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A telha fotovoltaica, também conhecida como telha solar, funciona como um mini painel fotovoltaico, que tem como função converter a radiação solar em energia elétrica por meio da energia fotovoltaica. Assim, ela é configurada para parecer e funcionar como uma telha convencional enquanto gera eletricidade.
Considerada parte de um conjunto de alternativas para a mitigação das mudanças climáticas, a telha fotovoltaica é um tipo de solução solar chamada Sistema Fotovoltaico Integrado (BIPV), isto é, células fotovoltaicas que estão integradas na construção de materiais.
A energia fotovoltaica é a energia obtida por meio da conversão direta da luz solar em eletricidade. O efeito fotovoltaico, relatado pelo físico Edmond Becquerel em 1839, pode ser entendido como a geração de uma tensão elétrica nas extremidades da estrutura de um material semicondutor, produzida pela absorção da luz. A célula solar ou fotovoltaica é a unidade fundamental desse processo de conversão da luz solar em energia elétrica.
A energia fotovoltaica é considerada um tipo de energia renovável e limpa, que pode ser gerada para autoconsumo em instalações pequenas ou para abastecer estabelecimentos e indústrias em grandes usinas fotovoltaicas. Dessa maneira, além de poderem ser instaladas em residências, as células solares podem ser conectadas à rede de energia, auxiliando na diminuição de custos. Há casos em que os painéis produzem mais energia do que necessário, possibilitando sua venda para a rede elétrica.
Célula fotovoltaica é um dispositivo capaz de converter a radiação solar diretamente em energia elétrica por meio do efeito fotovoltaico. Existem diversos tipos de células solares, que são classificadas de acordo com os materiais utilizados em seu processo de fabricação.
Os principais tipos de células fotovoltaicas são produzidas em silício, podendo ser cristalino, monocristalino (mono-Si), policristalino (multi-Si) e silício amorfo (a-Si). No geral, são usadas quatro células fotovoltaicas interligadas em série para montar uma telha fotovoltaica.
Quando a célula fotovoltaica é exposta à luz, parte dos elétrons do material iluminado absorve fótons. Os elétrons livres são transportados pelo material semicondutor até serem puxados por um campo elétrico, o qual é formado na área de junção dos materiais por uma diferença de potencial elétrico existente entre esses materiais semicondutores. Os elétrons livres são levados para fora das células de energia solar e ficam disponíveis para serem usados na forma de energia elétrica.
O sistema fotovoltaico não requer alta irradiação solar para funcionar. Contudo, a quantidade de energia gerada depende da densidade das nuvens, de forma que um número alto de nuvens pode resultar em uma menor produção de energia em comparação a dias de céu completamente aberto.
A geração de energia elétrica tem os painéis solares como principais componentes, que compõem o bloco gerador. A placa solar monocristalina caracteriza-se por suas células fotovoltaicas de coloração preta com bordas arredondadas. Cada célula é constituída por um cristal inteiro de silício, o que torna essas células mais potentes que as placas solares policristalinas. Para a produção do painel solar monocristalino, a solidificação do silício deve ser feita cuidadosamente, o que encarece o custo desse painel fotovoltaico.
A placa solar policristalina, no entanto, é uma placa de energia solar com a vida útil de 25 a 35 anos com células fotovoltaicas azuis e bordas retas. Sua resistência ao aumento de temperatura é maior e suas células são feitas de vários cristais de silício fundidos, o que diminui a eficiência do painel solar.
Um sistema fotovoltaico aponta o modelo em que o kit de energia solar fotovoltaico deve seguir na sua instalação. Existem dois modelos que se diferenciam pela conexão com a rede de distribuição de energia elétrica.
O sistema off-grid de energia solar, também chamado de sistema autônomo ou isolado, não é conectado à rede de distribuição de energia elétrica. Ele é usado para propósitos específicos e pequenos, como bombeamento de água e iluminação pública. Dessa maneira, a energia solar off-grid excedente gerada é armazenada em baterias e utilizada em momentos com pouca ou nenhuma incidência de luz solar.
O sistema on-grid de energia solar, também chamado de grid-tie, compreende um sistema que precisa estar conectado à rede de distribuição de energia elétrica (geração distribuída), tendo o inversor solar on-grid como principal diferencial. Dessa forma, o kit solar on-grid não dispõe de bateria para o armazenamento de eletricidade e o inversor solar, ou inversor on-grid, tem a função de sincronizar com a rede pública.
Com essa função, toda energia solar on-grid excedente é mandada para a rede elétrica da distribuidora de energia, sendo convertida em créditos de energia. Assim, esses créditos podem ser utilizados quando a irradiação solar não for suficiente para suprir a demanda.
A telha fotovoltaica é uma ótima opção para quem busca gerar energia limpa e renovável, contribuindo no combate às mudanças climáticas. Outra vantagem é que a telha fotovoltaica é mais resistente do que telhas normais, como as de cerâmica. Dessa forma, ela consegue durar décadas e resistir a eventos climáticos extremos.
Vale ressaltar que cada telha fotovoltaica possui uma média de geração de 1,15 kWh. Isso significa que, a longo prazo, o retorno do investimento será compensado, já que não será mais preciso gastar com a conta de luz além das taxas fixas estabelecidas pela lei nº 14.300/22 e manutenção, caso necessário.
Por outro lado, as telhas fotovoltaicas carregam um alto custo de instalação, ainda mais por não serem tão difundidas no Brasil e no mundo. Assim, o retorno do investimento pode demorar mais do que a instalação de um sistema fotovoltaico com painéis solares convencionais.
Além disso, a telha fotovoltaica é capaz de gerar menos energia elétrica do que painéis solares maiores, isto é, sua eficiência é menor. Da mesma forma, a eficiência das telhas também pode ser reduzida dependendo da inclinação e localização do telhado do estabelecimento. Por isso, é recomendável checar os dados de irradiação solar por cidade.
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