Você sabia que é possível gerar energia elétrica a partir da radiação solar? Pois essa é a função do chamado sistema fotovoltaico, um conjunto de equipamentos que permite que essa conversão seja feita na sua casa ou empresa. O seu principal componente são os painéis solares, equipamentos responsáveis por receber a radiação solar e gerar eletricidade, usada para abastecer residências, comércios, indústrias e propriedades rurais.
Não é à toa que esse mercado está em constante crescimento no Brasil e no mundo. Afinal, ter um sistema de energia solar é a uma das alternativas mais sustentáveis e econômicas de consumir energia elétrica.
Mas você sabe o que pode interferir na eficiência do sistema fotovoltaico? Quanto mais eficiente for o sistema, mais energia elétrica ele gera e, consequentemente, mais benefícios ele pode trazer para você e a sociedade como um todo.
Quer saber mais sobre o assunto? Então, leia este conteúdo e entenda os fatores que afetam a eficiência do sistema fotovoltaico e como calcular a potência dos módulos. Confira e boa leitura!
Benefícios dos sistemas fotovoltaicos
A energia solar é um mercado em crescimento no Brasil e isso se deve, em grande parte, aos benefícios que essa fonte energética pode trazer para as pessoas, o país e a sociedade como um todo. Quer saber quais são os principais deles? Então, continue a leitura e descubra!
É uma energia limpa
A energia solar é renovável e não consome recursos naturais para ser produzida. Além disso, não gera poluentes, como o CO2 (dióxido de carbono), na sua geração. Dessa forma, é considerada como uma energia limpa, com baixo impacto ambiental e que auxilia na preservação do meio ambiente.
Reduz a conta de luz
A conta de luz está cada vez mais cara para os brasileiros, não é mesmo? Pois saiba, que a energia solar pode ser uma grande aliada da economia da sua família. Afinal, com esse sistema, você é capaz de gerar a sua própria energia e, com isso, reduzir o valor da conta de luz, e diminuindo a dependência da energia concessionária da sua região.
Tem longa vida útil
Muita gente deixa de adquirir o sistema fotovoltaico devido ao valor do investimento inicial. É importante ressaltar, no entanto, que apesar de ser algo de valor alto , os equipamentos têm longa vida útil e baixa necessidade de manutenção, o que faz com que sejam extremamente vantajosos. O custo-benefício compensa e, em alguns meses, você já começa a sentir a economia no bolso.
Fatores que influenciam a eficiência do sistema fotovoltaico
Agora que você já sabe quais são os principais benefícios de investir em sistemas fotovoltaicos, é hora de descobrir como aproveitar ao máximo essas vantagens, aumentando a eficiência desses equipamentos. Para isso, é preciso dar atenção a alguns fatores que podem afetar o seu desempenho. Veja, agora, os principais deles.
Incidência solar
A incidência solar interfere diretamente no desempenho do sistema fotovoltaico. Por isso, as placas solares devem ser posicionadas estrategicamente, de forma que recebam o máximo de radiação solar possível.
Esse posicionamento muda de acordo com o país e, inclusive, a cada região. Afinal, o sol não incide sobre a Terra com a mesma inclinação em todos os pontos, o que faz com que os locais que recebem maior radiação variem segundo a localização geográfica. No caso do Brasil, a posição ideal para os painéis solares mais favorável é ao norte, já que a Linha do Equador está na parte norte do país.
A direção correta desses módulos é fundamental para a captação de luz solar. Assim, é importante fazer a instalação correta para que seu projeto de energia solar tenha eficiência máxima para a geração de energia elétrica.
Temperatura
A temperatura é um dos principais fatores que podem influenciar a eficiência do sistema fotovoltaico. Mas, antes de explicar sobre a temperatura ideal, é importante quebrar um mito sobre a eficiência do sistema fotovoltaico.
Isso porque muitas pessoas pensam que o calor é o principal ponto que reflete sobre a geração de energia solar, mas quem vive em áreas muito quentes, como no Nordeste brasileiro, pode ver a eficiência do painel solar diminuir um pouco.
Esse fenômeno ocorre porque os painéis solares têm uma temperatura ideal para funcionar. É por isso que funcionam muito melhor quando estão instalados em regiões que apresentam temperaturas mais amenas.
Mas a temperatura que precisa ser avaliada não é necessariamente a do ambiente, e sim, a das placas solares. Dessa forma, é fundamental que os módulos sejam feitos de materiais e equipamentos que não acumulem muito calor, principalmente, em imóveis que se encontram nas regiões mais quentes do país.
Ao escolher o melhor sistema de energia solar para seu projeto, o ideal é avaliar o coeficiente de temperatura. Esses coeficientes indicam a qualidade da placa e devem estar entre 0,35% e 0,47%. Placas solares que têm coeficiente acima disso são consideradas de baixa qualidade.
Tolerância elétrica
Qualquer sistema fotovoltaico tem a descrição das especificidades necessárias para as condições ideais de laboratório. Os fabricantes testam todos os sistemas usando um simulador solar e avaliam, também, a variância, com a chamada “potência-pico individual”, que será diferente conforme cada modelo.
Assim, é possível que os fabricantes indiquem a tolerância e a incompatibilidade elétrica de potência dos sistemas de energia solar. É normal existir uma tolerância com potência negativa, como -3% ou +3%, tornando válido tanto para a tensão quanto para a corrente nominal.
Com isso, constatamos que as características elétricas variam entre unidades, e isso muda conforme sua associação ou não a painéis solares em diferentes níveis de tensão, potência e corrente. Até com o uso de equipamentos idênticos e com excelente qualidade, é comum considerar uma margem de perda de eficiência nos painéis solares.
Sombras
As sombras sobre os módulos fotovoltaicos influenciam diretamente a eficiência da geração de energia solar. Por isso, os fabricantes dos painéis solares fazem a implementação de sistemas que visam a proteger esses módulos de qualquer tipo de sombra. Para você ter uma ideia, apenas uma folha sobre o painel já é capaz de afetar o sistema fotovoltaico como um todo.
A explicação é que as células que sofrem o bloqueio param de gerar corrente elétrica e começam a funcionar como uma resistência, limitando a corrente em série de todas as células fotovoltaicas. Assim, caso o problema persista, é possível que as células que estão sofrendo com o sombreamento queimem, afetando a geração de energia do sistema fotovoltaico.
Alguns modelos de painéis solares podem sofrer mais impactos por causa do sombreamento que outros. Mesmo que a sombra nos módulos seja parcial, a parte prejudicada começa a agir como se fosse um resistor.
Dessa forma, a potência dos painéis solares é dissipada com o calor. Isso faz aparecer os hot-points, conhecidos também como pontos quentes, que podem gerar danos expressivos tanto nas células fotovoltaicas quanto no sistema como um todo.
Como solução, os fabricantes criaram a segregação das partes dos módulos. Assim, em caso de sombreamento, todas as células segregadas são evitadas, diminuindo o excesso de calor nas partes com sombra.
É importante evitar todo e qualquer tipo de sombreamento na hora de implantar o sistema fotovoltaico. A melhor opção é escolher um local sem incidência de sombra, ao menos entre as 9h e as 15h.
Manutenção
Uma das vantagens da instalação do sistema fotovoltaico é o custo com a manutenção, que costuma ser 0,5% do valor investido, favorecendo uma grande economia. Mesmo seguindo as normas de segurança e as orientações de manuseio das peças, o mais recomendado é que a limpeza e a manutenção das placas solares sejam feitas por profissionais especializados.
Quando existe algum tipo de negligência em manter a manutenção em dia dos módulos solares, alguns riscos podem estar envolvidos. Existem três tipos de manutenção para a conservação dos painéis solares:
- manutenção preventiva: essa limpeza periódica reduz os riscos de avarias no sistema fotovoltaico;
- manutenção preditiva: realização de inspeções visuais constantes com o objetivo de verificar possíveis rachaduras, manchas, arranhões ou indícios de quebra. Além disso, a manutenção preditiva engloba o acompanhamento dos índices de geração de energia solar;
- manutenção corretiva: deve ser realizada caso, depois da limpeza, seja verificado o baixo rendimento do sistema fotovoltaico. É preciso chamar a assistência técnica para a realização dos reparos necessários.
Variação do espectro na massa de ar
Outro fator que influencia a geração de energia solar e a eficiência do sistema fotovoltaico é a variação do espectro na massa de ar. As características da massa de ar atmosférico podem fazer com que os painéis solares gerem mais ou menos energia.
É importante entender que não é o calor que faz o sistema de energia fotovoltaica funcionar, mas a incidência de luz solar. Isso significa que os painéis funcionam, inclusive, em dias frios e, até mesmo, nublados.
Porém, dependendo da massa de ar que está posicionada na atmosfera, como ocorre em dias chuvosos, apesar de o painel continuar funcionando, a eficiência do sistema fotovoltaico diminui. Isso porque o espectro na massa de ar reduz o índice da radiação solar que chega até a placa.
Como calcular a eficiência dos sistemas fotovoltaicos
Agora, você já entende bastante sobre os principais elementos que influenciam a eficiência dos sistemas fotovoltaicos. Mas sabe como calcular esse indicador? Calma, que vamos explicar.
A eficiência das placas solares é calculada com base em sua potência e sua área. Para calcular, usa-se a equação:
Eficiência = [potência / (comprimento x largura)] / 10
Para entender melhor como isso funciona, imagine que você instalou alguns painéis solares na sua casa. Você mediu a área que eles ocupam e, no total, verificou dois metros de comprimento e um metro de largura.
Você também calculou a potência e chegou a 330 Watts de potência. A partir dessas informações, é possível calcular a eficiência do sistema fotovoltaico:
Eficiência = [330 / (2 x 1) ] / 10 = 16,5%
Vale destacar que existe uma tabela de eficiência, e 16,5% está dentro da média estabelecida por esse parâmetro. Dessa forma, esse é um valor considerado satisfatório para um painel solar. Também é importante lembrar que, para manter a eficiência adequada do sistema fotovoltaico, é preciso, entre outras coisas, manter as placas sempre limpas e posicioná-las de forma correta.
Com este artigo, você percebeu que a eficiência do sistema fotovoltaico não é constante, podendo variar conforme alguns fatores ambientais, como temperatura da célula, irradiância e coeficiente de massa de ar. Manter os cuidados recomendados pelos fabricantes é essencial para aumentar a qualidade dos módulos solares e, consequentemente, a geração de energia.
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