Eletricidade solar: como funciona?

Introdução

Em 1954, cientistas da Bell Telephone descobriram que o silício, um elemento encontrado na areia, criava uma carga elétrica quando era exposto à luz solar. Esta descoberta levou ao desenvolvimento de células solares que capturaram a energia do sol e a transformaram em eletricidade. Desde então, a tecnologia evoluiu e os sistemas de energia solar oferecem agora benefícios financeiros incrivelmente atrativos para proprietários de imóveis, empresas e organizações sem fins lucrativos nos Estados Unidos.

Graças aos painéis solares, temos acesso a uma fonte inesgotável de energia – o sol. Ao longo do dia, as células dos seus painéis solares absorvem a energia da luz solar. Circuitos dentro das células coletam essa energia e a transformam em eletricidade de corrente contínua (CC). A eletricidade de corrente contínua é passada através de um dispositivo chamado inversor para convertê-la em eletricidade de corrente alternada (CA) usada pela maioria das residências e empresas. Você pode usar essa eletricidade em sua casa, armazená-la com uma bateria solar ou enviá-la de volta à rede.

Diagrama do painel solar: como os painéis solares se conectam à rede

Componentes do sistema de painel solar

Os sistemas fotovoltaicos solares possuem quatro componentes principais:

1. Painéis solares fotovoltaicos (“painéis solares”)
2. Inversores
3. Sistema de montagem e fixação
4. Sistemas de monitorização do desempenho

Painéis Solares

Os painéis solares coletam e convertem a energia do sol em eletricidade. Eles são um componente essencial de um sistema de painéis solares. Os painéis mais comumente disponíveis atualmente são painéis solares  policristalinos ou mono-cristalinos .

As principais diferenças entre painéis policristalinos e mono-cristalinos são em eficiência e custo. Normalmente, os painéis mono-cristalinos são mais eficientes (e, portanto, mais caros) do que os painéis policristalinos.

Inversores

As células em seus painéis solares coletam a energia do sol e a transformam em eletricidade de corrente contínua (CC). A maioria das casas e empresas, no entanto, usa corrente alternada (CA). Os inversores alteram a eletricidade CC de seus painéis para eletricidade CA utilizável. Existem três abordagens básicas para inversores solares.

Inversor String (ou centralizado):  Um único inversor é usado para conectar toda a sua matriz de painéis solares ao painel elétrico. Os inversores de string são a opção de inversor mais barata e custam menos que os microinversores. No entanto, se um dos painéis parar de produzir eletricidade, mesmo devido ao sombreamento temporário, ele poderá reduzir o desempenho de todo o sistema.

Micro-inversores:  Se você escolher micro-inversores, um será instalado em cada painel solar, o que permite que cada painel maximize a produção. Se alguns de seus painéis estiverem sombreados em diferentes momentos do dia ou se eles não estiverem todos instalados na mesma direção, os microinversores minimizarão os problemas de desempenho. O custo dos micro-inversores tende a ser maior que o custo dos inversores de string.

Otimizadores de energia: Sistemas que usam otimizadores de energia são um híbrido de sistemas de inversores de microinversor e string. Como os microinversores, os otimizadores de energia são instalados em cada painel. No entanto, em vez de converter a eletricidade DC dos painéis solares em eletricidade CA, os otimizadores “condicionam” a eletricidade CC antes de enviá-la para um inversor centralizado. Como os microinversores, eles funcionam bem quando um ou mais painéis são sombreados ou se os painéis são instalados em direções diferentes. Os sistemas otimizadores de energia tendem a custar mais do que os sistemas de inversores de string, mas menos que os sistemas de microinversores.

Sistemas de montagem e fixação

Os sistemas de montagem e montagem em rack são usados ​​para afixar seus painéis solares no telhado ou no solo. Eles também permitem que você posicione seus painéis em um ângulo que seja o melhor para capturar os raios do sol.

Para ter o melhor desempenho possível, os painéis solares devem estar voltados para o sul e ser instalados em um ângulo entre 30 e 45 graus (dependendo de quão longe você está do equador). Painéis voltados para leste ou oeste e com um ângulo de inclinação de cinco graus ou mais ainda funcionarão bem, mas produzirão de 10 a 20 por cento menos eletricidade do que aqueles instalados em condições ideais.

Existem dois tipos de montagens: montagens  fixas , nas quais os painéis permanecem estacionários, e  montagens de trilhas , que permitem que os painéis “sigam” o sol enquanto ele se move no céu durante o dia (montagens de trilha de eixo único) e durante a troca de estações do ano(montagens de trilha de eixo duplo). Os suportes das esteiras são adequados apenas para  painéis instalados no solo .

Sistemas de monitoramento e desempenho

Os sistemas de monitoramento de desempenho fornecem informações detalhadas sobre o desempenho do seu sistema de painéis solares. Com um sistema de monitoramento, você pode medir e rastrear a quantidade de eletricidade que seu sistema produz de hora em hora.

Enquanto alguns instaladores solares cobram extra pela instalação de um sistema de monitoramento, ele pode fornecer um valor significativo durante a vida útil de seus painéis solares. Os sistemas de monitoramento ajudam a identificar quaisquer problemas de desempenho para garantir que você maximize a produção de eletricidade (e, portanto, os retornos financeiros) de seu sistema de painéis solares.

Existem dois tipos de sistemas de monitoramento:

• Monitoramento no local:  O dispositivo de monitoramento está fisicamente localizado em sua propriedade e registra a quantidade de eletricidade produzida.
• Monitoramento remoto:  seu sistema solar fotovoltaico transmite seus dados de desempenho para um serviço de monitoramento que você pode acessar on-line ou com um dispositivo móvel