ENERGIA FOTOVOLTAICA
A produção de energia através do sol

O solar fotovoltaico é a transformação directa da luz solar em energia eléctrica através de células solares. As células de silício produzem corrente contínua assim que absorvem a luz solar. o qual acontece sem movimento e sem processos químicos, tendo as células durabilidade superior a 30 anos. As células solares são ligadas entre si electricamente e dispostas em módulos solares à prova das intempéries. Num sistema solar, é possível interligar os módulos em inúmeras linhas, podendo-se assim realizar um pequeno sistema com baixa potência até sistemas de grande porte.

A grande parte dos sistemas solares é ligado à rede ( ver também a rúbrica Técnica / sistemas ligados à rede). Uma parte dos módulos é utilizada como sistema isolado. Exemplos destas aplicações são as casas de férias ou o abastecimento autónomo longe da ligação à rede, como por ex. para os sistemas de informação de trânsito, as casas isoladas ou as autocaravanas.

Os sistemas fotovoltaicos permitem uma redução considerável de CO2. Com um sistema de 3 kWp, o que corresponde a cerca de 27 m2 de superficie de telhado, evita-se a emissão de 10 a 15 kg de CO2 de substâncias nocivas por dia, que seriam emitidas por meios menos ecológicos de produção de energia (por ex. central de carvão, central térmica, central de turbinas a gás).





ALGUMAS QUESTÕES FREQUENTES



O que é afinal o fotovoltaico?
O que são painéis monocristalinos?
Qual é o contributo de um sistema solar para a protecção do ambiente?
O que significam os certificados IEC 61215 + IEC 61646?
O que significa tensão de funcionamento / tensão Mpp?
O que significa STC?
O que significa desempenho do painel?
O que significa garantia de desempenho?
O que significa tolerância de desempenho?
Devo fazer um seguro para o meu sistema?
Será que um raio pode destruir o sistema?
A queda de granizo poderá destruir os módulos?
O sistema fotovoltaico tem que ser limpo regularmente?
O sistema fotovoltaico requer manutenção?
Quantos anos é que dura o sistema fotovoltaico?
O que se passa quanto o céu está encoberto?
Vale a pena fazer com que os painéis sigam a direcção do sol?
Como é que posso fixar um sistema solar no edifício?
Quando é que uma casa está adequada a receber um sistema solar?
Onde é que o inversor deverá ser montado?
Como é que funciona a separação automática da rede quando o fornecedor de energia interrompe a sua rede?
Como é que a corrente é alimentada na rede pública?
Quanto custam os componentes?
O que significa kWp?
Quanto é que me pode render o meu sistema por ano?
Qual o desempenho de um célula solar?
O que são painéis amorfos e microamorfos?
O que são cristais policristalinos?


















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O que é afinal o fotovoltaico?

Fotovoltaico (foto = Luz, Volt = unidade de tensão eléctrica) é o termo específico para corrente produzida a partir da radiação solar.

O que significa que a energia do sol é transformada em tensão eléctrica. O silício é o elemento de base de uma célula solar, é fundido a partir de areia, um material ilimitado e de grande abundância. O silício é apenas condutor sob a condição de radiação solar. O lado superior das células solares é pulverizado com fósforo e o lado inferior com boro. O lado superior tem 5 electrões e o lado inferior 3 electrões. Os electrões tentam atingir um equilíbrio (cada um dos 4 electrões) Como o silício tem 4 electrões, este serve de meio de transporte (semi-condutor).

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O que são painéis monocristalinos?
Actualmente, as células monocristalinas têm o maior desempenho (até 17,5 %, em laboratório até 25 %) de todos os módulos fotovoltaicos e uma durabilidade superior a 30 anos.

Como o próprio nome indica, compõe-se de uma célula de um só cristal: Graças à orientação exacta da estrutura do cristal numa determinada direcção, torna-se possível atingir este elevado desempenho. Isto significa também gastos muito maiores no fabrico, o que explica o facto de serem de longe os painéis mais caros.

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Qual é o contributo de um sistema solar para a protecção do ambiente?
Um sistema solar produz energia, reduzindo-se assim o recurso a energias convencionais com base no petróleo, no gás, no carvão ou no urânio. A poluição atmosférica devido às emissões de Co2 são assim reduzidas (isto só não se aplica à energia atómica). Evitam-se ainda as poluições com origem no transporte, na obtenção e na preparação das matérias primas ou no armazenamento final dos portadores energéticos gastos.

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O que significam os certificados IEC 61215 + IEC 61646?
No caso de um painel estar certificado segundo as normas IEC 61215 (cristalino) ou IEC 61646 (película fina), trata-se de um símbolo de qualidade em relação aos aspectos da estabilidade mecânica e do respeito dos parâmetros eléctricos.

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O que significa tensão de funcionamento / tensão Mpp?
Indicação do valor de tensão como qual o maior rendimento pode ser transmitido sob as condições de teste standard (STC). O ponto de potência máxima de um painel é denominado ponto Mpp. (Maximum Power Point)

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O que significa STC?
STC= Standard-Test-Conditions (condições de teste standard). Para poder comparar os rendimentos de diferentes módulos, recorre-se às mesmas condições de teste. Radiação 1000W/m²; Temperatura 25 Graus Celsius e AM 1,5 (AM=Air Mass; esta indicação quantifica a espessura da camada de ar. No equador a massa de ar é de AM=1 e na Europa cerca de 1,5). A sensibilidade das células solares altera-se segundo a composição da luz espectral.

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O que significa desempenho do painel?
Indicação da proporção de rendimento transmitido em relação ao rendimento da radiação de um painel tendo em conta a sua superfície.

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O que significa garantia de desempenho?
Indicação do desvio máximo autorizado da potência nominal depois de 10, 20 ou 25 anos de funcionamento.

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O que significa tolerância de desempenho?
Indicação do desvio máximo em relação à potência nominal. O fabricante de módulos indicam-na com 2,5 %; 5% e também com 10%.

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Devo fazer um seguro para o meu sistema?
Recomendamos que faça um seguro contra danos provocados por intempéries (tempestade, granizo, etc.) Dependendo do acordo estabelecido com a sua seguradora, a maior parte dos seguros de edifícios já cobrem estes danos. Os seguros contra todos os riscos incluindo furto, queda de raio, sobretensão, quebra de rendimento. proporcionam uma protecção mais elevada. Existe a possibilidade de instalar protecções anti-roubo no nosso sistema de montagem Intersol.

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Será que um raio pode destruir o sistema?
Sim. A queda directa de um raio pode destruir o sistema. No entanto, o sistema de energia solar não aumenta a probabilidade de ser atingido directamente por um raio. O mais provável é que o sistema de energia solar seja induzido uma sobretensão devido à queda de uma raio perto. Estas sobretensões podem destruir o sistema. Por esta razão, os inversores vêm equipados com derivadores de sobretensão integrados.

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A queda de granizo poderá destruir os módulos?
Em geral os módulos estão muito bem protegidos contra o granizo. O vidro especial utilizado é endrurecido e o módulo foi submetido a tiros de bolas de gelo durante a fase de teste. Estes testes foram realizados segundo a norma IEC com bolas de gelo com 12,5 mm a 75 mm de diâmetro. A velocidade máx. do impacto foi de 140 km/h. A probabilidade de que os módulos sejam danificados por queda de granizo é relativamente baixa.

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O sistema fotovoltaico tem que ser limpo regularmente?
Ainda bem que não! No nosso país, a limpeza necessária para o funcionamento é efectuada pela chuva. Existem no entanto zonas com muita poluição (áreas industriais) em que uma limpeza em intervalos de tempo muito espaçados possa ser necessária.

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O sistema fotovoltaico requer manutenção?
De uma forma geral, os sistemas fotovoltaicos não requerem nenhuma ou muito pouca manutenção. Não existem peças em movimento, armazém ou outras peças de manutenção intensiva. Recomenda-se a verificação da plausibilidade dos valores de rendimento através de controlos regulares do contador de alimentação ou de um balanço com o computador/ logger de dados de modo a evitar o mais rapidamente possível eventuais paragens do sistema.

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Quantos anos é que dura o sistema fotovoltaico?
Os painéis solares têm uma garantia de desempenho de 25 anos. Os inversores têm uma garantia de funcionamento de 5 anos, podendo esta garantia ser prolongada até 10 anos. De uma forma geral, pode-se contar com uma durabilidade de 30 a 35 anos.

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O que se passa quanto o céu está encoberto?
Os painéis fotovoltaicos não utilizam apenas a luz solar directa que só existe com céu claro mas também aproveita a chamada luz difusa das nuvens. É bastante simples: Quando mais claro achar que o tempo está lá fora, maior será o rendimento dos módulos, quer se veja o sol directamente ou não.

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Vale a pena fazer com que os painéis sigam a direcção do sol?
Sim, o seguimento do sistema fotovoltaico pode trazer uma receita adicional até 45%. Oferecemos dois sistemas de seguimento de 2 eixos que se orientam segundo o sol. Em dias cinzentos, a superfície do módulo fica plana para poder receber a maior quantidade possível de luz difusa.

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Como é que posso fixar um sistema solar no edifício?
Os seguintes modos de montagem são possíveis:

Montagem sobre o telhado
Montagem integrado no telhado
Montagem no solo
Montagem na fachada


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Quando é que uma casa está adequada a receber um sistema solar?
Basicamente, quase todos os edifícios estão adequados a um sistema fotovoltaico. É necessário uma superfície no telhado ou na fachada, virada para Sul, Leste ou Oeste. Uma superfície virada para Sul com cerca de 30° de inclinação oferece um óptimo rendimento. Um desvio para Sudoeste/Sudeste ou inclinações entre 25° e 60° apenas reduzem um pouco a receita energética. Dever-se-á evitar as zonas de sombras devido a árvores e a casas vizinhas.

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Onde é que o inversor deverá ser montado?
O inversor deverá ser instalado num local fresco com poucas variações de temperatura. Um sotão ou uma cave frescos são ideias. O calor é nocivo para o inversor.

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Como é que funciona a separação automática da rede quando o fornecedor de energia interrompe a sua rede?
Um dispositivo automático está integrado nos inversores. O chamado sistema ENS corta a alimentação em muito pouco tempo quando a rede é interrompida.

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Como é que a corrente é alimentada na rede pública?
Os sistemas de contagem têm um contador adicional. Ainda existe um campo livre no dispositivo de contagem, podendo este ser utilizado de comum acordo com o fornecedor de electricidade. De resto, instalou-se um pequeno contador adicional.

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Quanto custam os componentes?
Para sistemas standard, pode-se contar com um preço entre 6000 e 8000 €. Soluções especiais ou sistemas de grande porte deverão ser calculados de forma individual.

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O que significa kWp?
kWp significa Kilowatt-Peak (em inglês: Peak = pico), trata-se da unidade para desempenho de topo de um gerador FV sob condições de teste standard.

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Quanto é que me pode render o meu sistema por ano?
A resposta a esta pergunta depende naturalmente em grande parte das condições específicas, orientação do sistema (Sul?); inclinação do sistema, (qual é a inclinação do telhado); valores de radiação no local e por fim do tempo. Os seguintes valores podem ser utilizados para um planeamento por alto: 800-900 kWh por ano por cada kWp de potência instalada.

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Qual o desempenho de um célula solar?
Cada célula solar com 10 x 10 cm produz cerca de 0,5 Volt de tensão e 2,4 Ampère de corrente com luz solar total. Isto corresponde a cerca de 1,2 Watt de rendimento. Com estes valores, sobretudo graças à reduzida tensão, não é possível fazer muita coisa. Por isso é que se liga normalmente várias células solares umas às outras (em fiadas) “empacotando”-as depois entre placas de vidro ou de plástico de forma a melhor proteger as células das intempéries. Atribui-se ao todo o termo de “módulo”. Um módulo fotovoltaico transmite valores de corrente e de tensão que já permitem várias aplicações. Muito frequentes são os painéis de 36 células como também os grandes painéis até 2,5 m2 de superfície. Num dia de céu limpo, o sol irradia no nosso país cerca de 1000 Watt por m2. 1000 Watt corresponde por exemplo ao desempenho de uma boca de fogão de tamanho médio. Um módulo de 1 m² fornece cerca de 120 Watt sob estas condições.

A unidade de base de um sistema fotovoltaico é o painel, dentro do qual um determinado número de células solares estão conectadas electricamente. Vários painéis estão ligados ao gerador. A corrente contínua produzida pelas células solares é conduzida até ao inversor através das linhas em corrente continua. Este aparelho transforma a corrente contínua em corrente alterna que nos sistemas FV ligados à rede passa a ser alimentada na rede pública de electricidade.

No caso de um sistema isolado a corrente solar, é armazenada em baterias ou acumuladores sendo utilizada mais tarde.

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O que são painéis amorfos e microamorfos?
Os painéis amorfos ou também microamorfos são painéis em que a fase de plasma foi vaporizada sobre vidro float sendo constituídos por silício. A utilização de material no silício consumido durante a fase de fabrico é apenas de cerca de 1% em relação aos painéis convencionais.

Estes painéis são assim mais económicos, no entanto o desempenho é mais baixo do que nos painéis produzidos de modo convencional. A maior vantagem é que os painéis amorfos / microamorfos entram bem mais facilmente em acção. Isto significa que se conseguem boas receitas de energia mesmo em condições de luz difusa (amanhecer e pôr-do-sol assim como céu cinzento).

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O que são cristais policristalinos?
Os módulos policristalinos, também chamados multicristalinos têm uma boa relação qualidade/preço. O que significa que o preço por KWp é bastante baixo. Tal deve-se aos métodos de fabrico que são mais económicos.

O silício semicondutor puro é fundido na zona de subpressão sob um vidro de protecção e vertido em coquilhas nas quais se solidifica com um aumento de temperatura. Os blocos multicristalinos são cortados em barras com base de célula quadrada com finissimas serras. As barras são divididas e limpas em placas de silício multicristalino com 0,45 mm de espessura com serras de corte interior. Este produto intermédio é também chamado wafer.










 
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