Tipos de painéis solares, inversores solares explicados

Neste post vamos discutir os principais tipos de painéis solares disponíveis no mercado, e também discutir os diferentes tipos de inversores solares que são especificamente compatíveis com esses painéis solares. Mais adiante no artigo, também discutiremos como a eficiência de um painel solar pode ser afetada devido ao mau tempo e como isso pode resultar em baixa saída de energia do painel solar.

Introdução

A geração de energia solar não é nova. Foi descoberto acidentalmente pelo Bell Telephone Lab no início dos anos 1950.

A tecnologia de geração de energia solar avançou tremendamente nos últimos 50 anos, mas as pessoas não estão sendo informadas desses avanços.

Por exemplo; a eficiência da energia solar aumentou após a introdução de microinversores e otimizadores de energia que convertem a corrente contínua (DC gerada por painéis solares) em corrente alternada (AC) no ponto de geração.

Isso reduz as perdas de energia de CC de baixa tensão que geralmente percorrem centenas e milhares de metros de fiação dentro de uma residência ou prédio de vários andares.

A geração de energia solar pode ser feita por todas as residências, indústrias e escritórios.

Os painéis solares também vêm em configurações diferentes e mais eficientes. Existe outra tecnologia antiga de inversores chamada inversores de string.

A energia solar é produzida por células fotovoltaicas. Os painéis solares mais usados ​​atualmente são feitos de silício cristalino. O silício é encontrado em todos os aparelhos eletrônicos, computadores, smartphones, TVs, etc.

Esses painéis podem ser usados ​​para gerar energia suficiente para uso doméstico, aquecer água pelo aquecedor solar de água e oferecer aquecimento e resfriamento solar doméstico.

Tipos de Painel Solar

Existem quatro tipos mais populares de painéis solares disponíveis para instalação. Alguns deles são preferidos por famílias que vivem em áreas frias com telhados de duas águas.

Existem amplamente 4 tipos de painéis solares disponíveis, conforme explicado abaixo. As modernas tecnologias avançadas empregam tintas solares, corantes, espelhos e plásticos.

Telhas de telhado solar

As telhas solares são a nova tecnologia em opções de painéis solares. Cada painel de telha solar pode gerar de 13 a 67 watts de energia. Estes são painéis solares relativamente menores em forma de telha, espalhados e instalados sobre os telhados de duas águas já construídos. É a tendência crescente de instalação de telhas solares.

Eles ficam lindos e imitam os telhados de telhas asfálticas arquitetônicas. Mas eles oferecem enormes benefícios porque podem ser facilmente instalados mesmo em espaços menores do telhado para fornecer energia solar suficiente para a casa.

As telhas solares são tão duráveis ​​quanto as telhas asfálticas comuns, mas as pessoas preferem instalar qualquer tipo de painel solar sobre um telhado já construído. No entanto, eles são duráveis ​​e fortes o suficiente para suportar todas as condições climáticas. As telhas solares são mais caras do que os painéis solares comuns.

Painéis solares de película fina

O processo de fabricação de painéis solares de filme fino é cobrir um substrato de vidro, plástico ou metal com uma ou mais camadas finas de material fotovoltaico. Esses filmes solares são flexíveis e leves. Os painéis solares de filme fino se degradam um pouco mais rápido do que os painéis solares mono e policristalinos.

Considerando que a produção de painéis solares de filme fino é menos complexa, portanto, seu preço também é razoável. Sua saída é 5% menor que a eficiência do painel monocristalino. Normalmente, as células de filme fino fornecem entre 15-22% de eficiência do painel solar.

A tecnologia de painel solar de filme fino é ganhando popularidade em comparação com tipos mais caros de painéis solares, portanto, os painéis solares de película fina são instalados em projetos de grande escala e em usinas de energia solar recordes. Painéis solares de filme fino têm uma vida útil relativamente mais curta. Eles também vêm com menos garantia.

Painéis Solares Policristalinos

Painéis solares policristalinos ou multicristalinos é um tipo de painel solar que são constituídos por células cristalinas. Geralmente são painéis de formato retangular, muitas vezes vistos instalados em telhados planos, telhados de duas águas, galpões industriais e em espaços abertos. Um painel solar policristalino típico usado principalmente por proprietários contém até 40 células solares.

O silício não é cultivado como uma única célula, mas como um bloco de cristais. Esses blocos são então fatiados para formar wafers finos e criar células solares individuais. A entrega atual de eficiência do painel solar policristalino é de 15-22%. Um painel solar policristalino é de corte quadrado e cor salpicada de azul.

Estes são econômicos por causa do processo de fabricação. Esta é a razão pela qual a maioria das pessoas compra painéis policristalinos. Eles são menos tolerantes ao calor, o que é a razão da baixa eficiência. Eles são particularmente adequados para instalação com alto índice de sol ou em áreas com dias de sol máximos.

Painéis Solares Monocristalinos

Painéis solares monocristalinos ou células monocristalinas são fabricados a partir do mais puro silício. As células solares monocristalinas são cortadas de um único grande cristal de silício.

Um cristal deste tipo de silício é um processo complexo. A haste é cortada em wafers para fazer as células solares. Os painéis solares monocristalinos têm a maior eficiência em comparação com os outros tipos de células solares. A eficiência da entrega atual do painel solar monocristalino é de 22-27%.

As células de painel solar monocristalino são mais adequadas para locais com condições climáticas variadas, como meses prolongados de inverno. Sua eficiência é superior em comparação com os painéis policristalinos porque são tolerantes ao calor e de formato cilíndrico. Os painéis monocristalinos são feitos de silício puro. Suas cores são escuras e um tanto uniformes.

As células monocristalinas custam mais do que os painéis policristalinos, mas estão provando ser mais econômicas a longo prazo devido à sua longa vida útil, mais garantia e baixo tempo médio antes da falha (MTBF).

Inversores de energia solar

Todos os painéis solares geram essencialmente corrente contínua (DC).

No entanto, a maioria dos nossos aparelhos domésticos, como lâmpadas, TVs, geladeiras, aquecedores, ACs, etc., usam corrente alternada (AC). Até mesmo nossos laptops e celulares são carregados com corrente alternada.

Considerando que a CC produzida pelos painéis solares deve ser invertida em CA para uso em casa ou no escritório, existem inversores específicos usados ​​para esse fim.

Muitas residências e escritórios com problemas de desligamento de energia usam um sistema de backup de energia composto por uma bateria de chumbo-ácido e um inversor de energia que converte a energia da bateria (DC) em AC. É preciso ter cuidado ao escolher um inversor para a energia gerada pelos painéis solares.

A maioria dos inversores domésticos são menos eficientes e produzem uma saída de onda quadrada ou escalonada em vez de onda senoidal. Isso é prejudicial para a maioria dos gadgets.

Pode-se entender o efeito de uma saída de onda quadrada pelo zumbido de um motor ou ventilador enquanto eles estão funcionando em um inversor durante uma falha de energia. Escritórios, bancos, indústrias usam principalmente um sofisticado sistema de energia ininterrupta online (Online UPS).

Esses UPSs são projetados para saída de onda senoidal pura sem qualquer interrupção de um microssegundo. Existem opções para usar inversores de energia comumente produzidos com painéis de energia solar.

Os inversores domésticos usam baterias de armazenamento de energia para um backup de energia por tempo limitado e recarregam essas baterias quando a energia principal estiver disponível.

A tecnologia de geração de energia solar fez um trabalho lento, mas razoável, de desenvolvimento de inversores de energia adequados para energia solar.

Esses tipos de inversores solares podem ser categorizados em 3 segmentos:

Inversores de string

Os painéis são dispostos em strings conectados em paralelo entre si e, em seguida, ligados ao inversor.

Microinversores

Microinversor é um tipo de inversor que converte energia de CC para CA dentro de cada painel. Os microinversores oferecem alta eficiência energética, mas com alto investimento. Esses painéis não bloqueiam o fluxo de energia de uma conversão solar que ocorre dentro de um painel em uma parte ensolarada e sombreada. Eles operam de forma autônoma.

Otimizadores de energia

Assim como os microinversores, você encontrará painéis solares incorporados com otimizadores de energia.

Eles são muito adequados para os telhados que permanecem parcialmente sombreados. Quando a energia sai da célula do otimizador de energia, ela passa por um estágio de processamento, o que leva a maiores eficiências para as células.

É por isso que eles são chamados de otimizadores de energia. A melhor coisa sobre os otimizadores de energia é que eles custam menos que os microinversores.

Efeito do clima na geração de energia solar

Todos os tipos de painéis solares funcionam com a máxima eficiência sob as condições climáticas ideais.

1, Neve pode reduzir a eficiência em 100% se os painéis solares estiverem cobertos por uma camada de neve com mais de 5 cm de espessura. A neve também adiciona peso a um telhado, bem como aos painéis solares instalados. Os telhados são geralmente feitos de madeira, ardósia, folhas de estanho ou alumínio.

O ângulo dos telhados permite que a neve deslize. No caso de telhados de madeira, há necessidade de remoção manual de neve para reduzir o peso da neve. Normalmente, mesmo quando o tempo está nevado, os painéis solares ainda podem operar com relativa eficiência e gerar energia.

Comparando a eficiência dos painéis solares

Foto monocristalina As células volticas não são necessariamente arredondadas. Mas estes são mais eficientes do que todas as outras células solares.

2. Vento é uma das razões do dano das células solares. Os fabricantes têm que realizar testes extensivos em túnel de vento para diminuir os danos potenciais. De acordo com a pesquisa, o efeito do vento esfria os painéis. O efeito de resfriamento em 1 grau, aumenta a eficiência em 0,05%.

3. Saudação não tem muito efeito prejudicial sobre os painéis solares. Os painéis solares podem sustentar o granizo a uma velocidade de 20 a 30 m/s. Os painéis solares são projetados para suportar tais condições climáticas extremas.

4. Gelo acumula-se na superfície das células solares. Recomenda-se que as células solares tenham um revestimento de silicone aplicado para evitar a formação de gelo. Se o gelo se acumular nos painéis solares, pode praticamente prejudicar a eficiência do painel solar 25 a 100%.

5. Resíduo Químico células solares ficam cobertas por resíduos químicos. Esses resíduos podem se dissolver com no mínimo 20 mm de chuva. Não há redução significativa na eficiência. Estudos mostraram redução de 0,2% na eficiência devido a resíduos químicos nas células solares.

6. Degradação UV Todas as células solares são laminadas. A estrutura laminada pode ser afetada pelos raios UV do sol. Os raios UV também causam a descoloração das células solares. A exposição à luz solar pode formar uma camada de óxido de boro que reduz a eficiência em 1 a 3% nas primeiras 1.000 horas.

7. Calor úmido é necessário verificar a durabilidade dos painéis solares em instalado em condições úmidas. Umidade causa corrosão e uma diminuição geral da eficiência do painel solar.

8. Resistência de isolamento é verificar a resistência do material e as fugas de corrente.

9. Ciclismo térmico pode ser o motivo da falha dos componentes do painel solar, incluindo células solares, interconexões e conexões de módulo.

Conclusão:

Não há dúvida de que a energia solar é a melhor energia renovável que é amiga do ambiente, mas é importante entender a geografia do local de instalação, sistema de cobertura, condições climáticas, dias de luz solar e também considerar que os painéis solares têm eficiência máxima de 27% sob as condições ideais de teste. Todos os fatores que podem influenciar a eficiência do painel solar deve ser levada em consideração.

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