Desde 1954, quando os cientistas da Bell Telephone descobriram que o silício – um elemento encontrado na areia – criava uma carga elétrica quando exposto à luz solar, a tecnologia solar evoluiu e foi adotada por mais de 2 milhões de residências em todo o país. Hoje, os sistemas de painéis solares oferecem uma opção muito atraente para residências e empresas como uma opção de energia limpa e acessível.
Sistemas de painéis solares: o básico
Graças ao desenvolvimento de painéis solares, podemos aproveitar a energia de uma fonte inesgotável de energia – o sol. Os sistemas de painéis solares funcionam de forma muito simples:
- Durante o dia, as células solares em seus painéis solares absorvem a energia da luz solar;
- Os circuitos dentro das células coletam essa energia e a transformam em energia de corrente contínua (DC);
- A eletricidade CC passa por um dispositivo chamado inversor solar para convertê-la em eletricidade de corrente alternada (CA) utilizável que sai de suas tomadas de parede;
- Tudo isso significa que você pode usar essa eletricidade em sua casa, armazená-la com uma bateria solar ou enviá-la de volta à rede.
Abaixo, faremos uma rápida visão geral dos sistemas de painéis solares, bem como do equipamento necessário para produzir energia usando o sol. Já é um especialista em como o equipamento solar funciona? Excelente! Confira as próximas peças em nossa seção Solar 101 ou vá para a próxima seção para aprender sobre os benefícios da energia solar.
O que é um painel solar?
Um painel solar é um dispositivo que coleta a luz solar e a transforma em eletricidade utilizável . Os painéis solares são geralmente feitos de células solares (feitas a partir do elemento silício), fiação, uma estrutura de metal e uma cobertura de vidro. Um painel solar típico tem cerca de um metro e meio de largura e um metro e oitenta de altura.
Leia aqui também : O que são painéis solares, como funcionam e qual é o seu futuro?
Quais componentes compõem um sistema de painel solar?
As instalações de painéis solares são sistemas muito simples. Existem apenas quatro componentes principais para qualquer sistema de painel solar e nenhuma peça móvel, tornando-os muito eficientes para instalar e manter. Os quatro componentes de um sistema de painel solar são:
- Painéis solares fotovoltaicos– para converter energia solar em eletricidade
- Inversores– para converter eletricidade DC em eletricidade AC
- Sistemas de rack e montagem- para fixar seus painéis solares no telhado (ou no solo, dependendo do tipo de instalação)
- Sistemas de monitoramento de desempenho- para rastrear e monitorar a saída e a saúde de seus painéis solares e inversores
Painéis solares
Os painéis solares consistem em uma série de células solares de silício cobertas por uma folha de vidro e mantidas juntas por uma estrutura de metal, com fiação e circuitos dentro e atrás das células para coletar o fluxo de corrente elétrica das células solares. Cada painel solar, também conhecido como módulo solar, tem normalmente cerca de 4 pés por 6 pés de tamanho e pesa aproximadamente 30 libras.
Apesar de não ter partes móveis, o componente “ativo” de um painel solar está nas próprias células de silício: quando a luz do sol atinge as células solares de silício, ela ativa os elétrons, que começam a fluir pela célula. Fios nas células capturam esse fluxo de elétrons, que é então combinado com a saída de outras células em um painel solar. Para uma visão mais aprofundada de como os painéis solares e as células solares realmente funcionam, confira nosso artigo sobre o assunto .
Normalmente, as células solares vêm em formatos de 60 ou 72 células. No entanto, muitas empresas estão experimentando novas maneiras de aumentar a eficiência das células solares na conversão da luz solar em corrente elétrica, então agora você verá muitos painéis solares “meio-cortados”, onde cada célula é cortada ao meio para que você tenha o dobro o número de células no módulo solar (ou seja, 120 ou 144).
Nem todos os painéis são criados iguais
Para encontrar os painéis solares certos para sua casa e seu bolso, há uma variedade de critérios a serem considerados, incluindo qualidade do produto, durabilidade e desempenho a longo prazo.
Inversores
As células em seus painéis solares coletam a energia do sol e a transformam em eletricidade de corrente contínua (CC). A maioria das residências e empresas, no entanto, usa corrente alternada (CA). Os inversores transformam a eletricidade CC de seus painéis em eletricidade CA utilizável. Existem dois tipos básicos de inversores solares: inversores string (ou centralizados) e microinversores. Os inversores de string também podem adicionar otimizadores de energia para funcionar de maneira semelhante a um sistema de microinversor.
Inversor string (ou centralizado): Um único inversor conecta toda a sua matriz de painéis solares ao seu painel elétrico. Os inversores são frequentemente a opção de inversor mais barata e são uma tecnologia muito durável que historicamente tem sido o tipo de inversor mais comumente instalado. Várias cadeias de painéis podem ser conectadas a cada inversor; no entanto, se a produção de eletricidade de um dos painéis em uma string cair (como pode acontecer devido ao sombreamento), ela pode reduzir temporariamente o desempenho de toda essa string.
Microinversores: Se você escolher microinversores , um é (geralmente) instalado em cada painel solar, o que permite que cada painel maximize a produção. Se alguns de seus painéis estiverem sombreados em diferentes horários do dia ou se não estiverem todos instalados na mesma direção, os microinversores minimizarão os problemas de desempenho. O custo dos microinversores tende a ser maior do que o custo dos inversores string.
Otimizadores de energia: os sistemas que usam otimizadores de energia são um híbrido de sistemas microinversores e inversores de string. Como os microinversores, os otimizadores de energia são instalados em cada painel. No entanto, em vez de converter a eletricidade CC dos painéis solares em eletricidade CA, os otimizadores “condicionam” a eletricidade CC antes de enviá-la para um inversor centralizado. Como os microinversores, eles funcionam bem quando um ou mais painéis são sombreados ou se os painéis são instalados em direções diferentes. Os sistemas otimizadores de energia tendem a custar mais do que os sistemas inversores de string, mas menos do que os sistemas microinversores.
Sistemas de montagem e estantes
Os sistemas de rack e montagem solar são as peças de hardware que fixam seus painéis solares no telhado ou no solo.
Para ter o melhor desempenho, os painéis solares devem estar voltados para o sul e ser instalados em um ângulo entre 30 e 45 graus (dependendo da distância do equador). Painéis voltados para leste ou oeste e em um ângulo de inclinação de cinco graus ou mais ainda funcionarão bem, mas produzirão de 10 a 20% menos eletricidade do que aqueles instalados em condições ideais. Para a energia solar residencial, a maioria dos sistemas montados no telhado são sistemas “planos”, o que significa que a inclinação de seus painéis solares é paralela à inclinação de seu telhado. Em alguns casos, porém, você pode usar estantes para inclinar ou posicionar seus painéis em um ângulo que seja melhor para capturar os raios solares.
Existem dois tipos de suportes: suportes fixos, nos quais os painéis permanecem estacionários, e suportes de rastreamento, que permitem que os painéis “sigam” o sol enquanto ele se move pelo céu durante o dia (montagens de trilhos de eixo único) e durante a mudança estações (montagens de trilha de eixo duplo). As montagens de rastreador são adequadas apenas para sistemas solares montados no solo .
Sistemas de monitoramento de desempenho
Os sistemas de monitoramento de desempenho fornecem informações detalhadas sobre o desempenho do seu sistema de painéis solares. Com um sistema de monitoramento, você pode medir e rastrear a quantidade de eletricidade que seu sistema produz por hora.
Todos os inversores usados com mais frequência no mercado residencial vêm com aplicativos de monitoramento de produção para que você possa acompanhar a saída de seus painéis. Em alguns casos, o aplicativo também fornece monitoramento de consumo para ajudá-lo a acompanhar a economia geral do seu sistema de painéis solares. Observação: esse monitoramento adicional de consumo pode ter um custo extra.
Monitorar seu sistema de painéis solares pode ajudá-lo a identificar quaisquer problemas de desempenho para ajudar a garantir que você maximize a produção de eletricidade – e retornos financeiros! – de seu sistema de painéis solares.
Existem dois tipos principais de sistemas de monitoramento:
- Monitoramento no local:O dispositivo de monitoramento está localizado fisicamente em sua propriedade e registra a quantidade de eletricidade produzida.
- Monitoramento remoto:seu sistema solar fotovoltaico transmite seus dados de desempenho para um serviço de monitoramento que você pode acessar online ou com um dispositivo móvel.