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.
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:
A energia é gerada em baixas tensões (380-800 V) e em corrente contínua.
É transformado com um inversor de energia em corrente alternada.
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.
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.
