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Painéis fotovoltaicos: quais os tipos e suas diferenças?

Os 3 principais tipos de painéis fotovoltaicos são monocristalinos, policristalinos e de filme fino. Saiba como são e suas características.

Os tipos de painéis fotovoltaicos atualmente presentes e comercializados no mercado são:

  • painéis monocristalinos;
  • painéis policristalinos;
  • painéis de filme fino.

Eles diferem entre si em termos de características e desempenho com base no tipo de célula fotovoltaica de que são constituídos. Mas quais são as diferenças fundamentais? Vamos descobrir todos os recursos juntos para escolher o melhor modelo para o seu sistema.

Para evitar cometer alguns erros que possam comprometer a eficiência de painéis fotovoltaicos, aconselhamos a consultar as bibliotecas e o guia de um software fotovoltaico que o orientam no dimensionamento dos painéis e muito mais.

O que são painéis fotovoltaicos?

Um painel fotovoltaico é um conjunto de várias células fotovoltaicas ligadas em série ou em paralelo e posicionadas sobre a mesma estrutura de suporte. Vale recordar que, embora “painel” e “placa” sejam os termos mais comunemente utilizados, “módulo” é o termo mais técnico para se referir a uma placa composta por células.

Os sistemas fotovoltaicos são caracterizados por sua modularidade que oferece uma grande escala de uso. Cada elemento é, portanto, composto de muitos constituintes menores:

  • os componentes elétricos elementares que transformam a radiação solar em energia elétrica são as células fotovoltaicas;
  • células fotovoltaicas se unem para dar vida aos painéis, ou módulos;
  • vários painéis conectados em série formam uma linha;
  • o conjunto de vários linhas conectadas em paralelo para obter a potência desejada constitui o gerador fotovoltaico.

 

A imagem ilustra um exemplo de elementos básicos dos sistemas fotovoltaicos

Elementos básicos dos sistemas fotovoltaicos

Os módulos para formar os painéis podem ser conectados através de diferentes configurações; dependendo de como eles estão conectados uns aos outros, eles podem aumentar em intensidade ou tensão.

Uma vez estabelecida a potência a ser instalada, a escolha do número de painéis e a sua disposição dentro das linhas é também variável. Calculá-los e dimensioná-los é um processo delicado, pois outros fatores como o valor da radiação solar do local e o grau de exposição solar também entram em jogo. Então sugerimos que você use um software fotovoltaico capaz de calcular e dimensionar rapidamente todos os elementos de todo o sistema.

Quantos tipos de painéis existem?

Os diferentes tipos de painéis fotovoltaicos são classificados de acordo com o tipo de células fotovoltaicas que formam os módulos que os constituem e variam por sua vez de acordo com o cristal que os caracteriza em:

  • células monocristalinas;
  • células policristalinas;
  • células amorfas.

Com base nessas células são criadas três principais tipos de painéis fotovoltaicos:

  • painéis monocristalinos;
  • painéis policristalinos;
  • painéis de filme fino ou película fina.

Painéis fotovoltaicos monocristalinos

Os painéis fotovoltaicos monocristalinos são placas finas geralmente compostas por 30-70 células fotovoltaicas montadas, soldadas entre si e cobertas por um vidro protetor e uma moldura externa de alumínio.

As células que os compõem são homogêneas (células monocristalinas) e são obtidos cortando lingotes de silício em fatias usando o sistema Czochralski. É um processo no qual uma semente de cristal é imersa em um fundido de silício e a partir do qual é gerado um único macrocristal que forma um lingote de silício.

Eles são caracterizados por uma cor azul escuro, quase preto.

A imagem ilustra um exemplo de painel fotovoltaico monocristalino

Painel fotovoltaico monocristalino

Finalmente, os painéis monocristalinos são bastante sensíveis ao sombreamento, mesmo parcial, mas funcionam muito bem se os raios solares forem perfeitamente perpendiculares à sua superfície. É o tipo de painel mais caro entre os tradicionais, mas, por ser formado por células de um único cristal orientadas na mesma direção, conseguem aproveitar ao máximo a energia solar e possuem rendimentos mais altos na mesma superfície.

Painéis fotovoltaicos policristalinos

Os painéis fotovoltaicos policristalinos também são muito difundidos porque possuem características completamente semelhantes, mas não idênticas, aos painéis monocristalinos.

Eles são formados por resíduos de corte de lingotes monocristalinos e são formados por células de silício policristalino compostas por vários cristais orientados aleatoriamente com uma estrutura caótica.

Essa estrutura mais desordenada torna o desempenho um pouco menor, principalmente quando atingido perpendicularmente pelos raios solares. Porém, essa imperfeição também representa sua peculiaridade, pois conseguem aproveitar melhor a luz do sol durante o dia.

Também este tipo de painel, como o anterior, é particularmente sensível a sombreamentos, mesmo parciais, que podem causar quedas repentinas ou temporárias de desempenho em todo o sistema.

Sua coloração típica é a de azul iridescente.

A imagem ilustra um exemplo de painel fotovoltaico policristalino

Painel fotovoltaico policristalino

Painéis fotovoltaicos de filme fino

Os painéis fotovoltaicos com células de filme fino, também conhecidos como películas finas, são feitos de silício amorfo ou telureto de cádmio e não possuem estrutura cristalina.

Eles são formados por uma camada de superfícies de vidro ou plástico sobre as quais é aplicada uniformemente uma fina camada de silício. Visualmente, eles não aparecem como células quadradas que desenham a superfície, mas como uma laje de uma cor escura uniforme.

A imagem ilustra um exemplo de painel fotovoltaico de filme fino

Painel fotovoltaico de filme fino

Uma característica que os distingue é a sua versatilidade: são utilizados em vários contextos de integração arquitetónica, mobiliário urbano ou elementos estruturais de edifícios.

Entre as vantagens do filme fino está também a de trabalhar bem com luz difusa ou com altas temperaturas. Além disso, os painéis de película fina são os mais baratos presentes no mercado, ainda que próprios a eficiência energética é menor.

Quais são as diferenças entre monocristalinos, policristalinos e filme fino?

A principal diferença entre os painéis fotovoltaicos é a eficiência ou desempenho de painéis fotovoltaicos, ou seja, a razão entre a energia produzida e a área de superfície ocupada.

Mais especificamente, os painéis fotovoltaicos mais eficientes são aqueles que necessitam de menos superfície para gerar a mesma quantidade de energia sob a mesma irradiação, temperatura e outras condições externas de funcionamento.

Entre os tipos mencionados:

  • os painéis monocristalinos têm uma eficiência maior, que oscila entre 15 e 20% e precisam de aproximadamente 6 m² para a produção de 1 kWp de potência.
  • Os painéis fotovoltaicos policristalinos têm menor eficiência e requerem uma superfície maior, precisando de aproximadamente 8 m² para a produção de 1 kWp de potência.
  • Os painéis de filme fino têm uma eficiência de produção de cerca de 6% e precisam de uma superfície de 11÷13 m² para produzir 1 kWp.
A imagem ilustra um exemplo de desempenho dos painéis fotovoltaicos

Desempenho dos painéis fotovoltaicos

Considerando a eficiência sob várias condições de temperatura podemos dizer que:

  • os painéis de silício monocristalino funcionam melhor em baixas temperaturas e são mais eficientes do que os módulos policristalinos na presença de menor intensidade solar;
  • os painéis policristalinos produzem mais em altas temperaturas, pois gerenciam melhor o calor;
  • os painéis fotovoltaicos de filme fino têm eficiências mais baixas, mas têm a vantagem de funcionar melhor em condições de altas temperaturas ou luz difusa.

Outra diferença substancial diz respeito à preço:

  • os painéis fotovoltaicos feitos com silício monocristalino custam mais;
  • os painéis fotovoltaicos de silício policristalino têm um custo menor do que os painéis de silício monocristalino;
  • os painéis de filme fino são os mais baratos do mercado.

Do ponto de vista das características extrínsecas:

  • os painéis monocristalinos são de cor preta e apresentam uma estrutura ordenada;
  • os painéis policristalinos são de cor azul iridescente e têm uma estrutura muito mais caótica;
  • os painéis de filme fino têm uma estrutura ausente relativamente às células que os compõem mas, comparativamente às tecnologias mais tradicionais, apresentam uma grande versatilidade de utilização.
A imagem ilustra um exemplo de tipos de painéis solares fotovoltaicos

Tipos de painéis solares fotovoltaicos

Os painéis fotovoltaicos também podem ser comparados entre si com base em algumas características elétricas:

  1. a potência de pico;
  2. tensão máxima de energia;
  3. corrente de potência máxima;
  4. corrente de curto-circuito;
  5. voltagem de circuito aberto;
  6. tensão máxima do sistema, tensão máxima a que esse módulo pode ser submetido;
  7. coeficientes de temperatura, perdas que podem ocorrer no painel em função da variação de temperatura.

Esses valores devem ser levados em consideração na hora de escolher o inversor a ser conectado aos painéis fotovoltaicos. Para que o sistema funcione corretamente, devem ser respeitadas as verificações elétricas entre o inversor e os painéis a ele conectados. Sugerimos que você prove gratuitamente um software fotovoltaico capaz de fornecer as ferramentas para realizar corretamente as verificações elétricas necessárias para o correto dimensionamento.

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