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Painéis fotovoltaicos de energia solar

Partes e elementos de uma instalação solar fotovoltaica

Partes e elementos de uma instalação solar fotovoltaica

Uma instalação solar fotovoltaica é um conjunto de elementos que têm a finalidade de produzir eletricidade a partir da energia solar. É um tipo de energia renovável que capta a radiação solar através de painéis fotovoltaicos.

As diferentes partes de um sistema fotovoltaico variam ligeiramente, dependendo se são instalações fotovoltaicas conectadas à rede ou sistemas isolados.

Em instalações isoladas, a energia gerada pode ser armazenada usando baterias solares e reguladores de carga. No caso de instalações conectadas à rede, a eletricidade gerada é fornecida à rede elétrica geral para distribuição.

Os principais elementos de uma instalação solar fotovoltaica são:

1. Painéis solares fotovoltaicos

O painel solar fotovoltaico é o elemento que capta a radiação solar e é responsável por transformar a energia solar em eletricidade através do efeito fotovoltaico. Este tipo de painéis solares são compostos por pequenos elementos chamados células fotovoltaicas.

Partes e elementos de uma instalação solar fotovoltaicaA célula fotovoltaica é a parte do painel fotovoltaico responsável por transformar a radiação solar em energia elétrica graças ao efeito fotovoltaico. O resultado é uma corrente elétrica em corrente contínua.

As células fotovoltaicas são encapsuladas em duas camadas entre uma folha de vidro frontal e uma camada traseira de um polímero termoplástico ou outra folha de vidro. A chapa de vidro é utilizada quando se deseja obter módulos com algum grau de transparência. 

Normalmente este conjunto de elementos é enquadrado em uma estrutura de alumínio anodizado para aumentar a resistência e facilitar a ancoragem do módulo fotovoltaico.

As células fotovoltaicas mais comuns são as de silício e podem ser divididas em três subcategorias:

  • Células fotovoltaicas de silício monocristalino.

  • Células fotovoltaicas de silício policristalino, com maior desempenho.

  • As células de silício amorfo são as menos eficientes, mas menos caras.

2. Inversores de potência

O inversor é um dispositivo eletrônico responsável por converter a corrente gerada no painel fotovoltaico de forma que seja ideal para o fornecimento de energia elétrica. Um inversor converte a corrente contínua gerada em corrente alternada.

O painel solar fotovoltaico deste tipo de instalação fornece eletricidade na forma de corrente contínua. Esta corrente pode ser transformada em corrente alternada por meio do inversor de corrente e injetada na rede elétrica ou na rede interna.

O processo, simplificado, seria o seguinte:

  1. A energia é gerada em baixas tensões (380-800 V) e em corrente contínua.

  2. É transformado com um inversor de energia em corrente alternada.

  3. Em usinas elétricas de menos de 100 kW, a energia é injetada diretamente na rede de distribuição de baixa tensão. E para potências superiores a 100 kW, um transformador é utilizado para elevar a energia para média tensão e é injetada nas redes de transporte.

3. Rastreadores solares

Os rastreadores solares são mecanismos que orientam a posição dos painéis fotovoltaicos dependendo da posição do Sol para aumentar seu desempenho. Seu uso é bastante comum na produção de energia solar.

Partes e elementos de uma instalação solar fotovoltaicaOs rastreadores solares permitem aumentar muito a produção solar, cerca de 30% para o primeiro e mais 6% para o segundo, em locais com alta radiação direta.

Existem vários tipos de rastreadores solares:

  • Seguidores solares de dois eixos: a superfície do painel fotovoltaico é sempre perpendicular ao Sol.

  • Rastreadores solares em um eixo polar: a superfície do painel solar gira em um eixo voltado para o sul e inclinado em um ângulo igual à latitude.

  • Seguidores solares em um eixo azimutal: a superfície gira em um eixo vertical, o ângulo da superfície é constante e igual à latitude.

  • Seguidores solares em um eixo horizontal: a superfície gira em um eixo horizontal e é orientada na direção norte-sul.

4. Fiação elétrica

A fiação elétrica é o elemento que transporta a energia elétrica desde sua geração, para sua posterior distribuição e transporte. Seu dimensionamento é determinado pelo critério mais restritivo entre a máxima diferença de potencial e a máxima intensidade admissível.

Obviamente, o dimensionamento da fiação elétrica é muito maior no caso de instalações solares conectadas à rede. No caso de instalações isoladas, só é necessário transferir a energia elétrica localmente, geralmente para as baterias elétricas.

5. Baterias e reguladores de carga

No caso de instalações solares autónomas, é necessário o uso de baterias para poder armazenar a energia elétrica gerada. Para o correto funcionamento desses elementos, também é necessário um regulador de carga para garantir um enchimento ideal das baterias e, assim, prolongar a vida útil das baterias.

Autor:

Data de publicação: 7 de abril de 2016
Última revisão: 12 de março de 2022