Painéis fotovoltaicos de energia solar

Elementos de uma instalação solar fotovoltaica

Elementos de uma instalação solar fotovoltaica

Uma instalação solar fotovoltaica é uma instalação cujo objetivo é a geração de eletricidade através da radiação solar. Portanto, é uma fonte de energia renovável.

Os componentes desse tipo de instalação variam dependendo de se tratar de uma usina solar conectada à rede elétrica ou de uma instalação solar isolada. De qualquer forma, a diferença entre os dois sistemas é baseada no gerenciamento da energia gerada. Em instalações isoladas, a energia elétrica gerada pode ser usada diretamente ou armazenada em baterias solares. No caso de instalações conectadas à rede, a eletricidade gerada é fornecida à rede elétrica em geral para distribuição.

Elementos comuns de uma instalação solar fotovoltaica 

Apesar das diferenças entre as instalações conectadas à rede e as instalações autônomas, existem alguns elementos comuns:

Painel fotovoltaico  

O painel solar fotovoltaico é o elemento que captura a radiação solar e é responsável por transformar a energia solar em eletricidade através do efeito fotovoltaico. Os painéis fotovoltaicos são compostos de células fotovoltaicas.

instalações fotovoltaicas autônomas isoladasA célula fotovoltaica é a parte do painel fotovoltaico responsável pela transformação da radiação solar em energia elétrica, graças ao efeito fotovoltaico. O resultado é uma corrente elétrica em corrente contínua.

Geralmente, um módulo ou painel solar fotovoltaico consiste em uma associação de células fotovoltaicas. Esta associação é encapsulada em duas camadas entre uma folha de vidro frontal e uma camada traseira de um polímero termoplástico ou outra folha de vidro. A folha de vidro é usada quando você deseja obter módulos com algum grau de transparência, geralmente esse conjunto de elementos é enquadrado em uma estrutura de alumínio anodizado. O objetivo desta estrutura de alumínio é aumentar a resistência mecânica da montagem e facilitar a ancoragem do módulo fotovoltaico nas estruturas de suporte.

As células fotovoltaicas mais comumente usadas em painéis fotovoltaicos são o silício e podem ser divididas em três subcategorias:

  • As células fotovoltaicas de silício monocristalino consistem em um único cristal de silício. Esse tipo de célula possui uma cor azul escura uniforme.
  • As células fotovoltaicas de silício policristalino ou multicristalino são compostas de um conjunto de cristais de silício, o que explica por que seu desempenho é um pouco menor do que o das células monocristalinas.
  • Células amorfas de silício. Eles são menos eficientes que as células de silício cristalino, mas também menos dispendiosos. Esse tipo de célula é, por exemplo, o usado em aplicações como calculadoras ou pequenos dispositivos que não requerem uma grande quantidade de energia.

Inversores de potência 

O inversor é um dispositivo eletrônico responsável por converter a corrente direta gerada em corrente alternada.

O painel solar fotovoltaico fornece eletricidade na forma de corrente contínua. Essa 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: A energia é gerada em baixas tensões (380-800 V) e em corrente contínua. É transformado com um inversor de CA em corrente alternada. Em usinas de energia com menos de 100 kW, a energia é injetada diretamente na rede de distribuição de baixa tensão (400 volts em fase trifásica ou 230 volts em fase monofásica). E para potências superiores a 100 kW, um transformador é usado para aumentar a energia em média tensão (até 36 kV) e é injetado nas redes de transporte para fornecimento subsequente.

Rastreadores solares

instalações fotovoltaicas conectadas à redeRastreadores 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.

Os rastreadores solares permitem que a produção solar aumente consideravelmente, cerca de 30% para o primeiro e mais 6% para o último, em locais de alta radiação direta.

Existem rastreadores solares de vários tipos:

  • Rastreadores 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. A rotação é ajustada para que a superfície normal coincida o tempo todo com o meridiano da Terra que contém o Sol.
  • Rastreadores solares em um eixo azimutal: a superfície gira em um eixo vertical, o ângulo da superfície é constante e igual à latitude. A rotação é ajustada para que a superfície normal coincida o tempo todo com o meridiano local que contém o sol.
  • Rastreadores solares em um eixo horizontal: a superfície gira em um eixo horizontal e orientada na direção norte-sul. A rotação é ajustada para que a superfície normal coincida o tempo todo com o meridiano da Terra que contém o Sol.

Fiação elétrica

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

Vious obviamente, o dimensionamento da fiação elétrica é muito maior no caso das instalações solares conectadas à rede do que as instalações solares isoladas. No caso de instalações isoladas, é apenas necessário transferir a energia elétrica localmente, geralmente para as baterias elétricas.

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Última revisão: 10 de setembro de 2019