Como funcionam os painéis solares? (2023)

A maioria dos proprietários começa sua busca por painéis solares comprando as melhores empresas de energia solar ou os melhores equipamentos. No entanto, é igualmente importante saber como os painéis solares funcionam para que você possa entender os pequenos detalhes do processo. Nós da equipe Guides Home criamos este guia para lhe dar uma melhor compreensão sobre o sistema no qual você está prestes a investir.

Um painel solar, ou painel fotovoltaico (PV), converte a energia do sol em eletricidade. Eles são mais comumente compostos de vidro, fios e silício e montados no telhado ou no chão. As instalações solares requerem um grande número de painéis para alimentar adequadamente sua casa. A configuração dos painéis solares, conhecida como matriz solar, depende das necessidades de energia da sua casa e do espaço disponível no telhado.

Os painéis solares funcionam melhor em dias sem nuvens com ampla exposição ao sol. O desempenho pode ser prejudicado por sombras cobrindo os painéis, dias nublados ou à noite. Os painéis ainda funcionam, mas sua capacidade de capturar a luz do sol é diminuída.

O efeito fotovoltaico é a chave para a forma como a tecnologia solar gera energia. Esse processo começa quando partículas de luz solar, conhecidas como fótons, arrancam elétrons dos átomos. A eletricidade é criada quando esses elétrons são colocados em movimento. Os painéis solares capturam essas cargas elétricas e as convertem em eletricidade para alimentar sua casa.

Cada painel contém várias células fotovoltaicas interconectadas (células PV) feitas para capturar a luz solar. Essas células fotovoltaicas são pequenas, com cerca de 6 polegadas de comprimento por 6 polegadas de largura. Um painel solar contém entre 32 e 48 células fotovoltaicas, mas varia de acordo com o tamanho do painel e a saída pretendida. Cada célula usa material semicondutor não metálico para absorver a luz solar. Painéis solares fotovoltaicos tradicionais usam silício, um dos elementos mais abundantes da Terra.

No entanto, o silício não é um grande condutor por si só. Os fabricantes de energia solar usam um processo chamado "dopagem" para aumentar sua condutividade. Isso envolve a adição de impurezas que criam ligações com o silício para melhorar a carga elétrica. O boro é adicionado para criar uma carga positiva, enquanto o fósforo cria uma carga negativa. Duas camadas de silício são colocadas uma sobre a outra, cada uma tratada com um desses elementos. Quando reunidos, eles criam um campo elétrico. Placas de metal são adicionadas às laterais das células solares de silício para ajudar a empurrar o elétron através da fiação e para dentro de sua casa.

A maioria dos sistemas de painéis solares usa painéis de silício cristalino, alguns dos melhores painéis solares para instalações residenciais. Os painéis fotovoltaicos estão disponíveis em duas opções: monocristalino e policristalino. Os painéis solares de película fina são uma alternativa mais barata aos painéis convencionais e usam camadas finas de materiais fotovoltaicos. Seu processo de fabricação e composição é diferente dos painéis tradicionais.

Painéis monocristalinos (mono) usam uma forma pura de silício monocristalino. Este processo é mais caro e demorado, mas resulta em maior produção de energia. Os painéis policristalinos são feitos com vários fragmentos de silício, tornando a fabricação mais econômica. No entanto, esses fragmentos criam imperfeições, diminuindo a eficiência dos painéis. Os painéis de película fina são os mais baratos de fabricar porque usam materiais fotovoltaicos finos em vez de silício, mas têm a menor produção de energia.

A eficiência mede quanta luz solar um painel pode absorver e converter em eletricidade. Por exemplo, painéis solares com índice de eficiência de 16% podem absorver 16% dos raios solares e convertê-los em energia. De acordo com o Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL), a maioria dos painéis solares tem índices de eficiência entre 16% e 22%, com uma média de 19,2%.

O silício puro usado em painéis mono não apresenta falhas de superfície, portanto, esses painéis têm as classificações de eficiência mais altas, normalmente entre 17% e 23%. Os painéis poli têm uma classificação mais baixa entre 13% e 16%. Painéis de película fina têm as classificações de eficiência mais baixas, com faixas entre 7% e 11%.