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Painéis fotovoltaicos de energia solar

Painel fotovoltaico

Painel fotovoltaico

Um painel fotovoltaico é um tipo de painel solar projetado para o uso de energia solar fotovoltaica. Sua função é transformar energia solar em eletricidade.

Os painéis fotovoltaicos podem ser usados para gerar energia elétrica tanto em aplicações domésticas como em aplicações comerciais.

Os módulos fotovoltaicos são formados por um conjunto de células fotovoltaicas interligadas. As células fotovoltaicas que compõem um painel fotovoltaico são incorporadas e protegidas. O painel fotovoltaico é responsável por transformar diretamente a energia da radiação solar em eletricidade, sob a forma de corrente contínua.

A célula solar só é capaz de gerar uma tensão de alguns décimos de volts (+/- 0,5 V) e uma potência máxima de 1 ou 2 Watts. Portanto, é necessário conectar em série várias células (que se comportam como pequenos geradores de corrente) para atingir tensões de 624 V, aceitas em muitas aplicações.

A placa fotovoltaica é projetada para suportar condições externas e ser parte da "pele" do prédio. A sua vida útil é considerada de 25 anos.

As células são encapsuladas em uma resina e colocadas entre duas folhas para formar os módulos fotovoltaicos. A folha exterior é de vidro e a folha traseira pode ser opaca de plástico ou vidro, se você quiser fazer um módulo semitransparente.

No hemisfério norte, as placas devem ser orientadas na direção sul com certa inclinação. O mais apropriado em cada local depende da latitude e da época do ano, sendo aconselhável o estudo da radiação solar recebida para cada site. Por outro lado, a inclinação dos módulos variará dependendo das necessidades energéticas antecipadas e do período de uso, a fim de fazer um saldo sazonal (inverno, verão) ou anual.

Produção de eletricidade através de painéis fotovoltaicos

Painéis fotovoltaicos Os painéis fotovoltaicos produzem eletricidade sob a forma de corrente contínua e geralmente possuem entre 20 e 40 células solares. Em qualquer caso, é usual que os módulos sejam formados por 36 células para alcançar os volts necessários para carregar as baterias (12 V).

Os painéis fotovoltaicos solares podem ser unidos de duas maneiras:

  • Conexão paralela. Este tipo de conexão é feita com uma união dos pólos positivos e, por outro lado, dos pólos negativos. A conexão paralela entre os painéis solares fornece uma tensão igual à do módulo (12-18 V)
  • Ligação em série. A maneira de se conectar em série dois ou mais painéis fotovoltaicos é o pólo positivo de conexão do primeiro com o negativo do segundo e sucessivamente. A conexão em série fornece uma tensão igual à soma de cada módulo (por exemplo, 12 V, 24 V, 36 V, etc.), dependendo do número de placas interligadas.

Materiais de placas fotovoltaicas

Ao usar uma estrutura de suporte para módulos solares, é aconselhável usar materiais que tenham boas propriedades mecânicas, bem como uma grande durabilidade, levando em consideração a longa vida útil das instalações. Normalmente, os elementos de suporte são:

  • Alumínio anodizado (leve e de alta resistência)
  • Ferro galvanizado (adequado para grandes cargas)
  • Aço inoxidável (para ambientes muito corrosivos, é a mais alta qualidade e preço mais alto).

Existe também a possibilidade de realizar as estruturas de módulos fotovoltaicos com madeira, devidamente tratados; com operações de manutenção mínimas, apresentando condições aceitáveis para este uso. A fixação de peças, tais como parafusos, deve sempre ser feita de aço inoxidável.

Desempenho de módulos fotovoltaicos

Em certos casos, para aumentar o desempenho do sistema de coleta, a estrutura de suporte pode ser fornecida com movimento com sistemas de rastreamento solar. Eles trabalham por meio de um motor normalmente associado a um computador que, de acordo com a data e a hora do dia, ajusta a orientação dos painéis, quer em relação a um ou ambos os eixos do plano que contém o painel. Esses sistemas são, é claro, mais complexos e envolvem maior custo e maior manutenção.

O fenômeno da difração de luz possibilita a obtenção de painéis fotovoltaicos com maior índice de transparência do que o aparente, uma vez que a sombra projetada por cada célula dentro do edifício é menor que a superfície que ocupa. Isso implica que o painel solar é visivelmente mais opaco do lado de fora do que por dentro. Também é possível obter uma maior transparência se, dentro da mesma placa, a distância entre as células for aumentada.

Painéis fotovoltaicos como elemento construtivo

Painéis fotovoltaicos em construção Os painéis fotovoltaicos utilizados em sistemas conectados à rede não são diferentes dos usados por sistemas autônomos. Aqueles que são integrados em edifícios geralmente são módulos padrão. Um problema formal comum é o fato de que eles podem vir a configurar estruturas independentes, sobrepostas ao edifício, adicionadas sem responder a critérios estéticos. No melhor dos casos, eles são integrados nas fachadas ou no telhado. Por esta razão, algumas empresas desenvolveram elementos fotovoltaicos integrados em edifícios que podem substituir alguns elementos tradicionais da arquitetura.

Os painéis fotovoltaicos podem, portanto, ser tratados como um elemento construtivo e combinados com outros materiais em módulos pré-fabricados com uma grande área de superfície (atualmente são fabricados até 14 m²). Eles são apropriados para a formação de fachadas, cuja melhor orientação é o sul, embora a influência de um desvio entre 30º e 45º para o leste ou o oeste no cálculo anual da absorção de energia não é importante.

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Última revisão: 16 de fevereiro de 2018