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Painel Solar: Como funciona? Vantagens e desvantagens

Um painel solar é um conjunto de células solares que podem converter luz diretamente em eletricidade. Ao combinar a capacidade de vários painéis solares, parte das necessidades de eletricidade de uma família pode ser coberta.

No momento, dependendo do tipo de painel, 5 a 19% da energia da luz pode ser convertida em eletricidade. Isso é conhecido como a “saída” do painel. Como a tecnologia está sendo constantemente aprimorada, a saída deve aumentar ainda mais.

Usando painéis solares, você pode converter a luz solar, que é livre e inesgotável, em eletricidade. Essa conversão é conseguida graças ao chamado material “semicondutor”, do qual cada célula solar é produzida.

Duas gerações de Painéis Solares

O material mais utilizado para células solares é o silício. Este material pode ocorrer em três formas:

  • Silício monocristalino
  • Silício policristalino (ou multicristalino)
  • Silício amorfo

Estas várias formas produzem diferentes tipos de painéis solares com preços, vidas úteis e produção diferentes:

Os painéis solares de primeira geração utilizam silício monocristalino ou policristalino (produção de 12 a 19%).

Os painéis solares de segunda geração consistem em células solares feitas de silício amorfo. Este nome também se aplica a painéis solares baseados em outros materiais que apareceram no mercado mais recentemente:

  • CIS (cobre-índio-selênio)
  • CIS (cobre-índio-gálio-selênio)
  • CdTe (telureto de cádmio)

A característica particular desta segunda geração é que ela usa camadas semicondutoras finas. Isso explica por que esses painéis são menos caros e mais estéticos, mas também têm uma saída mais baixa (de 5 a 11%).

O Conversor: o elemento mais importante na instalação do Painel Solar

Um painel solar gera corrente contínua. Para poder usar essa corrente em casa ou colocar o excedente na rede, ela deve ser convertida em corrente alternada de 230 V. Isso é feito pelo conversor, que é integrado ao circuito elétrico próximo dos painéis solares.

Qual nível de produção podemos esperar?

A capacidade de uma instalação solar é expressa em watt peak (Wp). Esta é a capacidade elétrica máxima que uma célula solar pode produzir em circunstâncias ideais: coletor solar direcionado para o sol em um céu sem nuvens.

A orientação ideal para painéis solares é, de fato, voltada para o sul. Se os painéis forem instalados entre o sudeste e o sudoeste, a perda de produção será de 5%. Se os painéis forem instalados fora desses limites, a perda aumentará rapidamente. Na Bélgica, o ângulo ideal é de 35°.

Aqui no Brasil, uma instalação de 1.000 Wp voltada para o sul a um ângulo de 35° e sem qualquer sombra gera aproximadamente 850 kWh / ano.

Como os Painéis Solares funcionam?

Os painéis solares são uma das formas mais comuns de tecnologia renovável – eles trabalham convertendo a energia do sol em eletricidade. Isso é feito usando alguns pedacinhos de tecnologia muito inteligentes chamados células fotovoltaicas.

As células fotovoltaicas são intercaladas entre materiais semicondutores – normalmente silício, mas também podem ser de vidro ou resina polimérica – com diferentes propriedades eletrônicas para criar um campo elétrico.

Quando os fótons – ou a luz solar, como é mais comumente conhecida – atingem os painéis solares, os materiais semicondutores são energizados. Isso é conhecido como o efeito fotoelétrico e é isso que cria a corrente necessária para produzir eletricidade.

Mas como isso funciona na prática?

A maioria dos painéis solares atuais só reage ao espectro de luz visível, já que eles têm a energia mais forte. Porém, há muita pesquisas em desenvolvimento para aproveitar melhor o espectro total e permitir a geração de eletricidade a partir de raios ultravioleta e infravermelho.

Você não pode ligar a eletricidade gerada a partir de painéis solares diretamente na rede elétrica, pois é uma corrente contínua. Portanto, ela precisa primeiro ser convertida para uma corrente alternada mais segura e estável. Para fazer isso, a eletricidade é passada através de um inversor, que pode ser canalizado para a rede nacional ou usado localmente.

Quais são as vantagens da Energia Solar?

São muitos os benefícios em usar a energia solar:

Potência garantida quando o sol está brilhando, o que significa que você tem uma forma consistente e estável de geração ao longo do dia.

O Brasil é realmente bem adaptado à energia solar porque você precisa da luz solar, e não do calor, para gerar eletricidade.

Os painéis solares podem ser instalados em praticamente qualquer lugar – basta olhar para os nossos amigos da Brixton Energy que colocaram painéis solares nos telhados de prédios urbanos em Londres para ajudar a combater a pobreza de combustível e ajudar a reduzir a pegada de carbono da cidade.

Eles exigem pouca ou nenhuma manutenção após a instalação, tornando-os uma forma livre de problemas na criação de energia renovável. Os painéis solares não criam nenhum ruído ou poluição durante o trabalho, o que os torna perfeitos para aplicações urbanas e locais rurais.

Os painéis solares são muito seguros, pois eles são feitos principalmente de silício. Assim, não há perigo de as células vazarem qualquer tipo de toxinas ou fumaça.

painel solar
Painel Solar

Quais são os desafios da Energia Solar?

Nenhum sistema é perfeito. Nesse sentido, a energia solar não é uma exceção. Há uma série de desafios para o uso eficiente da energia solar, incluindo:

Armazenamento de energia – Como toda a energia solar é criada durante o dia, ela precisa ser armazenada para ser usada nos horários de pico durante a noite. Encontrar uma solução de armazenamento de bateria que possa armazenar o volume de eletricidade necessário é fundamental.

A percepção das pessoas – Infelizmente, existem muitos equívocos em torno da energia solar e há uma enorme quantidade de educação necessária para uma maior aceitação desta forma de energia renovável.

Eles precisam ser monitorados – Em um dia ensolarado, os parques solares precisam ser restritos, pois a quantidade de geração pode exceder a demanda, o que criaria instabilidade na rede, se deixada em paz.

O que acontece com a energia solar em dias nublados?

Essa é uma pergunta comum e você pode se surpreender com a resposta.

Simplificando, sim, a cobertura de nuvens resulta em geração reduzida.

No entanto, como os painéis solares usam o espectro visível de luz para gerar eletricidade, desde que seja leve o suficiente para ver, então é leve o suficiente para os painéis funcionarem.

Precisa estar quente para os painéis solares funcionarem?

Este é um equívoco comum, pois é a luz que gera energia, e não o calor. Na verdade, quando fica muito quente (ou muito frio) os painéis solares perdem parte da sua eficiência.

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