoltaico, e os fótons com mais energia irão gerar mais calor.

As células fotovoltaicas de silício cristalino perdem eficiência devido ao calor, porque a voltagem da bateria cai, então a energia que ela produz também diminui.



Na área de junção PN, existe um gradiente elétrico, que contribui para aumentar a perda no processo de conversão fotovoltaica.


Durante a fabricação de módulos fotovoltaicos, a conexão de células fotovoltaicas em série também aumenta as perdas devido ao aumento da resistência entre as conexões.


Os fabricantes usam tecnologia de produção aprimorada para trabalhar com o objetivo de reduzir as perdas individuais e coletivas da bateria, a fim de alcançar a eficiência máxima.



As células fotovoltaicas apresentam eficiências maiores que as dos módulos fotovoltaicos que compõem o painel solar, pois a eficiência é baseada na área total que recebe a radiação solar.


Isso porque os módulos fotovoltaicos têm muita área “morta”, como os espaços entre as células, as bordas e também a moldura.



Resumindo


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 solar, devido as perdas por fatores elétricos e físicos do mesmo.


MÓDULOS FOTOVOLTAICOS

A Célula Fotovoltaica


Uma única célula fotovoltaica gera muito pouca força (energia gerada). As células fotovoltaicas silicone cristalizadas geram valores de tensão (tensão) aproximadamente 0,5 V (tensão), independentemente da sua superfície.


No entanto, a geração da corrente elétrica depende do território, o mais alto (mais amplo) é a célula de fotovoltaica, a corrente mais elétrica gera; Ligeiramente de 30 mA/cm² (milhões de centímetros quadrados).


Para poder usar a ação gerada por células fotovoltaicas, e de modo que é possível instalá-los em um local específico, é necessário adicionar um grande número deles e "encapsulados" adequados.


Apenas este é um módulo fotovoltaico que assume toda a placa solar (lembre-se que o painel solar é um conjunto de placas ou módulos).


O Módulo Fotovoltaico


Por definição, um módulo fotovoltaico (o nome correto do que é popularmente chamado de placa solar) é um conjunto de células fotovoltaicas associadas (geralmente em série) e encapsuladas com materiais que permitem a força mecânica, que permite a entrada de luz, ajudando a esfriar e permitir a associação. De diferentes módulos e sua fixação em uma estrutura apropriada.


Um módulo fotovoltaico típico (placa solar) realizada com células fotovoltaicas silicone cristalizadas (C-Sim) tem a estrutura física mostrada na imagem abaixo:



- O que vemos na imagem acima é um "sanduíche" de células fotovoltaicas entre uma lâmina de vidro no topo do módulo;


- Uma lâmina de elastômero termoplástica (cuja acrônimo em inglês é o TPE, elastômero termoplástico), na parte de baixo;

- Entre vidro, células fotovoltaicas e TPIs, folhas de etileno de acetato de vinil (também conhecido como acetato de vinil de etilo; em inglês: acetato de vinil de etileno; mais conhecido da acrônimo EVA).


Toda a montagem está deprimida em uma plataforma e aquecida, que combina permanentemente as lâminas e o layout quando está montando quando é perfeitamente estratificado é extremamente difícil de separar.


No final do processo, o quadro é montado em alumínio e a caixa de conexão elétrica, que permite a conexão entre os módulos fotovoltaicos.


Apenas um módulo (placa solar) não é suficiente para gerar toda a energia consumida em uma casa, uma empresa ou propriedade rural.


Cada propriedade e consumo requerem um certo número de placas para formar seu painel e gerenciar a energia necessária.


Resistência do Painel Solar


Os módulos fotovoltaicos devem ser capazes de suportar várias condições, como resistência ao vento, cargas de neve, calor extremo e impacto do granizo.


Para isso, deve ser construído em normas internacionais, que inclui os testes para os quais as placas solares devem ser submetidas.


Resistência do Painel solar ao Granizo


A resistência de granizo é testada através de um dispositivo que desencadeia pérolas de gelo de 25 mm² (com massa de 7. 53 gramas) a uma velocidade de 82 km/h.


O teste é realizado com 11 impactos, ou seja, 11 pérolas são apertadas em diferentes posições no módulo fotovoltaico (placa ou painel solar), que deve ser deixado intacto sem quebrar o vidro da tampa frontal.


Na vida real, os cristais de gelo formando granizo são muito menos densos que uma esfera de gelo e caem em velocidades muito pequenas.


Na prática, os módulos fotovoltaicos são extremamente resistentes à granizo.


Suporte para Placa Solar


As instalações de fixação são tão importantes quanto o painel de um sistema fotovoltaico, uma vez que seu desempenho escasso pode invalidar completamente os investimentos em tecnologia.


Uma estrutura de fixação é vital para um sistema fotovoltaico porque é que, assim como o nome deixa claro, define os módulos no telhado ou no chão.


As cargas de vento são um fator muito importante a considerar ao instalar o painel fotovoltaico enquanto projetam as placas (estruturas planas e sem fluxo) e, consequentemente, na estrutura, o peso excessivo, dependendo da sua força.



Como a estrutura desempenha um papel fundamental na resistência ao vento, deve ser medido e medido em túneis de vento a ser forte o suficiente para manter as tempestades, seja no telhado ou no solo.


Para garantir que o sistema funcione corretamente durante sua longa vida útil de mais de 25 anos, recomenda-se que você obtenha uma estrutura de boa qualidade e a garantia de fabricação.


Outro importante papel do apoio é fornecer a inclinação ideal de módulos para que possam capturar tanta luz solar quanto possível, aumentando sua eficiência e geração.


A orientação correta permite capturar energia máxima em metade e horas solares, além de melhorar a coleta anual do painel como um todo, compensando a menor radia nos períodos de inverno.


A inclinação ideal de painéis fotovoltaicos varia de acordo com a latitude da localidade, bem como o tipo de sistema fotovoltaico.


Para sistemas conectados à rede, as encostas mais baixas fornecem uma captura maior nos períodos próximos ao solstício de verão, gerando mais energia e mais créditos de energia.


A VERDADE SOBRE OS PAINÉIS SOLARES

Painel Solar Caseiro - É possível?


Você pode fabricar um módulo fotovoltaico e as primeiras placas solares eram feitas à mão.


No entanto, são as técnicas de produção da série moderna, usando máquinas específicas, com uma pequena intervenção humana, que causou o preço do painel solar.


Principalmente após a entrada nos principais produtores chineses (que atualmente dominam o mercado), o preço foi submetido a uma grande queda, expandindo o acesso a essas estruturas capazes de reduzir a luz da luz e negócios domésticos.


Evolução da Fabricação


Os primeiros módulos fotovoltaicos comerciais ocorreram na década de 1970 até a crise do petróleo, precisamente de grandes empresas de exploração de petróleo, que tiveram o capital necessário para investir e investigar comercialmente para melhorar as células fotovoltaicas.


Na época, uma simples placa solar de 10 watts de potência custava mais de 700$


Hoje em dia, com R$ 700,00, você pode comprar um módulo fotovoltaico em detalhes (uma única unidade) com 150 watts (e você pode encontrar mais barato).


Em 2009, um módulo fotovoltaico de 205 WP (pronunciado Watt-pico; pico significa que a potência máxima em condições de laboratório) custa cerca de R$3.500,00.

Hoje em dia, um módulo 315 WP para R$900,00 é comprado.


Preço dos Módulos Fotovoltaicos


Quando se trata de módulos fotovoltaicos (ou até mesmo um sistema fotovoltaico completo), ele ouvirá sobre o preço do termo por watt, que é o resultado da divisão de custos (dinheiro) pelo pico de energia da placa solar.


Nos exemplos anteriores, temos que em 2009, o preço por Watt do módulo 205 WP foi de aproximadamente R$17,00/WP (R$3.500.00/205 WP \\ U003D R$17.07/WP).


Hoje em dia, o custo do módulo 315 WP é de R$2.86/WP (R$900,00/315 WP \\ U003D R$ 2.86/WP).


Custos adicionais


Infelizmente, antes de poder ser comercializado no Brasil, um recipiente de módulos fotovoltaicos deve atingir o Brasil, da China (onde quase todos os painéis solares são produzidos) e custo por watt, adicionam transporte, despesas seguras do desembaraço aduaneiro, impostos, frete terrestre ( do porto para o depósito do distribuidor) e seguro (no Brasil).


É aqui que o preço do painel solar acaba sofrendo um aumento. Felizmente, os módulos fotovoltaicos têm isenções de alguns impostos (em alguns estados mais do que em outros), o que impede que seu preço do Brasil seja ainda maior comparado aos preços no exterior.


E é claro que comprar uma única placa de mar solar é mais cara do que comprar um palete (geralmente com 20 ou 30 módulos).


Ao comprar o kit completo do painel solar de um provedor, também é possível aplicar algumas isenções fiscais relacionadas ao equipamento de geração de energia limpa em alguns estados cujos governos estaduais lançaram incentivos.


Os grandes distribuidores de equipamentos podem praticar preços menores, mas geralmente não são vendidos para o consumidor final (individual), vendendo apenas empresas de instaladores, embora seja possível usar o artifício para comprar o equipamento.


Nesse caso, a instalação tem em conta o cliente final, que deve contratar uma empresa de energia solar especializada, como a Roma Distribuidora.


É válido notar que o preço final do sistema fotovoltaico instalado nem sempre é muito menor, mas as linhas de financiamento facilitaram muito sua aquisição.


Quando a empresa realiza o serviço completo, que inclui o projeto, a instalação e os procedimentos com o distribuidor local, há duas maneiras de carregar os custos de engenharia: incorporar esse custo a preços do equipamento ou carregar os custos e a instalação do projeto.


No segundo caso, os preços dos componentes são comuns são semelhantes aos dos grandes distribuidores.


Garantias Painéis Solares


Finalmente, um dos componentes mais importantes do painel solar refere-se a garantias comerciais.


Os maiores fabricantes de módulos fotovoltaicos no mundo (obviamente empresas chinesas) não são aquelas que produzem células fotovoltaicas mais eficientes ou os módulos mais resistentes, mas as empresas que produzem e vendem mais quantidades.


Tem sido uma arte ensolarada há mais de 30 anos, com grandes fabricantes, que dão uma garantia de 10 anos contra defeitos de produção.


No entanto, não pense em entrar na porta da fábrica com um módulo defeituoso e tomar um novo, porque se a origem do corpo do sol não for confirmada, não haverá garantia.


Portanto, é extremamente importante alugar empresas que usam placas mais altas. É essa história antiga: o econômico se torna caro.


Além disso, muitos fabricantes de módulos fotovoltaicos foram comprados, as empresas sofreram fusões, e muitas outras simplesmente abriram a insolvência de suas linhas de produtos solares.


Qualquer pessoa dá garantia para o comprador é o vendedor final, que vende o painel solar, mesmo responsável pelas garantias do cliente. Se o fornecedor "desaparecer", o varejista deve suportar a garantia.


Isto é, tão importante quanto o preço da moeda, painéis solares muito baratos suspeitos.


O mesmo se aplica a todos os outros componentes de um sistema fotovoltaico, como inversores solares interativos (inversores relacionados ao látex).


Juntos, todos os componentes formam o kit de energia solar que pode ser comprado para casas, empresas, agrobusiness e outras empresas.

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