Um painel solar é um elemento de instalações solares. Sua função é aproveitar a energia solar. Também pode ser chamado de módulo solar.
Existem painéis solares para energia fotovoltaica e para energia térmica. Desta forma, distinguimos os seguintes tipos de painéis solares:
Os colectores solares são utilizados em instalações de energia solar térmica. Sua função é usar a radiação solar para elevar a temperatura de um fluido de transferência de calor.
Os painéis solares fotovoltaicos são compostos por um conjunto de células solares que convertem a luz solar em corrente elétrica.
Em ambos os casos, seu objetivo é a produção de energia limpa por meio de energias renováveis.
O que são painéis solares fotovoltaicos?
O painel fotovoltaico é projetado para a produção de eletricidade. Os painéis são formados por pequenas células solares que convertem a radiação do Sol em energia elétrica graças ao efeito fotovoltaico.
Este tipo de painel solar é composto de materiais semicondutores que normalmente são derivados do silício. Os painéis são construídos pela interposição de duas camadas de silício em que cada uma é tratada de forma especial para gerar um campo elétrico.
Quando um fóton de luz atinge essas camadas, ele arranca um elétron de um átomo de silício. Os elétrons soltos fluem na mesma direção gerando uma corrente elétrica devido ao campo elétrico criado.
Os painéis solares fotovoltaicos geram eletricidade na forma de corrente contínua e geralmente são acompanhados por conversores de corrente para obter corrente alternada.
De que material são feitos os painéis solares?
Em geral, as células solares são feitas de silício cristalino ou arsenieto de gálio. Os cristais de arseneto de gálio são criados para esses usos, enquanto os cristais de silício também são produzidos para consumo pela indústria de microeletrônica.
Dependendo da configuração de silício das células solares, os painéis fotovoltaicos são classificados como painéis solares policristalinos, monocristalinos e de película fina. As principais diferenças entre eles são o custo e a eficiência.
Técnica de construção de um painel solar
Uma célula de silício de 6 cm exposta a 1 AU de luz direta pode produzir uma corrente de 0,5 amperes a 0,5 volts. O arseneto de gálio é ainda mais eficiente que o silício.
O vidro é cortado em pequenos discos e polido para eliminar o perigo de corte. Os dopantes são então inseridos nos discos e drivers metálicos são depositados em cada superfície: um pequeno conector na superfície voltada para o sol e um conector no outro lado.
Os painéis solares são construídos com essas células cortadas em formas apropriadas. Além disso, eles são protegidos contra radiação e outros danos aplicando uma camada de vidro e cimentados sobre um substrato (um painel rígido ou flexível).
As ligações elétricas são feitas em série-paralelo para determinar a tensão total de saída e devem ter um revestimento protetor que deve ser um condutor térmico.
Quantas células fotovoltaicas tem um painel solar?
Embora cada célula fotovoltaica forneça uma pequena quantidade de energia, um conjunto de células solares pode gerar energia suficiente para ser útil.
As configurações mais comuns de células solares são as seguintes
Painéis solares de 36 células: este tipo de painel é o mais compacto do mercado e a opção mais recomendada para pequenas instalações isoladas. As 36 células solares para gerar uma tensão de saída de 12 volts.
Painéis solares de 60 células. Utiliza 60 células solares para obter uma tensão de saída superior a 24 V.
Painéis solares de 72 células. Este tipo de módulo fotovoltaico liga 72 células solares para obter uma tensão superior a 24V e é utilizado principalmente em instalações de ligação à rede.
O que são coletores solares?
Os coletores solares fazem parte das instalações de energia solar térmica.
Este tipo de painel solar funciona circulando um fluido dentro dele. O painel capta a energia térmica do sol. Este fluido é aquecido à medida que circula dentro do coletor.
Tipos de coletores solares
Existem diferentes tipos de coletores solares. Seu uso depende da aplicação onde vai ser usado:
Coletores de baixa temperatura: os tipos mais comuns são coletores solares planos e coletores de tubos evacuados.
Coletores de alta temperatura: geralmente são concentradores solares de espelho parabólico, espelhos planos (ou lentes Fresnel lineares).
Coletores de temperatura muito alta usados em usinas de energia solar térmica. Atualmente é feito com campos de espelhos planos ajustáveis que direcionam a radiação solar no mesmo ponto focal.
Para que serve um painel solar? Exemplos de aplicação
A instalação de painéis solares é usada para gerar eletricidade ou gerar calor. Em ambos os casos, os usos e aplicações dos painéis solares são praticamente ilimitados.
Aqui estão alguns exemplos de painéis solares fotovoltaicos:
Na eletrônica portátil, os painéis solares são usados para fornecer eletricidade e recarregar baterias para vários eletrônicos de consumo, como calculadoras.
Baterias de carros elétricos podem ser carregadas usando energia solar. Os carros podem levar seu próprio painel solar, mas é mais comum usá-los em estações de recarga.
Energia para edifícios. Grandes painéis solares, como coletores solares, são amplamente utilizados em regiões tropicais e subtropicais com um grande número de dias ensolarados.
usar no espaço. As baterias solares são uma das principais formas de gerar energia elétrica em naves espaciais. Essas baterias funcionam por muito tempo sem o consumo de nenhum material. Ao mesmo tempo, eles são ecologicamente corretos, ao contrário das fontes de energia nuclear e de radioisótopos.
As principais aplicações dos coletores solares são:
Obtenha água quente sanitária.
Para fornecer calor para um sistema de aquecimento em uma casa ou edifício.
Produção de eletricidade em larga escala em usinas a vapor.
