Os painéis solares são os componentes fundamentais para gerar energia elétrica em um sistema solar fotovoltaico. A energia elétrica gerada com essa forma de energia renovável pode ser armazenada em baterias ou fornecida diretamente à rede elétrica.
A parte mais importante dos painéis solares é o conjunto de células fotovoltaicas que são responsáveis por produzir eletricidade a partir da radiação solar. Os restantes elementos que fazem parte de um painel solar têm a função de proteger e dar firmeza e funcionalidade ao conjunto.
A estrutura de um painel solar é dividida em diferentes partes ou componentes. Atualmente, as partes de um painel fotovoltaico são as seguintes:
1. Capa frontal
A tampa frontal é a parte do painel solar que tem a função de proteger o painel solar das intempéries e agentes atmosféricos. O vidro temperado com baixo teor de ferro é usado, pois oferece boa proteção contra impactos e é um ótimo transmissor de radiação solar.
Embora a presença de uma tampa plana seja necessária para proteger as células fotovoltaicas, dependendo da qualidade do vidro de proteção, pode diminuir o desempenho do painel solar.
2. Camadas Encapsuladas
As camadas encapsuladas são responsáveis por proteger as células solares e seus contatos. Os materiais utilizados (etil-vinil-acetileno ou EVA) proporcionam excelente transmissão da radiação solar, além de zero degradação frente à radiação ultravioleta.
O EVA é um polímero termoplástico de etileno e acetato de vinil, que atua como isolante térmico e transparente para permitir que os raios solares passem para as células fotovoltaicas. Proporciona coesão ao painel como um todo, preenchendo o volume existente entre as tampas frontal e traseira, amortecendo as vibrações e impactos que possam ocorrer.
Os problemas mais importantes apresentados por copolímeros como o EVA são sua plasticidade excessiva, grande aderência ao pó, o que causa diminuição da transmissividade à radiação solar, e sua curta vida útil, que costuma condicionar a vida útil de todo o módulo.
3. Estrutura de suporte
A estrutura de suporte é a peça que confere resistência mecânica ao conjunto. A estrutura de suporte de um painel solar permite a sua inserção em estruturas que irão agrupar módulos.
A estrutura é normalmente feita de alumínio, embora também possa ser feita de outros materiais. O material deve ser resistente a diferentes condições climáticas e deve promover a dissipação de calor. O aumento da energia térmica do painel solar reduz o desempenho do efeito fotovoltaico.
A estrutura de suporte é fixada na estrutura que determina a inclinação e orientação do painel solar. Em telhados inclinados pode considerar instalar os painéis directamente na superfície do telhado (se virado a sul) aproveitando a inclinação do telhado. No entanto, em telhados planos, é melhor usar algum tipo de estrutura para obter orientação e inclinação ideais.
4. Proteção traseira
A missão desta parte do painel solar é proteger contra os agentes atmosféricos, exercendo uma barreira intransponível contra a umidade.
Normalmente, são usados materiais acrílicos, Tedlar ou EVA. Muitas vezes são brancas, pois isso favorece o desempenho do painel devido à reflexão que produz nas células.
5. Caixa de conexão elétrica
As correntes elétricas geradas pelas células fotovoltaicas são conduzidas para uma caixa de junção para serem unificadas.
Dois fios com uma diferença de potencial elétrico entre eles saem da caixa de conexão elétrica. A caixa é o local onde há continuidade no circuito elétrico.
Alguns módulos fotovoltaicos possuem ligação à terra, que deve ser utilizada em instalações de alta potência.
6. Células fotovoltaicas
As células fotovoltaicas são a parte mais importante da estrutura do painel solar de um painel fotovoltaico. São dispositivos semicondutores capazes de gerar eletricidade a partir do impacto da radiação solar.
