Quais os tipos de Painel Solar Fotovoltaico

Quando você estiver à procura ou até mesmo negociando com empresas fornecedoras de painéis fotovoltaicos é necessário que você diferencia um orçamento do outro, comparando a tecnologia dos painéis.

Para ajudar você nessa tarefa montamos um guia sobre o melhor tipo de painel solar fotovoltaico para você escolher o melhor sistema que irá atender suas necessidades e garantir também a durabilidade do produto. Continue conosco até o fim deste artigo e confira!

O que é uma placa solar?

Uma Placa Solar é uma placa que capta a energia solar, ou seja, é utilizada para converter a luz do sol em energia elétrica, tendo em sua composição células solares fotovoltaicas. Essa célula é responsável por absorver a energia solar e gerar eletricidade em duas camadas opostas.

Considerada uma energia limpa, a placa coleta os fótons da luz solar e logo converte os fótons em corrente elétrica. A energia captada pelas placas pode ser utilizada de diversas formas, seja em residências, comércios, indústrias e iluminação externa de espaços públicos.

As placas solares possuem mínima manutenção o que contribui para a sua lista de benefícios na hora de escolher um projeto, portanto, elas podem durar anos e não prejudicam o meio ambiente já que a mesma não emite nenhum tipo de gás poluente.

Eficiência do Painel Solar fotovoltaico

Quando falamos em eficiência estamos nos relacionando a porcentagem de energia solar que atinge a superfície do painel fotovoltaico e é transformada em energia para consumo. Quanto maior a eficiência do painel solar, mais Watts por m² o seu sistema irá gerar. Quanto mais eficiência menor é o painel para a mesma produção de energia.

Assumindo que 1000 Watts atinja o painel solar fotovoltaico por hora, um painel fotovoltaico (placa fotovoltaica) com eficiência de 16,5% vai produzir 165 Watt / hora por m² (isso só funciona desta maneira em laboratórios). Na realidade, existem outros fatores a se considerar, como temperatura, direção-posicionamento do painel etc).

Quais modelos de painéis solares?

Atualmente no mercado, podemos encontrar os seguintes modelos:

• Painel solar fotovoltaico de silício monocristalino
• Painel solar fotovoltaico de silício policristalino
• Painéis solares de filme fino
• Painel solar de silício amorfo (a-Si)
• Painel solar de telureto de cádmio (CdTe)
• Painéis solares de seleneto de cobre, índio e gálio (CIS /CIGS)
• Células fotovoltaicas orgânicas (OPV)
• Painel solar híbrido – HJT

Painel Solar de Silício Monocristalino

Esse painel utiliza uma tecnologia mais antiga, portanto é o que possui maior eficiência. Esses painéis são facilmente reconhecidos olhando de perto pois o mesmo possui cor uniforme indicando silício de alta pureza e cantos arredondados. Feitos a partir de um cristal de silício puro, este é fatiado fazendo assim lâminas de silício individuais, que são transformadas em células fotovoltaicas.

Cada célula tem 4 lados cortados para otimizar o espaço disponível no painel solar monocristalino e aproveitar melhor a área do painel. A eficiência média do painel solar monocristalino: 15 – 22% Técnica: Czochralski Forma: Arredondada Tamanho padrão das células fotovoltaicas: 10x10cm; 12,5×12,5cm; 15×15. Cor: azul escuro ou quase preto (com antirreflexo), cinza ou azul acinzentado (sem antirreflexo.

Vantagens

Atualmente os painéis monocristalinos possuem maior eficiência dentre as tecnologias comercialmente viáveis. A eficiência dos painéis solares monocristalinos estão hoje entre 15% e 22%. Painéis solares de silício monocristalino ocupam menos espaço já que estes possuem uma eficiência maior eles necessitam de menos espaço para gerar a mesma quantidade de energia elétrica. A vida útil dos painéis é maior que 30 anos e vem com garantia de 25 anos.

Desvantagens

Os painéis solares monocristalinos são mais caros. Num ponto de vista financeiro, um painel solar feito de silício policristalino e em alguns casos de filme fino pode ser uma boa opção para proprietários que se importam somente com o custo. O processo Czochralski utilizado para produção do silício monocristalino resulta em grandes lingotes cilíndricos e por isso a quantidade significativa do silício não é aproveitada na célula e precisa ser reciclada.

Painel Solar fotovoltaico de Silício Policristalino

Estes são os primeiros painéis a base de silício policristalino, conhecidos também como polisilício e silício multicristalino, foram introduzidos no mercado em 1981. Ambos mono e poli cristalino são produzidos a partir do silício, a principal diferença entre ambos é o método de fundição dos cristais.

Eficiência média do painel solar policristalino: 14 – 20% Técnica: Fundição de polisilício, Aquecimento em forma. Forma: Quadrada tamanho padrão das células fotovoltaicas: 10x10cm; 12,5×12,5cm; 15×15. Cor: azul (com antirreflexo), cinza prateado (sem antirreflexo).

Vantagens

A quantidade de silício residual gerado durante o processo do corte das células fotovoltaicas é menor quando comparado a um painel monocristalino, Painéis policristalinos tendem a ser mais baratos que os painéis mono. Sua vida útil é maior que 30 anos e possuem garantia de 25 anos.

Desvantagens

A eficiência dos painéis solares policristalinos fica entre 14 e 20%. Isso se dá devido ao fato de que o polisilício possui menor pureza. Painéis solares monocristalinos são mais eficientes. Menos Watts/hora por m². Você normalmente necessita de uma área maior de painéis policristalinos para gerar então a mesma quantidade de Watts/m² que o painel monocristalino.

Painel Solar de Silício Amorfo

Como a produção de energia elétrica é baixa nessa tecnologia, as células baseadas em silício amorfo só tinham sido utilizadas para aplicações em pequena escala, por exemplo, calculadoras de bolso. Portanto, atualmente devido às inovações tecnológicas, permitiram que essa tecnologia seja utilizada também em larga escala.

Com uma técnica de fabricação chamada de empilhamento, várias camadas de células solares são combinadas, o que resulta em taxas altas de eficiência. Portanto, o empilhamento possui um custo mais alto.

Painel Solar de Telureto de Cádmio

Telureto de cádmio é a única tecnologia de painéis solares que possuem uma fina película que superou o custo/eficiência dos painéis solares de silício cristalino em uma parcela significativa de painéis solares do mercado mundial.

Essa tecnologia opera normalmente na faixa de 9-16%. A empresa FirstSolar instalou mais de 5 gigawatts de painéis fotovoltaicos de filme fino com base na tecnologia de telureto de cádmio em todo mundo. A empresa possui recorde mundial de CdTe PV com eficiência de 16%. A instalação desses painéis são indicados para grandes campos solares, assim como grandes usinas de energia solar.

Painéis de Seleneto de cobre, índio e gálio

Em comparação a outras tecnologias acima, as células solares CIGS mostram um potencial maior em eficiência. Essas células contêm menos cádmio. A produção desses painéis foi iniciada na Alemanha em 2011. Os índices de eficiência para os painéis solares operam na faixa de 10-12% e existem painéis à venda no Brasil, passando dos 13%.

Células Fotovoltaicas Orgânicas

Uma célula solar orgânica é um tipo de célula de polímero que utiliza a eletrônica orgânica, um ramo da eletrônica que trabalha com polímeros orgânicos condutores e ou pequenas moléculas orgânicas para absorção de luz e transporte de carga para a produção de eletricidade a partir da luz solar pelo efeito fotovoltaico. Atualmente poucas empresas conseguiram levar a produção de células fotovoltaicas para escala industrial.

No Brasil existe a CSEM Brasil em Belo Horizonte-MG que está sendo responsável por desenvolver essa produção com tecnologia suíça. No processo é utilizado o método Roll to Roll de impressão de células fotovoltaicas orgânicas em substrato leve, flexível e transparente.

Painel Solar Híbrido – HJT

Nova tecnologia disponível no mercado também conhecida por Heterojunção. A eficiência dos painéis que utilizam essa tecnologia é de 21% a 24%. O processo de fabricação é similar a dos painéis fotovoltaicos monocristalinos, portanto, possuem passivação com camada de Silício Amorfo e outras diferenças. Esse painel produz mais energia por m² e também tem bom desempenho em temperaturas mais altas, essa tecnologia é ideal para ser utilizada no Brasil, portanto, infelizmente a mesma não está disponível no mercado

Eficiência comercial da célula fotovoltaica: aproximadamente 24% Técnica: Czochralski / n-type c-Si Forma: Arredondada Tamanho padrão das células fotovoltaica: 156mm x 156mm. Cor: quase preto (com antirreflexo)

Materiais Utilizados no processo de fabricação de Painéis Solares

• Silício (Si): 80% dos painéis fotovoltaicos são baseados em alguma variação de silício. Em 2018 cerca de 85% de todos os sistemas de energia solar fotovoltaicos instalados utilizam tecnologias baseadas no elemento. Quanto mais perfeita estiver o alinhamento das moléculas de silício melhor desempenho na conversão de luz solar em energia elétrica.

• Filme Fino: Depositar uma ou várias camadas finas de material fotovoltaico sobre um substrato é o modo básico de como os painéis de filme fino são fabricados. Conhecidos também como células fotovoltaicas de película fina (TFPV). Diferentes tipos de painéis solares podem ser categorizados por materiais fotovoltaicos que é depositado sob o substrato:

• Silício amorfo (a-Si)
• Telureto de cádmio (CdTe)
• Cobre, índio e gálio seleneto (CIS / CIGS)
• Células solares fotovoltaicas orgânicas (OPV)

Dependendo da tecnologia da célula fotovoltaica, o filme fino é utilizado. Os painéis de filme fino possuem eficiência média entre 7-13%. Em 2015 os painéis fotovoltaicos que utilizam tecnologia de filme fino representaram aproximadamente 20% do mercado mundial de painéis solares. Sendo a maioria de silício cristalino.

Vantagens painel solar Filme Fino

A produção desse painel em massa é simples em comparação a tecnologia cristalina. O que os torna potencialmente mais baratos de fabricar do que células solares de base cristalina. Sua aparência é homogênea e é esteticamente bonita. Pode ser feito flexível que abre uma variação grande de aplicações.

Desvantagens do Painel Solar de Filme Fino

Mesmo sendo mais em conta, os painéis de filme fino exigem uma grande quantidade de espaço para ser instalado além de possuir menor eficiência por m² que significa que o seu custo com a estrutura e mão de obra poderá aumentar. Painéis solares de filme fino tendem a degradar rapidamente e é por isso que o mesmo possui uma garantia mais curta.

Modelo                                                           Potência                            Valor médio

Painel solar monocristalino CS6K                           275 W                                  R$ 457,00

Painel solar Canadian policristalino             360 W                                R$ 860,00

Painel solar filme fino                                    100                                    R$ 889,00

Painel solar de silício amorfo (a-Si)              3 W                                     R$ 63,00

Painel solar de telureto de cádmio (CdTe)              85 W                                   R$ 470,00

Painel solar de seleneto (CIGS)                     1,25 W                                R$ 133,90

Célula fotovoltaica orgânica (OPV)               3 W                                                 R$ 46,00

Painel solar híbrido – HJT                               405 W                                  R$ 715,00

Como obter um painel solar eficiente?

A procura por painéis solares estão cada vez mais presentes no mercado, com iniciativas sustentáveis e também pensando na economia que é possível ter após tomar essa medida. Portanto, para que a economia seja garantida é necessário que haja cautela na hora da escolha do painel solar mais eficiente, garantindo que o gasto de recursos sejam mais eficientes.

O que significa quando o Painel Solar possui 36,60 ou 72 células?

Atualmente é mais comum encontrar no mercado módulos com 72 células, isso devido a seu custo benefício e também aos inversores evoluírem no quesito da faixa de tensão de entrada suportando assim faixas maiores de até 1000V fazendo com que se torne mais viável economicamente a utilização de produtos com potência de 72 células.

Um módulo de 275W (60 células) é o mesmo de se colocar um módulo de 400W (72 células), porém, quando temos um sistema de 5600W terá de colocar em torno de 20 a 21 módulos de 275W caso esteja utilizando módulos de 400W você precisará colocar somente 14 módulos (14×400=5600W).

É possível encontrar módulos com células abaixo de 60, esses módulos são utilizados para sistemas Off Grid no qual os controladores/inversores necessitam de tensões menores em torno de 12, 24, 48V. Módulos com mais de 72 células possuem um aumento de tamanho chegando até 144 células. Módulos de 72 células possui dimensões de 1000mm de largura e 1960mm de comprimento e poderá alcançar potência de 400W. Módulos de 60 células possuem 1000 mm de largura e 1650 mm de comprimento, podendo alcançar potência de 300W.

As dimensões dos Módulos, quantidade de células e potência pode variar de acordo com o fabricante seguindo uma média de potência de acordo com a quantidade de células que o painel possui:

055W – 160W: 36 Células 250W – 315W: 60 Células 320W – 400W: 72 Células

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