Painel Solar: entenda o funcionamento e as suas vantagens

Painel Solar: entenda o funcionamento e as suas vantagens

Tempo de leitura: 

9 minutos

A quantidade de pessoas que optam pelo uso de sistema de geração de energia solar cresce cada vez mais mundialmente. Os motivos são óbvios: trata-se de uma solução sustentável e, ao mesmo tempo, mais econômica, pois ajuda a reduzir os gastos com energia elétrica.

Além disso, por sua geografia e clima, o território brasileiro é fértil para a produção de energia solar — há muitas regiões planas e alta incidência de luz solar. O sistema fotovoltaico é formado, basicamente, pelo painel solar (chamado de placa solar ou módulo fotovoltaico) e um sistema de armazenamento de energia, que é, geralmente, uma bateria com capacidade alta.

Pensando em todo esse contexto, reunimos as principais informações sobre o assunto, neste artigo. Veja como é o funcionamento e as vantagens de usar painéis solares em sua casa ou empresa!

O que é um painel solar?

O painel solar é um equipamento fundamental em um sistema fotovoltaico. Na composição do painel, há uma grande quantidade de células solares, cuja função é transformar a energia luminosa do sol em energia elétrica.

O painel solar é o componente mais aparente de um sistema fotovoltaico. Ele habitualmente é instalado nas partes mais elevadas de uma construção, ou seja, nos telhados.

É importante posicionar corretamente os painéis solares para que eles recebam a mais intensa radiação do sol, sem muitas sombras que atrapalhem a eficiência do equipamento. O material usado na confecção das placas é o silício, mineral abundante, que é extraído e explorado em diversos tipos (silício monocristalino, silício amorfo e silício policristalino).

Mas, além dele, existem outros materiais que podem ser utilizados na confecção de um módulo fotovoltaico, como as células de filme fino. Nesse caso, os custos são menores, mas a eficiência energética também é.

Como funciona o painel solar?

Existem dois tipos de painel solar. Um deles utiliza a luz do sol somente para aquecer a água. A placa é formada por uma superfície escura. Ela absorve a energia solar e converte-a em calor. A água aquecida é armazenada em reservatórios e distribuída para os chuveiros e as torneiras.

O outro tipo de painel é utilizado para produzir energia elétrica, pois transforma diretamente a radiação em eletricidade. É formado por células solares, feitas de material semicondutor — as chamadas células fotovoltaicas.

O painel solar produz energia no momento em que os fótons (partículas que compõem a luz solar) entram em colisão com os átomos que compõem os materiais da placa solar. Assim, causam a movimentação de elétrons e produzem uma corrente elétrica, que é usada para o carregamento de uma bateria, por exemplo.

Essas placas solares são, portanto, geradores de eletricidade cada vez mais usados em equipamentos eletroeletrônicos, nos satélites, nas casas e nas empresas. Porém, é importante lembrar que o painel não tem como armazenar a energia produzida — ele somente mantém os elétrons em movimento.

O que é efeito fotovoltaico?

O que permite a uma célula solar produzir eletricidade é o que os físicos chamam de “efeito fotovoltaico”. Ele consiste no surgimento de uma diferença de potencial (uma tensão, ou voltagem, na linguagem mais popular) no interior da célula. Ela é o resultado da ação dos fótons, que atuam juntamente aos elétrons dos átomos presentes na matéria-prima que forma a célula.

As células de silício são compostas por duas partes iguais de material semicondutor, que é misturado a outros elementos e, assim, modifica sua estrutura eletrônica. Metade fica com elétrons demais (negativa), ao passo que a outra fica com falta de elétrons (positiva).

No ponto em que essas duas partes se conectam (área de Junção — PN), forma-se um campo elétrico, que não permite que os elétrons em excesso de uma metade passem para o outro lado, em que faltam elétrons.

Durante a absorção da luz solar, os elétrons situados nas camadas mais externas dos átomos recebem energia suficiente dos fótons e libertam-se da força centrípeta (de atração) dos núcleos atômicos, virando elétrons livres.

Por causa do campo elétrico da Junção — PN, os elétrons ficam acumulados na parte negativa. É por isso que nas faces das células há uma grade muito fina (na maioria das vezes, em pasta de prata) que funciona como uma “teia de aranha”, capturando os elétrons que estão livres e possibilitando a formação de corrente elétrica.

Essa corrente é aproveitada para realizar algum trabalho, como fazer funcionar um dispositivo elétrico ou carregar uma bateria de armazenamento.

Qual é a eficiência do painel solar?

As células do painel solar de silício cristalizado conseguem absorver a radiação do sol em uma faixa estreita do espectro de radiação. Os fótons com energia acima da necessária são aqueles com frequência mais alta, perto da luz ultravioleta, e fornecem energia excessiva, a qual será convertida em calor.

Caso os fótons apresentem energia inferior, ou seja, com frequência mais baixa (perto da luz infravermelha), eles não conseguem fornecer energia em quantidade suficiente para libertar os elétrons — e essa energia também se transforma em calor.

No ponto de Junção — PN, há um gradiente elétrico que ajuda a aumentar perdas durante a conversão. Assim, as empresas fabricantes procuram aplicar técnicas de produção mais avançadas, que reduzam as perdas individuais e coletivas das células, conseguindo uma eficiência máxima do painel.

Quais as vantagens do painel solar?

Existem muitas vantagens em instalar um painel solar em sua casa ou local de trabalho. A seguir, listamos algumas das principais. Confira!

Recurso gratuito

O principal recurso utilizado pelos equipamentos fotovoltaicos é a incidência de luz solar. Isso significa matéria-prima gratuita.

Ou seja, na prática, a residência com sistema fotovoltaico não sofrerá com inflações, aumento de preço, acirramento da competitividade, nem nada parecido, para adquirir o recurso necessário para a geração de energia elétrica. Basta aplicar os equipamentos em locais com alta exposição de luz solar, com poucas sombras e bem posicionado, e não se preocupar mais.

Sustentabilidade

Os debates sobre sustentabilidade estão em todos os noticiários e mesas de bares. Definitivamente, o ser humano precisa pensar mais no futuro e nas próximas gerações. Nesse sentido, a produção de energia solar é uma ótima alternativa para cada um fazer a sua parte em prol de um sistema mais sustentável.

Relação de custo-benefício

Devido ao tamanho dos painéis solares, é possível produzir energia em pequenos espaços, o que promove uma boa relação entre custo e benefício do investimento. Utilizando poucos metros quadrados de painéis fotovoltaicos, um imóvel pode ser abastecido com energia elétrica suficiente.

Isso significa que, na prática, as empresas e residências não precisam investir grande espaço físico para produzir energia para se manter. Vale pontuar, também, que em alguns casos, a produção excede a quantidade necessária para sustentar um imóvel.

Se isso ocorrer, esse excedente pode ser utilizado como créditos para uso futuro, com menor geração de energia elétrica ou, até mesmo, para transferência a outros imóveis que têm maior necessidade. Por isso, um sistema fotovoltaico oferece alta potência para uso residencial, industrial e comercial com um investimento de espaço físico pequeno.

Não ocupa grandes espaços

Como indicado, um dos principais fatores que promovem uma boa relação de custo-benefício para a instalação de sistemas fotovoltaicos é o pouco investimento de espaço físico necessário para gerar energia. Por isso, até mesmo residências pequenas podem ser autossuficientes quando o assunto é energia solar.

Nesse contexto, uma prática muito comum para otimizar esse processo é a instalação de painéis solares nos telhados das casas. Caso as telhas estejam em boa localização para exposição solar, essa é a alternativa perfeita para economizar ainda mais no espaço físico.

Isso porque, nesse sistema, o equipamento também aproveita um ambiente com poucas sombras de prédios, árvores e outros elementos que poderiam atrapalhar a geração de energia elétrica.

Logo, definitivamente, a necessidade de pouco espaço físico e a possibilidade de instalar os equipamentos em lugares alternativos e com alta exposição à luz solar é uma grande vantagem do sistema fotovoltaico.

Geração de créditos

Ainda falando sobre economia, quando o sistema fotovoltaico produz uma maior quantidade de energia que a necessária para manter o imóvel, é possível transformar essa geração em créditos. Eles podem ser utilizados em momentos com baixa incidência de luz, como o período da noite, ou em épocas com menor exposição de luz.

Praticidade na montagem do equipamento

Outra vantagem de um sistema fotovoltaico é a praticidade na montagem de equipamento. Por ser um mercado em expansão, já existem muitos profissionais disponíveis para a montagem especializada. Além disso, já estão sendo oferecidos serviços por empresas mais profissionalizadas.

Redução da conta de eletricidade

Devido à geração gratuita e limpa durante todo o dia, provavelmente o equipamento fotovoltaico produzirá energia suficiente para abastecer 100% das necessidades do imóvel. Por isso, os valores das contas de eletricidade reduzirão consideravelmente, podendo ser zerados, caso o sistema trabalhe com alta capacidade e esteja bem dimensionado para a necessidade real do imóvel.

Investimento em longo prazo

Por norma, sistemas fotovoltaicos têm garantia estendida. Por isso, o investimento é considerado de longo prazo. Para os painéis solares, a garantia é de 20 anos, para o inversor, 10, e, caso o equipamento tenha bateria, são sete anos de garantia.

Levando em consideração que os equipamentos são construídos para durar pelo menos 20 anos e produzir energia limpa durante todo esse período, o investimento é uma ótima alternativa. Esse contexto se torna ainda mais positivo quando existe o objetivo de venda do imóvel. Isso porque, conforme será visto ainda neste artigo, a aplicação dos painéis solares propõe uma valorização considerável do imóvel.

Energia sustentável

A conversão de energia solar em eletricidade acontece de forma limpa, sem a queima de combustíveis ou a construção de hidrelétricas. Não produz poluentes, nem resíduos (trata-se de energia renovável, que não afeta o equilíbrio do ecossistema), como ocorre com outras formas de geração de energia — é o caso das termoelétricas, por exemplo.

Economia

Os gastos limitam-se à compra do sistema e à sua instalação (e, se for o caso, ao projeto específico), mas são compensados pela redução na conta de energia elétrica (geralmente, em torno de 80%).

Pouca manutenção

A duração dos painéis solares é de 20 anos e eles necessitam de pouca manutenção. Eles consistem uma tecnologia autônoma, que não requer constantes operações mecânicas, nem substituições.

Isso acontece porque esse tipo de estrutura de geração de energia funciona a partir de tecnologia baseada na radiação solar. Na prática, esse mecanismo diminui de forma considerável a necessidade de substituições de equipamento e processos mecânicos. O que significa receber energia do mesmo equipamento por muitos anos.

Ausência de ruídos

Outra vantagem dos sistemas fotovoltaicos é o aproveitamento de toda a energia gerada. Em algumas modalidades de geração, uma parte do que é produzido é perdida durante a transmissão para os destinos finais.

No processo de geração por meio dos sistemas solares, isso não acontece. Toda a energia produzida é aproveitada ou transformada em créditos para serem utilizados posteriormente.

Geração de créditos de energia

Quando a produção de energia é maior do que o necessário para o abastecimento do imóvel, o restante se converte em créditos. Eles correspondem ao volume de energia que é emprestada à concessionária e que podem ser usados em épocas com baixa incidência solar ou durante a noite, sem custos adicionais para o consumidor.

Valorização do imóvel

A instalação de um painel solar valoriza o imóvel em até 8%, pois conta com um sistema sustentável e moderno integrado à edificação. Isso também significa mais economia com energia elétrica.

Para encerrar, convém lembrar que o ideal é contar com o suporte de profissionais qualificados na hora de instalar os painéis solares. A empresa fornecedora pode realizar o projeto para o imóvel, vender o sistema e disponibilizar profissionais para a instalação e para a manutenção durante a vida útil do equipamento.

Instalar sozinho os painéis solares ou contar com pessoas inexperientes pode causar danos ao equipamento e, ainda, comprometer a sua própria segurança ou a de outras pessoas.

Agora que você já sabe o que é um sistema fotovoltaico e conhece suas principais vantagens — como grande potencial de economia, possibilidade de geração de créditos, necessidade de pouco espaço físico para instalação, uma boa valorização do imóvel e uma vantajosa relação entre custo e benefício — chegou o momento de se aprofundar ainda mais no assunto.

Para isso, assine nossa newsletter e receba as principais informações sobre a geração de energia solar e seus sistemas. Nosso time produz conteúdo especializado e disponibiliza para o mercado gratuitamente!