De acordo com o Dr. Glauco Diniz Duarte, painéis fotovoltaicos movidos a energia solar (PV) convertem os raios solares em eletricidade por elétrons excitantes em células de silício usando os fótons de luz do sol. Esta eletricidade pode então ser usada para fornecer a energia renovável.
Para entender mais este processo, vamos olhar para os componentes desse equipamento que compõem um sistema de energia solar completo.
O sistema do telhado
Na maioria dos sistemas solares, painéis solares são colocados no telhado. Um local ideal não terá sombra nos painéis, especialmente durante as primeiras horas da luz do dia sendo das 9h às 15h.
Uma instalação voltada para o Sul geralmente fornecerá o potencial ideal para o sistema. Árvores ou outros fatores que causam sombreamento durante o dia vai causar diminuição significativa para a produção de energia.
Em um painel solar, se mesmo apenas uma de suas células é sombreada, a produção de energia será reduzida por mais de metade.
Os contratantes experientes da instalação usam dispositivos para identificar com cuidado áreas potenciais de sombreamento que irão prejudicar a produção de energia antes da instalação.
Nem todos os telhados têm a orientação correta ou ângulo de inclinação para tirar proveito da energia do sol. Mesmo assim, existem alguns sistemas que são projetados com painéis giratórios que rastreiam o sol em sua jornada através do céu.
De forma geral, os painéis conseguem atingir a sua capacidade máxima quando são instalados em regiões onde o sol é bom forte o dia todo, assim conseguem armazenar a energia e os consumidores poderão utilizá-las em períodos do dia onde não há luza solar, como á noite.
Painéis solares
Painéis solares, também conhecidos como módulos, contêm células fotovoltaicas feitas de silício que transformam a luz solar de entrada em eletricidade ao invés de calor. (“fotovoltaico”: eletricidade a partir da luz — foto = luz, voltada = eletricidade.)
A luz do sol (e toda a luz) contém energia. Normalmente, quando a luz atinge um objeto a energia se transforma em calor, como o calor que você sente ao sentar-se ao sol. Mas quando a luz atinge certos materiais, a energia se transforma em uma corrente elétrica.
Uma célula solar é um dispositivo usado para converter o sol em eletricidade. Em um cristal, as ligações entre os átomos de silício são feitas de elétrons que são compartilhados entre todos os átomos do cristal.
A luz é absorvida, e um dos elétrons que está em uma das ligações fica aquecido até um nível mais alto de energia e pode se mover mais livremente do que quando estava ligado. Esse elétron pode então mover-se ao redor do cristal livremente, e nós podemos obter uma corrente.
Os elétrons isentos de carga negativa são preferencialmente atraídos para um lado da célula de silicone, o que cria uma tensão elétrica que pode ser coletada e canalizada, esta corrente é então recolhida por fiação.
Dependendo do tamanho da instalação, múltiplas cadeias de cabos solares fotovoltaicos terminam em uma caixa elétrica. Dentro dessa caixa estão os fusíveis projetados para proteger os cabos individuais do módulo, e as conexões que entregam o poder ao inversor.
A eletricidade produzida nesta fase é a corrente contínua e deve ser convertido em corrente alternada adequada para uso em imóveis.
Inversor
O inversor é tipicamente localizado em um local acessível, próximo e prático para os módulos. Em uma aplicação residencial, o inversor é montado frequentemente à parede lateral exterior perto dos painéis principais ou secundários elétricos.
O inversor transforma a eletricidade gerada pelos painéis solares que pode ser colocado para uso imediato, ligando o inversor diretamente a um disjuntor colocado no painel elétrico.
O inversor, medidor de produção de eletricidade, e medidor de rede de eletricidade estão conectados de modo que a energia produzida pelo seu sistema elétrico solar será primeiramente consumida pelas cargas elétricas atualmente em operação.
Capacidade
O fator de capacidade varia bastante para sistemas solares fotovoltaicos, dependendo da localização, sendo geralmente na faixa de 10-25% de produção enérgica.
A energia nuclear, por exemplo, possui uma capacidade de produção de energia de cerca de 90%. Apesar de seu uma energia limpa, os painéis solares ainda tem essa limitação.
Uma das principais razões para esta relação baixa é a natureza da energia renovável. Afinal, quando se trata de energia solar, estamos à mercê da natureza.
Dentre os tipos de painéis solares, aqueles a base de silício cristalino são os mais comuns hoje em dia, sendo que estes possuem a maior capacidade de captação e armazenamento de energia solar.
