Existem vários tipos de painéis solares fotovoltaicos para uso doméstico no mercado. Os tipos mais comuns são:
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Painéis fotovoltaicos monocristalinos.
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Painéis solares policristalinos.
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Painéis solares de filme fino.
Os painéis solares fotovoltaicos são usados para gerar energia elétrica através do efeito fotovoltaico. No entanto, as instalações solares térmicas também utilizam outro tipo de painéis solares chamados colectores solares, que são utilizados para aquecer a água para uso doméstico.
Existem também no mercado os chamados painéis solares híbridos, que permitem gerar eletricidade e obter água quente sanitária ao mesmo tempo.
Cerca de 90% da tecnologia fotovoltaica é baseada no uso de alguma variação de silício. As diferenças entre os diferentes tipos de painéis solares baseiam-se na distribuição, composição e pureza deste material.
Quanto mais puro o silício, melhor alinhadas são suas moléculas e melhor converte a energia solar em eletricidade.
Abaixo analisamos com mais detalhes cada um dos tipos mais comuns de painéis fotovoltaicos:
Painéis solares de células de silício monocristalino
As células monocristalinas são feitas de blocos ou lingotes de silício, que são de forma cilíndrica. Posteriormente, para reduzir os custos de fabricação e otimizar o desempenho, os quatro lados dos blocos cilíndricos são cortados para fazer folhas de silício. Este corte é o que lhes dá essa aparência característica.
Um painel solar monocristalino pode ser claramente distinguido de um policristalino porque no policristalino as células não têm cantos arredondados e são perfeitamente retangulares.
A diferença básica entre células solares monocristalinas e policristalinas é a composição do cristal de silício. As células monocristalinas são formadas por um único tipo de cristal de silício, desta forma é alcançado um alinhamento bastante perfeito de todos os componentes do cristal.
painéis solares policristalinos
Sua maior vantagem sobre as células monocristalinas decorre de um processo de produção de baixo custo.
A eficiência cai com o aumento da temperatura
Por outro lado, este tipo de painéis fotovoltaicos apresenta algumas desvantagens: A menor tolerância ao calor destas células faz com que tenham uma eficiência inferior à alternativa monocristalina. Esta propriedade é mais relevante quando a instalação está localizada em áreas quentes.
Especificamente, estima-se que em painéis que incluem células policristalinas, o índice de eficiência seja no máximo de 16%, principalmente devido à menor quantidade de silício que incorporam.
Painéis solares fotovoltaicos de filme fino
Dependendo do tipo, um módulo de filme fino tem uma eficiência de 7 a 13%. Por terem grande potencial para uso doméstico, são cada vez mais procurados.
Os módulos fotovoltaicos de película fina são feitos depositando o material semicondutor em um substrato semelhante a vidro, para painéis solares rígidos para uso externo. No caso de painéis flexíveis para usos menos convencionais, utiliza-se o plástico.
O módulo de filme fino é fabricado em bloco e não requer a montagem de múltiplas células. Além disso, a quantidade de material semicondutor presente no painel é consideravelmente menor do que os painéis solares feitos com células fotovoltaicas padrão. Desta forma os custos de produção são reduzidos, mas por outro lado têm uma eficiência inferior em relação aos seus equivalentes monocristalinos.
Categorias de painel de camada fina
Os módulos de filme fino são subdivididos em várias categorias de acordo com os materiais semicondutores nele depositados, dentre os mais comuns encontramos:
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Silício amorfo, no qual os átomos de silício são depositados quimicamente em uma forma amorfa, ou estruturalmente desorganizada, na superfície de suporte. Esta tecnologia usa quantidades muito pequenas de silício. Geralmente apresentam eficiência menos consistente do que as demais tecnologias em relação aos valores nominais, apesar de possuírem garantias em linha com o mercado.
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Telureto de Cádmio (CdTe): São painéis solares mais finos, com menor preço e menor eficiência termodinâmica.
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Sulfeto de cádmio microcristalino (CdS), que tem custos de produção muito baixos devido à É aplicado a um suporte metálico para revestimento por pulverização. Entre as desvantagens associadas à produção deste tipo de células fotovoltaicas está a toxicidade do cádmio e a baixa eficiência.
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O arseneto de gálio (GaAs), é uma liga binária com propriedades semicondutoras, capaz de garantir rendimentos muito elevados, devido à propriedade de ter um gap direto (ao contrário do silício). É usado principalmente para aplicações científicas militares ou avançadas. No entanto, o custo do material monocristalino é enorme.
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Disseleneto de cobre e índio (CIS), com opacidade variando de 100% a 70% obtido através de furos feitos diretamente no filme.
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Disseleneto de cobre, índio e gálio (CIGS)
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Heterojunção, literalmente união entre diferentes substâncias, na qual uma camada de silício cristalino é utilizada como superfície de suporte para uma ou mais camadas amorfas ou cristalinas. Cada uma delas é otimizada para uma sub-banda de radiação específica.
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Silício microesférico, no qual o silício policristalino reduzido é usado em esferas com diâmetro de cerca de 0,75 mm enjauladas em um substrato de alumínio.