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Quanta energia produz um painel solar?

Os fatores que afetam o desempenho dos painéis fotovoltaicos são: potência, irradiação solar, orientação e as condições meteorológicas.


A potência de um painel é fundamental, pois indica a quantidade de energia que o painel pode gerar. É um parâmetro crucial para calcular o número total de módulos necessários para alcançar determinado rendimento.

Os painéis são o coração de qualquer sistema fotovoltaico, pois são responsáveis pela produção de eletricidade através da conversão da energia solar captada. A inclinação, a orientação, as condições meteorológicas são todos fatores que podem influenciar o desempenho geral do sistema e impactar significativamente na produção de energia.

Para uma avaliação precisa desses fatores, um software fotovoltaico pode ser útil para estimar a produção solar fotovoltaica com base em dados precisos de irradiação solar e avaliar as possíveis perdas de energia, contribuindo assim para otimizar o desempenho geral do sistema.

Potência de um painel fotovoltaico

O índice que mede a produção máxima possível de um painel fotovoltaico é sua potência. A potência é medida em watts-pico (Wp) ou em quilowatts-pico (kWp).
O watts-pico é usado para indicar uma potência solar de pequenas dimensões, referente a um único painel. Os quilowatts-pico (kWp) são utilizados para quantificar uma potência solar maior, geralmente referente ao inteiro sistema fotovoltaico

Potência e rendimento de um painel fotovoltaico

A potência de um painel fotovoltaico é um parâmetro relevante para o cálculo do rendimento. É deduzida em condições STC (Condição de Teste Padrão), ou seja, com uma irradiação de 1000 W/m², temperatura de 25° C, distribuição espectral = 1,5.
O rendimento de um painel fotovoltaico é a quantidade de energia solar que ele consegue converter em energia elétrica por unidade de área e é sempre o rendimento máximo nas condições STC.

O rendimento de um painel fotovoltaico é calculado conhecendo a potência de pico e as dimensões:

Cálculo da eficiência dos painéis fotovoltaicos

onde:

  • W é a potência de pico;
  • é a superfície do painel;
  • 1000 é a irradiação de 1000 W/m²;
  • 100 é o fator percentual.

Veja um exemplo prático: no caso de um painel de 250 Wp com dimensões de 1,65 m x 1 m (superfície de 1,65 m²), obtemos:

Rendimento = (250 / 1,65 / 1000) * 100 = 15,15%

As dimensões e a potência de pico podem ser encontradas nos datasheets dos painéis ou nos rótulos dos mesmos.

Qual é a potência de um painel fotovoltaico?

Um painel fotovoltaico padrão produz aproximadamente 330 Wp de energia. No entanto, a quantidade de energia realmente produzida por um sistema fotovoltaico ao longo de um ano é influenciada não apenas pelas características do painel em si, mas também por vários fatores, como veremos a seguir.

Fatores que influenciam a quantidade de energia produzida por um painel fotovoltaico

Os fatores que influenciam a quantidade de energia que um painel pode produzir são:

  • Irradiação solar;
  • Estações do ano;
  • Condições meteorológicas;
  • Orientação e inclinação;
  • Qualidade dos componentes.

Irradiação solar

O principal fator para verificar se um local é adequado para a instalação de um sistema fotovoltaico é a estimativa de energia solar que atinge aquele local. Durante o ano, o sol varia seus percursos na superfície terrestre e a radiação solar que chega à terra não é constante.

Para compreender o valor da radiação solar média de um local específico, o percurso do sol é representado dentro de um diagrama solar que permite defini-lo em referência a um determinado local. Com o software fotovoltaico, você pode estudar o sombreamento fotovoltaico através do diagrama solar e verificar a quantidade de energia solar em um período específico do ano.

Diagrama solar Solarius-pv

Diagrama solar Solarius-pv

Estações do ano

A energia gerada por um sistema fotovoltaico pode variar dependendo das estações do ano. Com a chegada do outono e do inverno, a irradiação solar diminui consideravelmente, assim como o número total de horas de luz.

No entanto, durante os meses da Primavera e especialmente do Verão, é possível desfrutar de uma abundante irradiação solar, permitindo que os painéis fotovoltaicos produzam mais energia do que a necessária para o consumo diário padrão.

Condições meteorológicas

As condições ideais para o funcionamento de um sistema fotovoltaico ocorrem durante dias ensolarados e sem nuvens. É claro que tais circunstâncias não são constantes, especialmente durante o Outono e  Inverno.

Orientação e inclinação

Para captar a máxima radiação solar, os painéis solares devem ser orientados para o sul; no entanto, os módulos expostos ao sudeste e sudoeste podem ser também eficazes.

A inclinação varia e depende da latitude. Valores orientativos para as nossas latitudes são de 20 a 40 graus

Para determinar exatamente o melhor valor dependendo da zona de instalação, pode ser útil novamente um software fotovoltaico, com o qual estimar a produção solar fotovoltaica com base em dados concretos de irradiação solar, disponíveis para muitoslocais na Itália e no exterior, ricavados das principais bases de dados climáticos de referência.

Qualidade dos componentes

Um elemento essencial para um desempenho ideal do sistema é a boa qualidade de seus componentes. Por exemplo, inversores e painéis fotovoltaicos de alta qualidade são fundamentais para garantir um desempenho ao longo do tempo, considerando o desgaste progressivo que inevitavelmente afeta os painéis.

“Deve-se ter em mente que todos os anos os painéis fotovoltaicos sofrem uma gradual perda de eficiência devido ao desgaste. Portanto, é essencial direcionar os investimentos para instalações compostas por componentes de qualidade, dotadas de certificações comprovadas que garantam uma alta eficiência a longo prazo. Essa escolha permite maximizar o rendimento da instalação e garantir desempenho confiável ao longo dos anos.

Painéis fotovoltaicos: dimensões e potência

A relação entre as dimensões e a potência de pico dos painéis fotovoltaicos é um aspecto particularmente complexo, pois depende de uma série de fatores variáveis. Não é sempre que um módulo fotovoltaico maior também seja mais potente; pelo contrário, o oposto pode acontecer.

Atualmente, os painéis fotovoltaicos de silício monocristalino têm uma potência média entre 300 e 400 Wp (potência de pico), mas também existem modelos que alcançam 500 Wp. A título de exemplo, os painéis fotovoltaicos convencionais de 300 Wp têm dimensões de aproximadamente 165 cm de altura por 100 cm de largura, com uma espessura de cerca de 4 cm e uma área total de 1,65 m². Portanto, para obter uma potência total de 3 kW do sistema fotovoltaico, serão necessários 8-10 módulos, com um espaço minimo de 14-17 m².

Com base na eficiência e no rendimento dos painéis fotovoltaicos, é possível calcular a área ocupada pelos módulos por kWp instalados, a fim de entender melhor as diferenças entre as várias tipologias de painéis em termos de espaço ocupado.

Em particular, considerando um módulo de medida padrão de 165 x 100 cm, as dimensões por kW dos painéis fotovoltaicos são aproximadamente:

  • 4,7 metros quadrados por kWp instalados com painéis monocristalinos (potência de pico média de 350 Wp);
  • 6,1 metros quadrados por kWp instalados com painéis policristalinos (potência de pico média de 270 Wp);
  • 13,75 metros quadrados por kWp instalados com painéis de filme fino (potência de pico média de 120 Wp).

É evidente como as dimensões e a potência têm um impacto considerável no dimensionamento do sistema fotovoltaico; por isso, durante a fase de projeto, é necessário encontrar sempre o melhor compromisso entre custos, dimensões e eficiência energética, avaliando cuidadosamente a relação fotovoltaica kW/m²

 

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