Tudo o que você precisa saber sobre placas fotovoltaicas
O que são as placas fotovoltaicas
Os sistemas de geração de energia elétrica por meio da luz solar são compostos por diversos equipamentos. Entre eles, se encontram as placas fotovoltaicas, um dos elementos mais importantes de todo o sistema.
A variação da escala e do potencial de geração de energia de um gerador fotovoltaico se deve ao aspecto modular dessas placas, que são agrupadas e dimensionadas de acordo com a necessidade do cliente. Assim, é possível atender todo tamanho de demanda, de casas até grandes indústrias.
Dentro do sistema fotovoltaico, as placas são os componentes mais visíveis, que ficam expostos à radiação solar. Instaladas nos telhados dos imóveis ou ainda em solo, esses elementos costumam chamar bastante atenção, principalmente quando o local em questão tem uma grande demanda de energia.
As placas comercializadas no mercado atualmente se distinguem pela quantidade de células presentes nelas, que podem variar entre 36 e 72. As células fotovoltaicas nada mais são do que os dispositivos responsáveis pela conversão da luz do sol em energia elétrica.
Além da quantidade de células, as placas fotovoltaicas também podem variar de acordo com o material do qual são feitas, sendo o silício o mais comum deles, apresentado em diferentes formas.
Entendendo as placas fotovoltaicas
Como citamos no tópico anterior, as células fotovoltaicas são os componentes responsáveis pela conversão da energia solar em energia elétrica. Assim, quanto mais células um módulo (ou placa) fotovoltaico tiver, maior será o seu potencial de geração de energia.
O processo no qual ocorre a conversão da luz solar em eletricidade é chamado de Efeito Fotovoltaico e foi descoberto pelo físico francês Edmond Becquerel, no ano de 1839.
Efeito Fotovoltaico
O processo é bastante simples: o efeito fotovoltaico acontece quando os fótons, partículas essenciais presentes na luz, atingem as células fotovoltaicas, reagindo com o material do qual elas são compostas, como o silício.
Uma célula é formada por duas camadas finas de um material resultante da composição química do silício com outros elementos, de modo que apresentem polaridades distintas, sendo uma negativa e outra positiva.
Inseridas na célula, essas camadas são separadas por uma fina grade, de modo que a parte negativa (com excesso de elétrons) esteja na parte superior e a camada positiva (com falta de elétrons), na porção inferior.
Quando os fótons provenientes da luz solar atingem a superfície da célula, ocorre uma reação com o silício, desprendendo os elétrons da camada superior. Como as camadas estão separadas, normalmente não ocorreria a troca de elétrons para a parte positiva da célula. É nessa hora que atua a grade separadora. Ela torna-se o único caminho para a troca desses elétrons, criando, então, uma corrente elétrica proveniente da energia solar.
As placas e o sistema fotovoltaico
Agora que você já sabe como funciona o processo físico da geração de energia elétrica solar, é hora de entender qual o papel das placas fotovoltaicas dentro do sistema.
Os painéis fotovoltaicos, compostos pelas placas ou módulos, captam a luz do sol, transformando-a em energia elétrica por meio do efeito que explicamos anteriormente. O painel solar direciona a energia para um equipamento denominado inversor solar.
O inversor converte a energia elétrica captada pelos painéis na forma de corrente contínua para a corrente alternada. Uma conversão fundamental, já que todos os aparelhos elétricos trabalham no sistema de corrente alternada, bem como o sistema de distribuição das empresas de energia elétrica.
A partir da conversão, essa energia pode seguir dois caminhos distintos. No sistema off-grid, ela é direcionada para baterias que abastecerão o imóvel de maneira direta. Esse sistema é menos comum no mercado, uma vez que não há conexão com a rede pública de distribuição.
Já no sistema on-grid, a energia elétrica é direcionada para o “quadro de luz” do imóvel, que está conectado à rede pública de distribuição. Dessa maneira, a energia gerada é consumida indiretamente, sendo usualmente utilizada no sistema de compensação de créditos solares.
Conheça os principais tipos de placas fotovoltaicas
Como citamos, existem algumas diferenças nos tipos de placas fotovoltaicas, principalmente no que diz respeito ao material do qual são feitas. A principal consequência disso é que há diferenças na eficiência de cada placa.
A eficiência energética da placa fotovoltaica é expressada em porcentagem (%) e significa quanto da luz incidente na placa é transformada em energia elétrica para o consumo do imóvel.
Assim, quanto maior for a eficiência do painel solar, mais energia por metro quadrado ele gerará. E quanto maior for sua eficiência, menor será o tamanho do painel para a mesma produção energética, proporcionalmente.
O silício está presente em quase 80% dos sistemas instalados no mundo, seja em sua forma simples, seja em alguma variação do elemento. No ano de 2014, por exemplo, cerca de 85% dos sistemas fotovoltaicos utilizavam tecnologia baseada em silício (Si), o que mostra claramente quais são as tendências > atuais do mercado.
Uma importante variável que diz respeito à eficiência do painel fotovoltaico é a pureza do silício, ou seja, quanto mais bem alinhadas estão as moléculas de silício (isto é, quanto mais puro o material), melhor será a conversão da energia solar em elétrica.
Entretanto, o processo sintético de purificação do silício é caro e impacta diretamente no preço final das placas fotovoltaicas, chegando a significar 45% de todo esse valor.
Painel fotovoltaico de silício monocristalino
A tecnologia existente nas placas de silício monocristalino foi a pioneira e apresenta ótima eficiência, variando de 14 a 22%.
É muito fácil reconhecer uma placa fotovoltaica de silício monocristalino (mono-Si). Além da cor uniforme, o que indica alta pureza do silício, as placas também têm os cantos arredondados.
Feitos a partir de um único cristal ultrapuro de silício, as lâminas são fatiadas e tratadas, originando as células fotovoltaicas. Cada célula tem suas bordas cortadas para otimizar o espaço disponível nas placas, aproveitando o máximo possível de área.
- Saiba tudo sobre o painel solar monocristalino
Por causa da sua alta eficiência, o painel fotovoltaico de silício monocristalino demanda menos espaço, o que pode ser uma grande vantagem para imóveis que não dispõem de telhados muito grandes. Também funcionam muito melhor em condições de pouca luz e têm uma durabilidade de cerca de 30 anos — além de uma garantia de 25 anos.
Painel fotovoltaico de silício policristalino
Ligeiramente diferentes dos monocristalinos, as placas de silício policristalino passam por outro processo de fabricação. Aqui, os cristais de silício são fundidos em um grande bloco, preservando a formação de vários cristais (daí o seu nome).
Esse bloco é fatiado, assim como no processo de fabricação do silício monocristalino, mas com etapas mais simplificadas. A grande diferença está na forma como as células são produzidas, fazendo com que as de silício policristalino apresentem uma eficiência apenas ligeiramente menor do que a tecnologia mais cara, com cerca de 13 a 18%.
Os painéis policristalinos são mais baratos em comparação aos monocristalinos. Ambos compartilham resistência semelhante, com cerca de 30 anos de vida útil e garantia de 25. As placas fotovoltaicas policristalinas têm uma eficiência menor, precisam de uma área maior para gerar a mesma quantidade de energia. Na prática, isso significa menos Watts por hora por m².
Painel fotovoltaico de filme fino
Basicamente, o processo de produção consiste na deposição de várias camadas de filme fotovoltaico sobre um substrato. Também são conhecidos como células fotovoltaicas de película fina, ou TFPV.
Existem diferentes tipos de placas fotovoltaicas de filme fino que se diferenciam, basicamente, pelo tipo de composição do material depositado sobre o substrato, podendo ser:
- silício amorfo (a-Si);
- telureto de cádmio (CdTe);
- cobre, índio e gálio seleneto (CIS/CIGS);
- células solares fotovoltaicas orgânicas (OPV).
A depender do tipo de material escolhido para as placas de filme fino, a eficiência pode variar entre 7 e 13%. Entretanto, algumas novas tecnologias para esse tipo de material vêm alcançando níveis de eficiência muito maiores, cerca de 16%, como os painéis policristalinos.
No ano de 2015, as placas fotovoltaicas de filme fino representavam cerca de 20% de todo o mercado mundial, ganhando cada vez mais espaço entre a concorrência. Se comparada com a tecnologia cristalina, a produção de filme fino é muito mais simples e pode ser feita em massa. Isso significa que são painéis muito mais baratos, tanto os materiais quanto o processo produtivo.
Além disso, como são compostas por camadas uniformes de filme fino, essas placas fotovoltaicas apresentam uma estética muito mais atraente. E por serem feitas de um material flexível, as opções de aplicação se expandem consideravelmente. Isso sem falar na maior resistência a altas temperaturas e o baixo impacto do sombreamento na eficiência desse tipo de material.
Mas nem tudo são vantagens para os painéis fotovoltaicos de filme fino. Como têm uma eficiência menor, demandam proporcionalmente mais espaço na instalação. Além disso, os custos com instalação e mão de obra são maiores — uma vez que esses são pontos que variam de acordo com o tamanho da área de instalação.
No que diz respeito à resistência, eles são consideravelmente mais frágeis do que as placas cristalinas, o que significa também uma garantia muito menor.
Saiba como escolher a placa fotovoltaica ideal para você
Entre as diversas opções existentes no mercado atualmente, é preciso ter bastante conhecimento para entender qual o tipo de placa fotovoltaica se encaixa melhor na sua demanda.
O primeiro aspecto é delimitar se a intenção é obter algum tipo de economia na conta ou se a ideia é lucrar com energia solar. Dependendo do objetivo, o custo-benefício pode variar, bem como a disponibilidade de área para o sistema a ser instalado.
Pensando nisso, separamos 10 pontos essenciais que devem ser observados na hora de adquirir suas placas fotovoltaicas. Confira:
1. Garantia
Os melhores fabricantes trabalham com longos períodos de garantia, que cobrem cerca de 25 anos com o mínimo de 80% da potência original do sistema.
Esse tipo de garantia do fabricante traz uma vantagem muito grande, mas de nada adianta se o serviço não for coberto por ela. Isso acontece porque a maioria dos fabricantes das placas fotovoltaicas comercializadas no Brasil ainda é estrangeira, o que pode resultar em alguns entraves na hora de acionar a garantia.
Por isso, busque saber com seu instalador se a garantia das placas adquiridas é coberta por alguma entidade brasileira, se a empresa possui representantes no país e, em caso de alguma disfunção no sistema, quais são os trâmites necessários para que essa garantia seja cumprida.
2. Eficiência
A instalação de um sistema fotovoltaico passa por alguns processos iniciais muito importantes. O primeiro deles é o projeto, que deverá ser aprovado pela distribuidora de energia do seu estado no caso de sistema on-grid. Esse projeto é feito por um engenheiro eletricista especializado, que calculará as necessidades e os potenciais de geração de energia para o estabelecimento em questão.
Assim, será possível encontrar o balanço correto entre a área ocupada pela instalação e a eficiência dos painéis instalados. Como explicamos, a eficiência energética das placas fotovoltaicas guarda uma proporção inversa com a área necessária para instalação. Isso significa que quanto mais eficientes forem as placas fotovoltaicas escolhidas, menor será a área necessária. Nesse caso, porém, as placas têm um custo maior — o que pode ser negociado, caso a necessidade de espaço não seja tão grande.
O contrário também é válido, uma vez que placas menos eficientes demandam mais espaço, já que precisam de mais módulos instalados. Por isso, procure saber com o engenheiro responsável qual o melhor custo-benefício para sua instalação. Nem sempre a placa mais barata significa menos gastos com o sistema como um todo.
3. Material
Existem hoje no mercado diversos tipos de placas fotovoltaicas disponíveis. Das cristalinas às de filme fino, cada uma tem seus prós e contras, se adequando a cada tipo específico de projeto.
Pesquise a fundo as diferenças entre cada uma das placas e converse com o responsável pela sua instalação para entender melhor os benefícios de cada opção. Assim, você chegará mais facilmente a uma decisão que resulte no melhor custo-benefício possível.
4. Fabricantes
Como é possível perceber, o mercado de placas fotovoltaicas nunca esteve tão aquecido quanto atualmente. São centenas de fabricantes espalhados pelo mundo inteiro, o que demanda uma pesquisa ainda mais aprofundada na hora de investir nessa tecnologia.
Procure saber do passado histórico da fabricante, de suas credenciais e das empresas que já trabalham com essa marca. Analise também as questões referentes à cobertura de danos e a garantia por mau funcionamento. É fundamental saber se existe um escritório da empresa no Brasil, pois isso facilita qualquer necessidade de contato.
5. Tolerância de potência
Um aspecto técnico fundamental que deve ser observado na hora de escolher uma placa fotovoltaica para o seu sistema é a tolerância de potência. Esse fator nada mais é do que a variação de potência indicada no descritivo do produto e a energia que realmente será gerada.
Por exemplo: um painel fotovoltaico de 330W que apresente uma tolerância de potência de -5%/+5%, pode produzir, no final das contas, uma quantidade de energia que variará entre 313,5W e 346,5W.
Procure por fabricantes que apresentem o que é chamado de tolerância de potência positiva. Isso significa que o fornecedor garante, no mínimo, uma quantidade de energia igual à que está especificada no painel.
6. Moldura
Um ótimo indicador da qualidade geral de um painel fotovoltaico é a qualidade da moldura de alumínio que o cerca. Observe as bordas do painel. Elas foram coladas, soldadas ou aparafusadas? Existem brechas na instalação?
Fuja de painéis com fixação colada, pois esses apresentam, geralmente, uma pior qualidade. Se a estética da instalação for importante para você, busque fornecedores que ofereçam um painel fotovoltaico anodizado em preto. Apesar do preço mais salgado, são muito bonitos.
7. Backsheet
Independentemente do material utilizado, todos os painéis fotovoltaicos possuem uma folha de plástico por trás, com a função de proteger as células fotovoltaicas — chamado de backsheet.
Se houver qualquer tipo de dano nessa folha, como bolhas de ar ou partes descoladas, é sinal de que este é um produto de baixa qualidade.
8. Diodos de bypass
Caso você esteja determinado a adquirir placas fotovoltaicas cristalinas, sejam elas mono ou poli, os diodos de bypass são componentes obrigatórios. Peças baratas individualmente, esses diodos são colocados na parte de trás do painel, posicionados em cada série de células.
Sem os diodos de bypass, qualquer sombreamento no seu sistema poderá acarretar uma queda na produção de energia.
9. Coeficiente de temperatura
Você se lembra quando explicamos mais acima que a maioria dos painéis vendidos no Brasil é importado? Pois bem, isso é muito significativo quando falamos do coeficiente de temperatura, afinal, a nossa realidade climática é muito diferente da de locais como a Europa e os Estados Unidos.
Esse coeficiente de temperatura é um número que descreverá de que maneira as placas fotovoltaicas se comportarão em temperaturas mais elevadas, considerando números acima de 25ºC.
Expresso em % por ºC, o coeficiente é melhor quando não ultrapassa 0,5%. Placas que apresentam um coeficiente de temperatura entre 0,3% e 0,45% são de excelente qualidade, pois produzirão ótimas quantidades de energia mesmo em dias muito quentes.
Acima de 0,6% é preciso tomar cuidado, pois pode-se tratar de um produto de baixa qualidade.
10. Custo
Se você observou todos os pontos descritos até aqui, o custo não será um problema. Assim como qualquer outro produto, as placas fotovoltaicas são oferecidas em uma infinidade de preços e, principalmente, de qualidade.
Por isso, com a confiança de uma boa empresa fornecedora, é possível encontrar preços mais competitivos e até mesmo promoções. Mas tenha muito cuidado! O custo jamais deve ser o primeiro item da sua lista de prioridades. Se você quiser um produto muito barato, pagará o preço de uma qualidade bastante reduzida.
Além desses pontos, é fundamental procurar por qualidade em todo o restante do sistema fotovoltaico. Garantias e assistência para o inversor, por exemplo, são essenciais para evitar dores de cabeça futuras. Busque por empresas que ofereçam, pelo menos, 5 anos de garantia de seus serviços e tenham assistência técnica qualificada.
Os cabos e os conectores são outros itens muito importantes que devem ser observados na hora de instalar um sistema fotovoltaico. Bons produtos devem durar tanto quanto as próprias placas fotovoltaicas! Certifique-se também de que eles sejam específicos para o tipo de placa que você adquiriu, isso sem contar com a já citada garantia.
Quando falamos de placas fotovoltaicas, a procura por produtos e serviços de qualidade pode ser extensa e demasiadamente técnica, mas é igualmente importante para a satisfação do cliente. Por serem produtos capazes de gerar uma economia tão grande para os consumidores, é fundamental que sejam de alta qualidade. Para isso, nada melhor do que conhecer todos os pormenores envolvidos em um sistema fotovoltaico.