Painel de energia solar: o que é e como funciona?

O painel de energia solar é uma das tecnologias mais sustentáveis para obtenção de energia. E uma das fontes de energia renovável que vem crescendo e ganhando mais espaço entre os brasileiros é a solar.

O Brasil é um excelente mercado para este setor energético, pois a radiação solar média que incide sobre a superfície do país é de até 2300 quilowatt-hora por metro quadrado (kWh/m²), conforme o Atlas Solarimétrico da Cepel.

Apesar dos incentivos à utilização da energia solar, muita gente ainda tem dúvidas sobre como aplicar a energia da luz do Sol em casa.

Como funciona o sistema? Quanto custa para instalar uma placa solar? O retorno financeiro é vantajoso? As perguntas são muitas. Bem, vamos às respostas!

Por que energia solar?

A energia solar é importante por possibilitar uma diminuição das preocupações em relação aos reservatórios das usinas hidrelétricas, que nos últimos anos têm sofrido com a falta de chuvas e com o excesso de sol.

Um sistema de energia solar é capaz de gerar energia elétrica utilizando a radiação solar. A energia produzida pode ser utilizada no abastecimento da rede elétrica em larga escala, como acontece em usinas solares.

Mas também pode ser gerada em escalas menores, residenciais (energia solar residencial), servindo para abastecer a residência onde o sistema foi instalado.

Esses sistemas conectados possuem alguns componentes básicos, agrupados em três diferentes blocos: o bloco gerador, o bloco de condicionamento de potência e o bloco de armazenamento. Cada grupo é formado por componentes com funções específicas.

• Bloco gerador: painéis solares; cabos; estrutura de suporte.
• Bloco de condicionamento de potência: inversores; controladores de carga.
• Bloco de armazenamento: baterias.

O painel de energia solar é considerado o coração dos sistema fotovoltaico e faz parte do primeiro bloco, o de geração de energia.

Sua função específica é a de converter a energia solar em eletricidade. O número de painéis necessários vai de acordo com a demanda de energia da residência.

Como funciona?

O painel de energia solar gera energia elétrica a partir do sol de forma muito simples. Um painel solar é formado por um conjunto de células fotovoltaicas de silício, que possuem elétrons (partículas de carga negativa que giram ao redor dos núcleos dos átomos).,

Por sua vez, estes, ao serem atingidos pela radiação solar, se movimentam, gerando uma corrente elétrica.

Tamanho e vida útil

Os tamanhos e pesos dos diferentes tipos de painel solar são bastante variáveis. Mas um painel possui, em média, aproximadamente um metro quadrado, e pesa pouco mais de dez quilos.

Um painel destas proporções possui cerca de 36 células fotovoltaicas, sendo capaz de produzir por volta de 17 volts, e uma potência de até 140 watts.

Os modelos existentes geralmente variam de 5 até 300 watts de potencia máxima, dependendo da finalidade de seu uso, e da tecnologia adotada.

Além disso, podem ser instalados diversos painéis fotovoltaicos, que podem ser organizados de formas diferentes, possibilitando que se trabalhe com muitas variações de sistemas solares.

Um painel solar tem vida útil de aproximadamente 30 anos, sendo bem prático por não precisar de manutenção (lembrando que outros componentes do sistema podem ter uma vida útil maior ou menor).

O tempo de retorno do investimento, no sistema fotovoltaico, pode variar de oito a dez anos, quando a conta de energia não precisará mais ser paga.

Existem três tipos básicos de painéis solares fotovoltaicos:

Painéis solares de silício monocristalino

São mais eficientes e feitos de células monocristalinas de silício, ou seja, cada célula é formada por um único cristal desse elemento.

O processo de fabricação desses painéis é complexo, pois exige a produção de cristais únicos de células de silício de alta pureza para cada célula fotovoltaica.

Painéis solares policristalinos

De menor eficiência do que o painel anterior, nos policristalinos as células são formadas por diversos cristais, e não somente um. O resultado final é uma célula fotovoltaica com aparência de vidro quebrado.

Painéis de filme fino

O material fotovoltaico é depositado diretamente sobre uma superfície (podendo ser de metal ou de vidro), para formar o painel.

Apesar de serem mais baratos, possuem uma eficiência muito menor, fazendo com que seja necessária uma área bem maior para compensar.

Como escolher?

A escolha do tipo e da quantidade de painéis a serem instalados depende de diversos aspectos, tais como:

• Demanda de energia;
• Finalidade de uso da energia;
• Local da instalação do sistema;
• Espaço disponível.

Onde instalar?

O painel solar residencial geralmente é instalado nos telhados (rooftop). Confira algumas recomendações:

• A geração de eletricidade pelo painel de energia solar pode ser prejudicada por ventos, sombras e superfícies reflexivas, que interferem, diminuindo a eficiência do processo.
• É importante que haja uma boa circulação de ar no local, para que as células não superaqueçam.
• O telhado deve ser resistente ao peso dos painéis.
• A inclinação e orientação dos painéis também pode interferir em sua eficiência. No caso do Brasil, localizado no hemisfério sul da Terra, o painel solar instalado na sua residência deve ter a face orientada para o norte verdadeiro (que não é o mesmo norte dado pela bússola).
• Para países do hemisfério norte, o painel de energia solar deve estar orientado para o sul verdadeiro. O norte magnético, para onde uma bússola padrão aponta, está alinhado com os polos da Terra e está em constante movimento, apesar de leve. O norte real é o que você vê em um mapa de papel: é constante.