A eficiência é um dos dados mais importantes para se atentar na hora de escolher as placas solares que irão compor um painel fotovoltaico, já que representa o potencial de conversão da luz solar em energia elétrica por metro quadrado.
Um painel solar com eficiência de 21%/m2 significa que do total de luz captado pelo módulo 21% será a geração de eletricidade para o consumo, portanto, quanto maior a eficiência de um painel solar maior será a quantidade de energia elétrica produzida por m2 com a mesma quantidade de luz incidente.
É preciso entender que a eficiência dos painéis solares informada por sua fabricante é medida em laboratório por meio de um teste que utiliza um conjunto de valores reconhecido e adotado internacionalmente, conhecido pela sigla STC (Standard Test Conditions), em português, “Condições Padrão de Teste”.
Trata-se dos padrões definidos pela indústria solar para atestar a qualidade e eficiência dos equipamentos. Ao utilizar um conjunto fixo de condições, todos os painéis solares podem ser comparados e avaliados de forma mais precisa.
Calculando a eficiência dos painéis fotovoltaicos
A eficiência dos módulos fotovoltaicos é calculada com base em sua potência (em STC) e sua área. Portanto, um módulo de 530 W e 650 W, por exemplo, possuindo dimensões de 2,220m x 1,757m deve ter aproximadamente 16,76% de eficiência.
Isto porque umas das formas para se calcular a eficiência de um módulo fotovoltaico é usando a seguinte equação:
Eficiência [%] = (Potência) / (comprimento) x (largura) x (1000 W/m²)
Então teremos o seguinte:
Eficiência [%] = (530 W) / (2,28 m) x (1,13 m) x (1000 W/m²) = 0,1676 ou 16,76%
Calculando a eficiência dos painéis fotovoltaicos
A eficiência dos módulos fotovoltaicos é calculada com base em sua potência (em STC) e sua área. Portanto, um módulo de 530 W e 650 W, por exemplo, possuindo dimensões de 2,220m x 1,757m deve ter aproximadamente 16,76% de eficiência.
Isto porque umas das formas para se calcular a eficiência de um módulo fotovoltaico é usando a seguinte equação:
Eficiência [%] = (Potência) / (comprimento) x (largura) x (1000 W/m²)
Então teremos o seguinte:
Eficiência [%] = (530 W) / (2,28 m) x (1,13 m) x (1000 W/m²) = 0,1676 ou 16,76%
O que determina a eficiência das placas solares?
Células fotovoltaicas: Cada módulo fotovoltaico é composto por dezenas de células solares. A célula solar é a unidade básica de funcionamento da tecnologia fotovoltaica e é responsável pelo processo que converte a luz em energia elétrica.
As células fotovoltaicas são fabricadas a partir de algum tipo de material semicondutor. Cada tipo de semicondutor possui características próprias na conversão elétrica que determinam a sua eficiência. Aqui vamos falar sobre o carboneto de silício, que é um semicondutor composto usado em muitos dispositivos semicondutores, onde fornece tensões de ruptura mais altas e várias outras vantagens.
Dessa forma, a eficiência do painel solar está diretamente ligada à de suas células. Quanto mais eficientes forem as células solares utilizadas nos módulos fotovoltaicos, maior será a eficiência do painel solar.
Ligamentos e modelagem: A forma como as células fotovoltaicas são posicionadas dentro da placa solar e o acabamento dado a ela também impactam na sua eficiência, pois o cálculo da eficiência é feito com base na área total do dispositivo que recebe a radiação solar.
Os módulos fotovoltaicos apresentam áreas “mortas” que interferem na sua eficiência, isto é, áreas não ocupadas por células, como os espaços entre elas, as bordas e a moldura.
É por esse motivo que a eficiência do painel solar é sempre menor que a eficiência individual de cada uma de suas células fotovoltaicas, pois elas possuem menos dessas áreas “mortas” e têm um maior aproveitamento da luz.
Tempo de uso do painel solar: Não é segredo que os painéis solares perdem eficiência com o passar do tempo. A perda anual é ínfima, e os melhores fabricantes do mercado trabalham com garantias que atestam que seus módulos irão permanecer com mais de 80% da eficiência original ao final dos 25 anos. Contudo, quanto maior for o tempo de uso de um painel solar, menor será a sua eficiência.
Fatores que influenciam na eficiência dos painéis solares
A eficiência do painel solar rotulada pelo fabricante é determinada pelo teste padrão da indústria que utiliza valores fixos para as condições climáticas que influenciam na geração elétrica do equipamento, as quais são:
Irradiação Solar: Placas fotovoltaicas precisam de luz do sol para gerar energia elétrica e têm o seu melhor aproveitamento em locais com as maiores médias anuais de radiação solar.
A disponibilidade de sol em uma determinada região durante o ano está diretamente ligada a alguns fatores, como a sua posição geográfica e clima.
Temperatura: As variações de temperatura também influenciam o desempenho das células fotovoltaicas e, consequentemente, a eficiência do painel solar. A temperatura das células fotovoltaicas não é a mesma do ambiente, pois as células sofrem um aumento de temperatura ao receber a radiação solar. Em média, a temperatura de um painel solar é, aproximadamente, 20 °C mais quente do que a temperatura ambiente.
Como as condições simuladas nos testes não se replicam ao mundo real, em situações práticas de operação a eficiência de um módulo fotovoltaico será determinada conforme a variação de cada uma delas. Além disso, existem alguns fatores técnicos envolvidos na instalação do painel solar que também interferem no rendimento que ele irá apresentar durante a sua vida útil.
Posição do painel: A instalação do painel solar deve ser feita de forma que a sua exposição aos raios do sol seja a melhor e a maior possível durante as horas de luz.
Para isso, um dos fatores que deve ser analisado é a direção do painel, de modo que a sua face esteja voltada ao sol ao longo do seu deslocamento diário.
O Brasil está localizado no hemisfério Sul, portanto, o sol nasce no Leste, sobe se inclinando ao Norte e se põe no Oeste. Sendo assim, a melhor direção do painel solar no Brasil é com a face voltada ao Norte.
Inclinação: Outro ponto que influencia a captação de luz pelo painel solar é a inclinação. A inclinação do painel deve ser cuidadosamente calculada de forma que favoreça a incidência direta dos raios solares sobre a face dos módulos.
Embora possam captar a luz difusa que incide sobre a sua superfície, os painéis solares têm o melhor aproveitamento com os raios que chegam de forma perpendicular, ou seja, aqueles que atingem diretamente a superfície formando um ângulo de 90°.
A regra básica é definir a inclinação do painel fotovoltaico na mesma angulação da latitude do local onde ele será instalado.
Sombreamento: Como dependem de luz para funcionar, os painéis solares também têm a eficiência comprometida caso ocorra algum sombreamento sobre a sua superfície.
Qualquer objeto próximo ao local da instalação, como prédios, postes e árvores, deve ser averiguado para evitar ao máximo a ocorrência de sombra sobre o painel solar.
Conclusão
Por todos esses motivos, é imprescindível contar com o trabalho de uma empresa de energia solar especializada para a realização do projeto e instalação do seu sistema fotovoltaico, garantindo que o seu painel solar opere com eficiência e rendimento otimizados. Conte com a WNI Technology Group para fazer o estudo, viabilização e implantação do seu projeto.
Fonte: Portal Solar e Canal Solar
