O que é a energia solar fotovoltaica?
O processo de conversão de luz (fótons) em eletricidade (voltagem) é chamado de efeito solar fotovoltaico (PV). As células solares fotovoltaicas convertem a luz solar diretamente em energia solar (eletricidade). Elas usam as camadas finas do material semicondutor carregado de forma diferente entre as camadas superior e inferior. O material semicondutor pode ser encerrado entre uma folha de vidro e/ou uma resina polimérica.
Quando expostos à luz do dia, os elétrons do material semicondutor absorvem os fótons, tornando-os altamente energizados. Estes movem-se entre as camadas superior e inferior do material semicondutor. Este movimento de elétrons gera uma corrente conhecida como corrente contínua (CC). Este é então alimentado por um inversor, que converte a energia em corrente alternada (CA), para ser usada na sua casa.
Tipos de painéis solares
Os diferentes tipos de instalação solar fotovoltaica requerem componentes ligeiramente diferentes. No entanto, nas próximas duas seções, explicaremos com detalhe, os principais elementos que compõe o painel fotovoltaico solar e que permitirão fornecer eletricidade gratuita e 100% renovável.
O painel solar é o elemento-chave de qualquer sistema solar fotovoltaico, que converte a energia do sol em corrente elétrica. Há três tipos de panéis solares (assim como existe a versão híbrida) que são produzidos comercialmente, tendo todos por base, semicondutores de silício:
Células solares Monocistalinas
Esta categoria de célula solar é feita a partir de módulos finos de silício, cortados de cristais desenvolvidos artificialmente. Essas células são criadas a partir de cristais únicos cultivados isoladamente, tornando-as as mais caras das três variedades (aproximadamente 35% mais caras do que células policristalinas equivalentes), mas têm a maior taxa de eficiência – entre 15-24%.
Células solares Policristalinas
Este género de célula solar, também é produzida a partir de módulos de silício cortados de cristais desenvolvidos artificialmente. Mas ao invés de cristais únicos, recorre a múltiplos cristais de silício interligados e gerados juntamente. O que permite que a sua produção seja mais barata, mas a sua eficiência é menor do que a das células solares monocristalinas, correspondendo geralmente a 13-18%.
Células solares amorfas
Esta é a categoria de célula solar mais barata no que concerne à sua produção, sendo relativamente nova no mercado. É produzida de forma bastante distinta das outras duas. Em vez de recorrer a cristais, o silício é depositado muito finamente num substrato de apoio.
Existem dois benefícios que advém da célula solar amorfa: o primeiro tem a ver com o facto de a camada de silício ser tão fina que permite que as células solares sejam flexíveis e; o segundo, está relacionado com elas serem mais eficientes em situações de fraca luminosidade (tal como acontece durante o inverno).
Contudo, isto tem claramente um preço: elas têm a classificação de eficiência mais baixa dos três tipos – cerca de 7% – 9%, exigindo o dobro do tamanho do painel para produzir a mesma energia. No entanto, como se trata de uma ciência relativamente nova, não há uma técnica consensual de produção na indústria, razão pela qual eles não são tão robustos como os outros dois tipos.
Células Solares Hibridas
Esta não é um tipo de célula solar em si; em vez disso, é uma combinação de células solares amorfas e células solares monocristalinas. Elas são conhecidas como células solares HIT (hétero-junções de camada fina intrínseca – um pouco complexo!) E têm classificações de eficiência mais altas do que qualquer uma das outras três categorias de células solares. Para além disso, são as mais adequadas para climas com mais sol, onde as temperaturas tendem a ultrapassar 25ºC, gerando cerca de 10% mais de eletricidade.
Acreditamos que, em muitos casos, as células policristalinas são a opção mais adequada pois oferecem uma boa relação custo-benefício e, por outro lado, são relativamente eficientes.
Inversores solares fotovoltaicos
Toda a eletricidade gerada pelos painéis solares é produzida em corrente contínua (CC), o que difere da eletricidade distribuída pela rede, utilizada nas nossas casas, que é a corrente alternada (CA). Essa é a razão pela qual, grande parte dos sistemas solares fotovoltaicos se encontram ligados a algum tipo de inversor, que muda de CC para CA, permitindo ao indivíduo vender a eletricidade de volta à rede (em sistemas ligados à rede) ou ser facilmente utilizada nas residências.
Existem 2 tipos principais de inversores que podem ser instalados num sistema solar fotovoltaico.
A Bateria
Um dos maiores problemas dos sistemas solares fotovoltaicos é o facto de eles apenas produzirem eletricidade quando há sol. Se tentar ‘desligar’ ou recorrer à bateria em situações corte da rede, precisará de baterias no seu sistema solar fotovoltaico.
Nesses sistemas, a eletricidade produzida a partir das células solares é usada em casa conforme necessário ou, se não houver demanda na casa, ela é convertida em energia química na forma de baterias. Essas baterias podem, então, produzir eletricidade à noite para permitir que seja usada no sistema solar fotovoltaico ’24 / 7 ′.
Controladores de Carga Solar
Os controladores de carga solar (também conhecidos como reguladores de carga solar) são usados em sistemas solares fotovoltaicos para evitar que as baterias fiquem sobrecarregadas. Caso pretenda implementar um sistema “vinculado à rede” não é necessário ter um controlador de carga solar, pois qualquer excesso de eletricidade que não for utilizada durante um determinado período, é diretamente vendido de volta à rede.
Montagem de painéis solares
Tal como referido previamente, a quantidade de energia que o sistema solar fotovoltaico gera, depende da intensidade da luz que incide no painel solar. Existem três tipos de montagem de painéis solares que ajudam a maximizar a quantidade de absorção de luz solar.
Últimas considerações sobre o investimento num sistema solar fotovoltaico
Após receber os orçamentos para a instalação da energia solar fotovoltaica, deve fazer uma análise para verificar se faz sentido proceder a tal investimento. No entanto, é imprescindível ter em mente que as matrizes solares fotovoltaicas são modulares, ou seja, permitem que se instalem novos painéis posteriormente, de acordo com a sua disponibilidade financeira, podendo assim, aumentar a produção elétrica gerada pelo sistema.
Instalar um painel solar fotovoltaico na sua propriedade não deve ser apenas uma decisão financeira; mas também ter em conta a segurança energética.
