Geração de Energia com Placas Solares
Tipos de painéis fotovoltaicos
Os tipos de painéis fotovoltaicos existentes atualmente no mercado, são o monocristalino, policristalino, Híbrido, e filme fino.
Monocristalina
A tecnologia monocristalina é a mais antiga e também uma das mais caras. A sua eficiência é de 14 a 21%, de geração de energia útil.
Possui uma cor uniforme, com cantos arredondados.
As vantagens dos painéis monocristalinos, está em relação a mais alta eficiência, dentre as tecnologias atuais, ocupam menos espaço e sua vida útil é maior que 30 anos, com garantia de fábrica de 25 anos.
As desvantagens e que são mais caros, devido a uma quantidade significativa do silício não ser aproveitado, somando ao seu custo a reciclagem.
Policristalinos
Os painéis policristalinos, também constituídos de silício, os cristais de silício são fundidos em um bloco. A sua eficiência está entre 13 a 16%.
As vantagens dos painéis policristalinos, no processo de fabricação, geram menos resíduos, promovendo um custo mais baixo, comparado com o monocristalino. A sua vida útil, também, é maior que 30 anos, com garantia de fábrica de 25 anos.
As desvantagens estão na sua eficiência, precisando assim, de mais área para uma mesma potência de instalação, em comparação ao monocristalino.
Filme fino
Os painéis solares de filme fino são construídos com material fotovoltaico, que é depositado sobre um substrato. Estes materiais podem ser silício amorfo (a-Si), telureto de cádmio (CdTe), Cobre, índio e gálio (CIS / CIGS) ou células solares fotovoltaicas orgânicas (OPV).
As vantagens dos painéis de filme fino, está na produção em massa mais simples. Altas temperaturas e sombreamentos das árvores e outras obstruções, tem menos impactos sobre o seu desempenho.
As desvantagens estão na sua baixa eficiência, necessitando de maior espaço, onde a mão de obra e cabeamento tende a aumentar. A sua durabilidade é menor que os demais painéis, devido a sua estrutura mecânica.
Híbrido
Os painéis tipo híbrido, também conhecido como heterojunção, tem um eficiência de 23%, produzindo mais energia por metro quadrado, funcionando bem em altas temperaturas.
Circuitos elétricos
As ligações entre os painéis podem ser em série, em paralelo ou mista, dependendo da potência requerida na instalação.
Série
Na ligação em série, a um aumento da tensão gerada, mantendo-se a mesma corrente.
Paralela
Na ligação paralela, a um aumento da corrente, mantendo-se a mesma tensão.
Tipos de Sistemas
Stand alone / off-grid
O painel solar gera a energia e armazena em um banco de baterias.
Exemplo de uso, bybox, são armários inteligentes ara gestão de encomendas, entregas e recebimentos no locker.
Grid-tie
Este sistema gera energia elétrica para o abastecimento, alimentando as cargas, como também, demanda a energia excedente, para a distribuidora.
A desvantagem do uso de um sistema grid-tie, é quando falta energia elétrica do distribuidor. O sistema grid-tie, também para de funcionar.
Exemplo de uso, fábrica de sorvetes, onde é gerada energia, principalmente no verão para manter os refrigerantes operando 24 horas.
Grid-tie com power back
Este sistema combina a instalação do grid-tie, com um banco de baterias.
Tipos de baterias estacionárias
VRLA – Chumbo ácido, regulada por válvula ( o material não sai da bateria).
AGM – com manto de micro fibra. Pode ser instalada em qualquer posição.
Baterias automotivas x estacionárias
Automotivas:
Duração média de 3 anos.
Fornece grande quantidade de energia, em um curto espaço de tempo.
Maior quantidade de placas (placas mais finas).
Descarga máxima de 10%.
Estacionárias:
Duração de 5 a 10 anos.
Placas mais grossas, com menos placas.
Materiais mais puros.
Descarga de até 80%.
Temperatura ideal para qualquer bateria, em torno de 20 graus Celsius.
Bateria power wall Tesla
Uso doméstico.
Recarregavel de íon-lítio.
Podem ser instaladas nas paredes das casas.
Ambientes internos e externos.
Armazena energia gerada pelos painéis solares.
Grid fall back
Com este sistema, a diferença está que, somente há uma demanda de energia elétrica excedente para o distribuidor, depois que as baterias estiverem carregadas.
Utilizadas para sistemas de baixa potência, tais como, iluminação, controle de circuitos gerenciadores, alarmes, etc.
Grid fail over
Na falta de energia elétrica do fornecedor, o sistema entra em funcionamento.
As baterias são carregadas pelos painéis solares.
A desvantagem é que, somente entra em funcionamento na falta de energia.
Características painéis solares
Os sistemas com geração de energia com painéis solares, trabalham entre 12 e 48 Volts.
Um painel solar de 12 V com carga, produz entre 14 a 18 Volts, e sem carga pode chegar acima de 26 Volts.
Stand – alone
Grid-tie
Grid-tie utilizando múltiplos inversores
Método de desenvolvimento de um sistema foto voltaico
1) Efetuar a somatória anual do consumo de energia elétrica no ano e divida por 12.
2) Calcular a demanda diária. No caso, demanda mensal divida por 30 (Wh/dia).
3) Acessar o site www.cresesp.cepel.br , no menu “potencial energético”, inserir os valores de latitude e longitude, para obter o valor médio do potencial solar.
4) Calcular a potência total dos painéis. Para isso,
Potência total = (demanda diária/ potencial solar) x 1,3
5) Determinar a potência unitária de cada painel.
Potência unitária = (potência total painéis / quantidade) (Wp).
Exemplo
Total anual = 2400 KW
2400 KW / 12 = 200 KW
200 KW / 30 = 6.666 KW
google maps – latitude e longitude
São Paulo - latitude: 23 graus 33 minutos 01segundo
Longitude: 46 graus 38 minutos 02 segundos
Irradiação média: 5,3
6.666 Wh / 5,3 = 1.257 Wh
1.257 x 1,3 = 1.634,1 Wh
Painéis de 330 W:
1.634,1 Wh / 330W = 5 painéis
Painéis de 400 W:
1.634,1 Wh / 400W = 4