Fotovoltaica no telhado - estrutura, conceitos básicos

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Fotovoltaica - o sol se transforma em eletricidade

Sistemas solares no telhado de uma casa © electriceye, stock.adobe.comUma célula solar é um pequeno milagre tecnológico: para produzir eletricidade, ela não precisa de nada além de raios de sol que brilham sobre ela. Isso se deve, por um lado, ao material de que é feito e, por outro, ao chamado efeito dezembro. Essa lei física afirma que uma voltagem elétrica é criada assim que a luz incide sobre um semicondutor. Este é exatamente o caso de uma célula fotovoltaica: geralmente é feita de silício - um material semicondutor. Os fótons contidos nos raios solares liberam elétrons desse material, que podem ser usados como energia elétrica. A tensão elétrica direta criada é de cerca de 1,4 volts.A quantidade de energia produzida aumenta com a intensidade da radiação solar que incide sobre as células solares.

Diferentes tipos de células solares

Nem todas as células solares são iguais. Como acontece com a maioria das tecnologias, também existem diferentes métodos de fabricação nesta área. Existem três tipos diferentes de células feitas de silício:

Estrutura de uma célula solar

Células monocristalinas: este tipo de célula solar atinge a maior eficiência. No entanto, a maior quantidade de energia é necessária para a produção.
Células policristalinas: as células policristalinas são baratas de fabricar, mas ficam atrás do desempenho das células monocristalinas. No entanto, as células policristalinas têm a maior parcela de uso em módulos fotovoltaicos
Células amorfas: este tipo de célula é produzida por um processo de película fina, mas sua eficiência à luz do sol é comparativamente baixa. As células amorfas são usadas principalmente em pequenas aplicações, por exemplo, em calculadoras de bolso e relógios.

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Muitas células, um módulo - a estrutura de um sistema fotovoltaico

Uma célula solar ainda não faz um sistema fotovoltaico. Para usar a energia solar economicamente, é necessário um sistema complexo e coordenado. Os componentes básicos de um sistema fotovoltaico são:

Módulos Solares
Medidores de alimentação e / ou consumo
Inversor

Fotovoltaica: Esquema de um sistema conectado à rede

Nos módulos solares cintilantes azulados, que agora estão cada vez mais moldando a paisagem, as células solares individuais são conectadas em série para formar unidades. Portanto, eles produzem uma voltagem significativamente maior do que a célula individual. Cerca de 8 a 10 metros quadrados de área do módulo são necessários para atingir uma produção nominal de um quilowatt. O sistema então produz uma produção anual de cerca de 80 a 110 quilowatts-hora por metro quadrado.

A eletricidade pode ser fornecida à rede pública ou consumida por si. A quantidade de eletricidade produzida é registrada pelo medidor de alimentação ou consumo.

Antes de poder ser usado, no entanto, um passo intermediário decisivo deve ser dado: a corrente contínua é gerada por fotovoltaicos. No entanto, a rede elétrica alemã e praticamente todos os dispositivos de consumo são operados com corrente alternada. Portanto, é necessária uma conversão de tensão DC para AC. O chamado inversor assume esta importante tarefa.

Inversor explicado

Use você mesmo ou alimente - o que você faz com a eletricidade que gera?

Durante muito tempo, a instalação de sistemas fotovoltaicos foi orientada como um investimento financeiro para a produção pura e alimentação de energia elétrica. O financiamento estipulado pela Lei de Fontes de Energia Renovável (EEG) foi incluído e o sistema foi montado com um determinado lucro. A eletricidade gerada era totalmente alimentada na rede de abastecimento por uma tarifa feed-in que, graças ao EEG, era significativamente mais alta do que o preço de um quilowatt-hora de eletricidade gerada convencionalmente. O EEG ainda é subsidiado hoje, mas está sendo reduzido cada vez mais devido à queda dos preços dos sistemas fotovoltaicos. No entanto, a abordagem de um sistema fotovoltaico como um investimento ainda é econômica.

Em tempos de aumento dos preços da eletricidade, entretanto, além da pura alimentação da energia gerada, o autoconsumo está se tornando cada vez mais importante. A ideia por trás disso: quanto mais eletricidade você precisa vem de sua própria produção, menos cara ela tem que ser comprada de um fornecedor de energia. Para o proprietário do sistema, autoconsumo significa mais independência da evolução dos preços que ocorre no mercado de eletricidade.

Eletricidade cara da operadora de rede: Não, obrigado

Armazenamento de energia inteligente para o melhor rendimento

Durante o uso próprio, muita coisa aconteceu no campo da tecnologia de armazenamento moderna nos últimos anos. Hoje, sistemas de bateria inteligentes podem ser integrados ao sistema geral, que pode armazenar a eletricidade gerada em dias ensolarados por um determinado período de tempo. Eles funcionam com o mesmo princípio de uma bateria, mas em uma escala muito maior. Isso significa que a energia solar também está disponível à noite, quando a geração de energia é interrompida por condições naturais. O Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (ISE) calculou que uma residência pode reduzir seu consumo de eletricidade do fornecimento público em até 60 por cento instalando um sistema local de armazenamento de bateria. Com o armazenamento de energia, a proporção de eletricidade autogerada pode ser mais que dobrada.Isso garante a melhor economia possível em sua própria conta de luz.

Inteligente: os sistemas de armazenamento de eletricidade armazenam eletricidade mesmo quando não há consumo

Eletricidade solar como combustível para o carro

A eletricidade gerada pelo sol também pode ser usada muito além de suas próprias quatro paredes. É concebível, por exemplo, que um carro movido a eletricidade seja carregado pelos módulos solares no teto durante os períodos de alta produção de eletricidade. O potencial dessa ligação entre a geração descentralizada de energia solar e a vida cotidiana está sendo pesquisado.