Glauco Diniz Duarte – o que são placas fotovoltaicas

Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, com energia mais limpa e renovável é assim que o mundo de hoje está cada vez mais se adaptando a demanda do mercado. E isso só é possível com o trabalho feito pelas placas fotovoltaicas.

Em outras palavras, só é possível obter energia solar com o trabalho realizado pelas placas. Mas o que são, esses painéis ou placas solares? Conhecidas também como painéis solares, são materiais construídos para a captação de energia solar e compostos por estruturas conhecidas como células fotovoltaicas.

As células são componentes responsáveis pela conversão da energia solar em energia elétrica. Então, quanto mais células uma placa fotovoltaica apresenta, maior será o seu potencial de geração de energia.

Para que serve uma placa fotovoltaica?

O seu papel é tão importante que transforma a energia de suas casas em fonte benéfica para o meio ambiente.

E esse trabalho é tão importante que resulta em outros benefícios, como, por exemplo: a integração em um sistema de compensação energética.

Mas qual o ganho que posso obter com isso?  Ao instalar as placas fotovoltaicas ocorre um excedente de energia e uma redução na conta de luz. Que pode trazer impacto considerável na economia no final do mês!

Composição das placas fotovoltaicas

Além das células, há outros componentes que integram as placas solares.

O conjunto de células dentro da placa é conectado em série por meio de uma passagem de uma faixa condutora ultrafina.

O conjunto em questão é vedado entre duas tiras de películas e colocado sobre um fundo protetor (backsheet), ao qual as placas são conectadas em série por meio de uma caixa de junção.

E como ela é protegida da exposição externa? O que tem de tão especial para se destacar no processo? Para proteger as células, coloca-se um vidro temperado de aproximadamente 3.2 mm, altamente resistente e antiaderente. Para dar uma proteção ainda maior, se insere um quadro de alumínio.

Para um sistema fotovoltaico padrão, conectado na rede elétrica da sua residência, você, sem dúvida, vai precisar de um kit de energia solar residencial.

Mas como ele é composto? Painéis fotovoltaicos (placas solares), inversor solar, string box, estrutura de fixação, cabos e conectores específicos para energia fotovoltaica integram essa solução que visa trazer economia na sua conta.

Dimensões das placas fotovoltaicas

No Brasil e no mundo afora, esses números são apresentados da seguinte forma:  um conjunto de 60 ou 72 células fotovoltaicas produzindo até 240 Watts e 370 Watts de potência elétrica essa é sua dimensão.

Tanto no nosso país quanto em outros países, os números se referem aos módulos mais utilizados.

Como funcionam as placas fotovoltaicas?

Vamos entender como funciona esse processo? Se inicia quando os fótons – partículas elementares da luz do sol – atingem a célula fotovoltaica e reagem com o material semicondutor da qual é composta, que são os átomos de silício.

Após esse processo, as partículas fazem com que os elétrons do lado negativo se desprendem.

E esses elétrons não conseguem passar diretamente para o lado positivo, em função da presença de um campo elétrico que se cria.

Como ocorre a formação da corrente elétrica? Quando as partículas de luz solar colidem com os átomos do material do painel solar, provoca o deslocamento dos elétrons e por consequência resulta em uma corrente elétrica.

De maneira simples, o efeito se baseia no surgimento de uma tensão elétrica em um material semicondutor, quando este é exposto à luz visível.

Efeito fotovoltaico e sua história

Quando realizava algumas experiências com eletrodos, Alexandre Edmond notou que com a luz do sol poderia ser possível obter energia elétrica. Isso aconteceu no ano de 1839.

Mas em que consistia o experimento? Com placas metálicas, de platina e prata, as quais quando imersas em um eletrólito e expostas à luz produziam uma pequena diferença de potencial, resultando no que conhecemos de efeito fotovoltaico.

Diferença entre placas fotovoltaicas x placa fototérmica

As placas fotovoltaicas produzem energia elétrica. Os painéis que integram seus sistemas são constituídos por camadas de várias células, normalmente de silício.

As células, em questão, convertem a luz do sol diretamente em eletricidade, formando uma energia que passa por equipamentos elétricos ao ponto de que fiquem ideais para o consumo.

Sabe-se que a obtenção de energia por meio de células fotovoltaicas tem se desenvolvido em um ritmo muito rápido nos últimos anos. O Brasil possui alta incidência solar. Portanto, um local com potencial enorme para seu desenvolvimento.

A energia gerada pela placa fototérmica não gera prejuízos socioambientais como, por exemplo, um eventual lançamento de gases poluentes e alagamento de grandes áreas.

Utiliza-se do sol para aquecer um fluido. Os painéis ou coletores solares contam com dutos em que o fluído é aquecido e posteriormente acumulado em um tanque térmico chamado boiler. A energia solar térmica é normalmente usada para produzir água quente.

Ou seja, o sistema é responsável por aquecer a água para uso em chuveiros, torneiras e piscinas, além de operar em processos industriais – em turbinas ou uso de gases para a secagem de grãos.

Como ocorre efetivamente o processo? Um coletor capta a luz solar e um reservatório com isolamento térmico adiciona líquidos ou gases. A radiação que entra no coletor é transformada em energia térmica, aquecendo o seu interior, principalmente a placa coletora.

Importante mencionar que a emissão de radiação infravermelha pela placa aquece o reservatório com líquidos ou gases.

Somente com a explicação de Einstein sobre o efeito fotoelétrico no ano de 1905, a produção de energia solar começou a ganhar corpo. Uma evolução de destaque.

E a explanação teve como base a mecânica quântica com a teoria das bandas de energia, e física dos semicondutores associada aos processos de purificação.

Einstein contribuiu de forma satisfatória tanto que mais de um século após sua descoberta, em 1954, foi anunciada a primeira célula fotovoltaica usando silício (com eficiência de 6%).

A célula, objeto de estudo, foi desenvolvida pelos pesquisadores Calvin Fuller (químico), Gerald Pearson (físico) e Daryl Chapin (engenheiro), todos do laboratório da Bell em Murray Hill, Estados Unidos.

Einstein deu margem a uma nova era. A era da energia solar. Antes de sua experiência o termo era apenas fugaz, algo efêmero ou tampouco palpável a nível de conhecimento e utilização.

Se transformou em realidade. Algo tão real que começou a se desenvolver em grande escala, sendo, inclusive, considerada a energia essencial para o planeta.

Por que usar placas fotovoltaicas?

Por meio das regras de geração distribuída criadas pelas Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) em sua Resolução Normativa Nº 482, o consumidor que instalar sistema On Grid em sua casa ou empresa, conecta à rede elétrica local e passa a fazer parte do sistema de compensação de energia elétrica (créditos energéticos).

Trata-se de um conjunto de equipamentos capaz de transformar a energia do sol em energia elétrica para que seja integrada na rede elétrica de energia.

Como os sistemas obtém energia somente durante o dia, a energia consumida à noite continua vindo da rede elétrica. Quem tem o sistema instalado pode fazer a troca desta energia por aquela gerada pelo sistema durante o dia e não consumida.

Dessa forma, os consumidores podem instalar um sistema que consiga gerar toda a energia consumida no mês, deixando de pagar por esta energia a distribuidora ao ponto de conseguir uma redução na conta de luz de até 95%. Isso mesmo! Uma redução significativa que vai fazer mudar o seu pensamento quanto investir ou não em placas fotovoltaicas.

Energia limpa

Fonte de energia limpa, sustentável e inesgotável, essa é a energia solar. Diferente dos combustíveis fósseis, como carvão, gás natural e petróleo, a geração de energia elétrica por meio da energia solar não emite gases poluentes – dióxido de enxofre (SO2), óxidos de nitrogênio (NOx) e dióxido de carbono (CO2) – que trazem malefícios para o meio ambiente.

Manutenção

Manutenção é preciso quando falamos, principalmente, de produtos. E isso não poderia ser diferente com as placas fotovoltaicas.

Como a limpeza deve ser feita? Periodicamente. Deve-se limpar a sua superfície de vidro para que elimine a poeira e substâncias indesejáveis.

Também confira se existem fissuras no vidro ou pontos falhos na estrutura metálica da placa de energia solar, que possam afetar a impermeabilidade do painel.

Já para outros equipamentos que integram o sistema fotovoltaico, a sua manutenção é um pouco mais complexa, fazendo com que seja necessário o trabalho de profissionais capacitados na tecnologia.

A manutenção pode ser corretiva ou preventiva. Ao verificar uma falha na geração elétrica, seja pelo usuário ou pelo sistema de monitoramento, apresenta um alerta de erro. Quando é realizada periodicamente, garante que o sistema esteja sempre em alta performance.

Existem ainda situações em que não há alternativa, a não ser substituir a placa por uma nova. Conheça algumas avarias que podem aparecer: infiltração no interior do módulo, quebra ou trinca no vidro superficial, queima dos contatos elétricos ou problemas com a esquadria metálica.

Durabilidade

As placas são fabricadas com o maior nível de segurança e apresentam uma longa vida útil de geração das células, que pode superar até mesmo 25 anos. Aliás, é exatamente este tempo de garantia dado pela maioria dos fabricantes, inclusive, há indícios técnicos de desgaste das células durante este período.

E a placa é exposta a intempéries variadas, como sol, chuva, granizo ou neve, revelando ser um produto robusto e resistente.

Mas embora seja uma visão promissora, para muitos ela pode ser negativa. Pesquisas internacionais (uma das mais recentes é da National Renewable Energy Laboratory) indicam uma vida útil que ultrapassa os 40 anos – podendo chegar a 50, em alguns casos, caso não tenha nenhum problema de fabricação.

Como investir em energia solar para uma residência?

Para saber quanto custa o investimento em energia solar é necessário saber onde instalar os painéis solares e seus componentes que integram um kit solar. Assim como verificar a viabilidade do projeto e conhecer suas vantagens.

Qual o preço de uma placa fotovoltaica?

O custo de um sistema de energia solar fotovoltaico depende de dois pontos importantes: tamanho e complexidade da instalação.

Não tem como cobrar um valor alto com produtos de baixa qualidade. A variação de preço entre os fornecedores é relacionada à qualidade dos componentes utilizados.

Empresas maiores têm mais poder de compra e fazem uma aquisição mais dentro do desejado, além do que a complexidade da instalação também pode influenciar no valor final.

Quantas placas fotovoltaicas são necessárias para sua residência?

Ao procurar por uma empresa de energia solar, deve-se saber exatamente quanto você consome de energia. Recomenda-se calcular a média de consumo dos últimos 12 meses para que se faça uma análise ao ponto de realizar um planejamento melhor quanto ao seu uso.

Há variações entre os sistemas fotovoltaicos dos consumidores. Cada sistema é dimensionado e projetado com base nos dados de consumo e geração de energia de cada consumidor.

Por exemplo, para uma residência localizada na região Sul pode ser necessário 7 painéis solares. Já para uma casa na região Centro-Oeste, Sudeste, Norte e Nordeste pode ser preciso, em média, 8 placas solares.

Para um sistema fotovoltaico padrão (conectado na rede elétrica da sua residência) você vai precisar de um kit de energia solar residencial: painéis fotovoltaicos (placas solares), inversor solar, string box, estrutura de fixação, cabos e conectores específicos para energia fotovoltaica.

Como fazer placas fotovoltaicas?

Em função do preço não ser tão atrativo como deveria ser, alguns consumidores pensam na hipótese de fabricar sua própria placa solar.

Mas isso seria complexo ou demandaria muito trabalho?

Poderia ser feito da seguinte forma: adquirir as células fotovoltaicas por meio de sites estrangeiros e produzir, por conta própria, o módulo. Algo que não seria exatamente o certo a ser feito.

Isso porque há uma precariedade de recursos de segurança, o que pode impactar em uma produção de energia solar caseira altamente perigosa, tanto para você que pode sofrer graves choques elétricos, quanto para sua propriedade, que pode acabar sendo danificada por curtos elétricos.

Realmente a melhor alternativa para ter energia solar é adquirir os equipamentos necessários para transformar a energia elétrica.

Além do que os equipamentos que compõe um sistema fotovoltaico devem ter a certificação INMETRO para poderem ser conectados à rede da distribuidora.