Em que consiste um sistema fotovoltaico?
Dados de desempenho fotovoltaico © Ingo Bartussek, stock.adobe.com
Os componentes mais importantes de um sistema fotovoltaico são as células solares, que são combinadas em unidades maiores, os módulos solares. Eles moldam a aparência de muitos telhados de casas e geralmente consistem em uma estrutura de alumínio na qual as células são embutidas. Um painel de vidro evita que os componentes sensíveis fiquem sujos sem bloquear a luz solar desejada.
A totalidade dos módulos solares interconectados também é chamada de gerador solar e gera corrente contínua a partir da energia solar. Também é necessário um inversor para a conversão para a corrente alternada usada na rede pública. Mesmo que o proprietário de um sistema fotovoltaico queira usar a eletricidade ele mesmo, ela geralmente é alimentada primeiro na rede elétrica, da qual ele também pode cobrir suas próprias necessidades de eletricidade.
Sistema fotovoltaico - estrutura e componentes, Clique na imagem para ampliar, © imagem: Agência para as energias renováveis
Um medidor de alimentação e um medidor de consumo separado registram a quantidade de eletricidade que fluiu. Se mais eletricidade é fornecida do que consumida, o proprietário do imóvel recebe remuneração pelo excesso de eletricidade de seu fornecedor de energia. No entanto, também é possível alimentar a eletricidade diretamente na rede doméstica e apenas transferir o excesso de eletricidade para a rede elétrica pública.
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O silício é o elemento semicondutor de escolha para a maioria dos tipos comuns de células solares. No entanto, os modelos disponíveis no mercado diferem consideravelmente em termos de estrutura e eficiência. As mais comuns são as células solares monocristalinas e policristalinas, bem como as células solares de película fina.
Estrutura de uma célula solar
Células solares monocristalinas
Modelos chamados células solares mono- ou monocristalinas são caracterizados por um nível comparativamente alto de eficiência. Eles são fabricados com silício de alta pureza usando um processo complexo e, portanto, são mais caros do que outros tipos de células solares. Eles têm o nome devido ao processo de fabricação específico. Varetas feitas de silício de alta pureza com uma estrutura de cristal regular são serradas em discos. A superfície uniformemente estruturada é característica deste tipo de célula solar.
Células solares policristalinas ou monocristalinas
Células solares policristalinas
As células solares poli ou multicristalinas também são feitas de silício. O elemento é despejado em blocos e só serrado depois de resfriado. Durante o processo de resfriamento, diferentes formas de cristal se desenvolvem, o que garante a aparência mais leve desses módulos solares. A produção não é tão cara quanto a das células monocristalinas, mas a eficiência é menor.
Células solares policristalinas ou monocristalinas: diferença
Células solares de filme fino
As células solares de filme fino são fabricadas de maneira diferente das células solares cristalinas. Aqui, uma substância fotoativa é vaporizada sobre uma superfície de suporte, ou seja, o módulo é produzido em uma única peça. A eficiência é significativamente menor em comparação com os outros dois tipos de células solares, mas há uma grande economia na produção. De acordo com a Sociedade Alemã de Energia Solar, os módulos de filme fino também são mais tolerantes ao sombreamento e podem fazer melhor uso da luz fraca.
Dica: Módulos mais eficientes ou uma área maior necessária - a escolha do tipo de célula ideal depende principalmente do escopo financeiro e do espaço disponível. Ao tomar sua decisão, você também deve levar em consideração a situação atual em relação ao montante de financiamento FV futuro em discussão, os preços flutuantes das matérias-primas e o estado atual da pesquisa.Inversor e alimentador de rede
O inversor converte a corrente contínua gerada pelo gerador solar em corrente alternada habitual na rede. Geralmente é parte de um dispositivo de alimentação da rede (NEG) que regula a alimentação de eletricidade na rede pública. Na prática, ambos os termos são frequentemente usados como sinônimos, embora um inversor sem um NEG conectado só faça sentido para soluções autônomas que são independentes da rede elétrica, por exemplo, em camping. Em termos de função, o NEG é comparável à unidade de controle em sistemas solares térmicos.
Inversor explicado
Os custos de um NEG dependem do escopo de serviços e funções desejado. Os operadores de sistemas fotovoltaicos devem, entretanto, presumir que sua vida útil é, na maioria dos casos, consideravelmente mais curta do que a do gerador solar. A substituição do dispositivo dentro do ciclo de vida do sistema deve estar incluída no planeamento, visto que os custos desses dispositivos, pelo menos de acordo com a situação em 2015, ascendem a pelo menos 1500 euros.
Uma figura importante para os inversores é a chamada eficiência. Indica quanta energia é perdida ao converter corrente direta em alternada ou quanta eletricidade é fornecida à rede pública. Os principais modelos agora podem atingir uma eficiência máxima de mais de 99 por cento.
Dica: Nem toda eficiência é igual. Semelhante à especificação da saída do gerador solar na unidade kWp, isso denota um valor de pico que só se aplica em condições muito específicas, que na realidade quase nunca será encontrado desta forma. As informações que quantificam o desempenho médio em um período de tempo mais longo são mais significativas. A chamada "eficiência europeia" reflete o desempenho real de forma muito mais realista e torna os modelos de diferentes fabricantes fáceis de comparar.contador
Os medidores integrados aos dispositivos de fornecimento de energia geralmente não funcionam exatamente e não são adequados para o carregamento formal de eletricidade. É necessário um medidor de consumo calibrado que registre quanta eletricidade foi retirada da rede pública. Além disso, outro medidor calibrado monitora quanto da energia solar autogerada foi alimentada na rede pública. As quantidades são faturadas separadamente umas das outras, dependendo das condições individuais atualmente válidas. Quando a energia solar é alimentada na rede interna, é necessário um medidor adicional que mede a quantidade total de energia gerada pelo sistema fotovoltaico. Esses valores podem ser usados posteriormente para calcular quanta eletricidade o próprio proprietário consumiu e quanta eletricidade foi fornecida à rede pública.
Os medidores de eletricidade são parte de um sistema fotovoltaico