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Home Painéis Solares Energia Solar Sem Segredos

Energia Solar e Suas Aplicações Sem Segredos

Energia Solar - Apresentação Dimensionamento do Sistema Solar
Características da Energia Captada do Sol Dimensionamento do Controlador
Painéis Solares - descrição e características Dimensionamento da Bateria
Sistema Solar Fotovoltaico Dimensionamento do Inversor
 

Apresentação:  ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

A busca por sistemas alternativos de energia é uma constante, devido ao aumento do consumo e da dependência mundial da geração de energia através de fontes não renováveis.

A energia solar é uma das fontes alternativas que pode suprir com grandes vantagens muitas dessas necessidades, apesar de ainda hoje, não podermos afirmar ser esta a solução definitiva para o problema.

As características de energia limpa, pois não gera qualquer resíduo em seu processo, segura  pois o processo utiliza meios que não colocam a vida em perigo. Renovável em razão da sua fonte de matéria prima ser a luz do Sol, autônoma quando permite a geração descentralizada, utilização independente, seja para o uso individual ou grandes comunidades. E se destaca ao atender ao conceito de sustentabilidade em sua mais alta complexidade.

 

O sistema solar gera energia gratuita, de forma confiável, sem necessitar de controle humano ou qualquer insumo, que não seja a luz solar.

A energia captada do Sol é devidamente acondicionada para sua utilização. É uma das tecnologias mais importantes para o desenvolvimento sustentável. Sua utilização é de altíssimo interesse para aqueles que vislumbram um mundo equilibrado, ecologicamente correto e sem agressão à natureza.

As vantagens da captação de energia através de sistemas com painéis fotovoltaicos são muitos:

 

1) A geração descentralizada, acessível a qualquer comunidade em qualquer local, por mais remoto que seja. 

2) Facilidade e baixo custo da instalação, sem longas transmissões e manutenção praticamente inexistente,

3) Sua durabilidade, estabilidade e modularidade, proporcionando o retorno do investimento logo a partir do inicio de operação.

Características da Energia Solar

 

Os fótons E A ELETRICIDADE:

  

A luz é formada por fótons, partículas de energia luminosa. Ao se chocarem com as células do painel solar, causam a transferência desta energia aos elétrons, que constituem os materiais da célula fotovoltaica, formando assim uma corrente (medida em Ampère).

O campo elétrico da célula, por sua vez, cria a voltagem (medida em Volts) e com ambos, voltagem e corrente, temos a terceira grandeza: a potência que é medida em Watts.

A eletricidade gerada é polarizada, ou seja, há um polo de contato + (elétrons positivos) e outro - (elétrons negativos) onde se produz a "corrente direta" ou “contínua”, sendo assim a propriedade da eletricidade como ocorre em automóveis e baterias.

Diferente da característica da energia das hidroelétricas e distribuída pela rede elétrica pública, onde a polaridade se "alterna", ora sendo positiva, ora negativa, conforme o "fluxo" de corrente e seu campo magnético: esta é a corrente “alternada” (CA)*.

Para a alimentação de equipamentos construídos para CA (ou AC), a energia solar deve ser alterada de corrente contínua (CC ou DC) para alternada. Isso é efetuado através de inversores que reproduzem o perfil "senoidal" característico da corrente elétrica convencional.

* CA OU CC podem ser descritos como AC ou DC. (terminologia inglesa x portuguesa).

 

O que é uma CÉLULA SOLAR FOTOVOLTAICA ?

 

A geração de energia elétrica através da luz se dá pelo uso de células fotossensíveis chamadas de células solares fotovoltaicas. As células fotovoltaicas em geral são constituídas de  materiais semicondutores, com características cristalinas e depositadas sobre sílica ou quando poliméricas, aplicadas sobre filmes plásticos.

Cada tecnologia e materiais aplicados apresentam diferentes rendimentos na geração elétrica. Várias são as técnicas, seja nas grades metálicas para coletar mais elétrons e transferi-los à parte externa ou pela sensibilidade deste ou daquele material à uma determinada frequência de luz, ou na mudança da estrutura do próprio átomo através da nanotecnologia.

 

Estas células são agrupadas e compõem os painéis ou módulos fotovoltaicos.

Este fenômeno ocorre em determinado tempo. Para sua aplicação ser viabilizada, a durabilidade e queda da geração elétrica, provocada por mudanças na estrutura de uma célula solar, deve ocorrer após longos anos de uso e em pequenas porcentagens. O módulo solar deve gerar eletricidade por muitos anos, estável e com baixíssimo desgaste.

Células Monocristalinas


Possuem cor azul bem escura (quase preta) e uniforme. A célula é feita a partir de um único cristal de silício, da mesma composição e era o processo mais eficiente até poucos anos atrás. Acaba perdendo para o multicristalino em razão do custo.

A DIFERENÇA ENTRE CÉLULAS MONO, POLI E AMORFO ?

 

Células Poli ou Monocristalinas?


As células policristalinas de silício são formadas por aglomerados de cristais menores que formam um padrão irregular visível. O processo de obtenção deste silício é menos sensível e mais barato que o do monocristalino.  As células poli/multicristalinas possuem um grau de refração de luz maior, o que produz uma eficiência pouco abaixo das monocristalinas, porém compensada pelo preço menor na fabricação.

 

Células de Silício Amorfo


São feitas através de deposição de silício sobre materiais como aço, plástico ou vidro. O método tem sido melhorado frequentemente, na procura de processos mais simples e baratos. Este tipo de célula, possui menor eficiência por m2 todavia, a terceira geração de materiais já proporciona uma vida útil maior que 20 anos, o que coloca essa tecnologia como uma grande concorrente se comparada com as demais.

Com o advento da Nanotecnologia e melhora nos processos de fabricação, deverá estar mais acessível ao mercado nos próximos anos.

Painéis Solares - Descrição e características

O que são os Painéis Solares Fotovoltaicos ?  

 

O painel ou módulo solar é a montagem de um conjunto de células, que proporcionam eletricidade em uma grandeza aplicável. Após a montagem desses conjuntos, uma camada de material transparente será aplicada para encapsular e protege-las. Outros são utilizados para obter uma estrutura mecanicamente resistente ao tempo: Vidro especial, resinas plásticas e alumínio emolduram o conjunto,   formando o módulo ou painel solar  fotovoltaico.

Conforme a quantidade de células e características da ligação entre elas, o conjunto adquire potência, através de tensões e correntes. 

Na presença da luz, o painel gera eletricidade e a medida de grandeza que define sua capacidade é em Wp (Watt pico).

A INSTALAÇÃO DO PAINEL SOLAR PODE SER FEITO POR QUALQUER PESSOA OU REQUER UM TÉCNICO ESPECIALIZADO ?


A instalação de um sistema de Energia Solar de baixa capacidade é extremamente simples e pode ser executado pelo próprio usuário, seguindo as orientações fornecidas pelo fabricante.

No entanto, ao se tratar de sistemas com alta potencia ou "On-Grid" - ligados à rede, a contratação de técnico especializado é imprescindível. Ao lidar com tensões acima de 48 Volts ou com potências acima de 200 Watts, um profissional é altamente necessário e recomendável.

 

UM PAINEL SOLAR FUNCIONA COM TEMPO NUBLADO OU CHUVOSO?


Sim. A quantidade de energia elétrica produzida é proporcional à intensidade da luz que incide no painel solar. Desse modo, em um dia com céu claro e ensolarado, a energia gerada será muito maior do que outro com céu nublado. Sempre há geração de eletricidade sob a luz, porém a sua potencia será maior ou menor em razão da quantidade de luz recebida.

Até mesmo com tempo chuvoso, a claridade existente irá produzir energia.

 

O PAINEL ACUMULA A ENERGIA PRODUZIDA, PERMITINDO SEU USO DURANTE A NOITE ?


Não o painel propriamente. A energia gerada deve ser usada na hora que é produzida ou armazenada. Para isso se utiliza de acumuladores como as baterias.

A bateria tem uma função muito importante pois,  além de permitir o armazenamento para uso posterior, também evita que variações de corrente e tensão atinjam o equipamento que está consumindo, dando estabilidade no fornecimento da eletricidade.

O PAINEL SOLAR SERVE PARA AQUECER ÁGUA OU ALIMENTAR UM CHUVEIRO ELÉTRICO?
 

É muito comum confundir um coletor solar térmico, que usa o sol para aquecimento de água com  um "painel fotovoltaico", que transforma a luz solar em eletricidade.

Apesar da semelhança em utilizar o Sol, não devemos confundir um painel de energia com um de aquecimento de água. A construção e características diferem totalmente entre o painel térmico do fotovoltaico.

Existem painéis híbridos que combinam essas duas técnicas em uma mesma estrutura, mas continuam sendo aplicações distintas. Um gera eletricidade e o outro troca o calor radiante, esquentando a água ou outro elemento.

 

É POSSÍVEL USAR UMA PLACA SOLAR DIRETAMENTE SEM BATERIA ?


Sim, em sistemas "On-Grid" conectados diretamente na rede elétrica. Estes não usam, mas nesse caso a energia produzida terá que ser consumida em algum ponto.
Da mesma forma, existem algumas aplicações onde o funcionamento sem baterias é perfeitamente aceitável. Em motores como o de uma bomba d'água, por exemplo, no trabalho diurno, funcionará adequadamente.

 

 QUANTA ENERGIA FORNECE UM PAINEL? QUANTOS SERIAM PARA ALIMENTAR UMA CASA ?

 

Um painel tem uma capacidade especifica em Watt/pico. Sua capacidade é a de gerar e suprir essa quantidade de energia em Watt hora, em plena insolação.

Ex.: Um painel de 140Wp, gera 140 Watts em seu melhor rendimento. Em um dia de seis horas de insolação representará 840 Watts/pico/dia.  Nesta condição, gera o suficiente para manter acesa uma lâmpada fluorescente de 10 Watts durante 84 horas, ou um aparelho de TV durante 6 horas ou acionar uma bomba d'água para abastecer uma caixa d'água de 3.000 litros por dia.

A medida que aumentamos o consumo, torna-se necessário aumentar a quantidade de painéis solares e um sistema permite que vários painéis se interliguem para fornecer a quantidade de energia necessária à sua necessidade.

 

Por exemplo:
- Com dois painéis solares de 140Wp já é possível fornecer energia para a iluminação e TV simultaneamente, com quatro, alimentar uma geladeira; Com cinco é possível alimentar uma pequena residência com 100 kWh de consumo, e assim por diante.

Para determinar a quantidade de painéis solares necessários para uma residência, você precisa:
1) Relacionar os equipamentos que serão alimentados (lâmpadas, rádio, geladeira, televisor, etc.).

2)  Multiplicar pelo tempo de uso diário (mesmo que estimado);

3) Somar esses consumos;

 

Com base nessas informações, você pode calcular o total de consumo dos equipamentos em Watts hora ( ou kWh.)
 

O que determinará a quantidade de painéis solares é o total de consumo diário dividido pela hora media de insolação e o resultado pela potencia de geração do painel solar.

É importante saber que a energia solar pode ser usada de forma racional, aplicada tanto em sua casa como no seu negócio. Também como redução de consumo. Um sistema solar pode fornecer parcialmente a sua necessidade, suprindo um consumo de energia que não precisa ser toda a carga  demandada.

 

A iluminação, computadores, televisão ou áreas externas, que ficam permanentemente ligadas e consumindo energia da rede, são aplicações muito úteis e de baixo investimento.

 


  • Devido ao constante aprimoramento destas tecnologias, os dados e informações aqui divulgados podem ter sido alterados ou ficar defasados.

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  • Revisão: 28/02/2016