O funcionamento de placa solar é um tema que desperta cada vez mais curiosidade. Com o aumento da procura por formas sustentáveis de gerar energia, as placas solares ganharam destaque como uma solução inteligente para economizar e proteger o meio ambiente.
Mesmo assim, muitas pessoas ainda não sabem exatamente como essas placas transformam a luz do sol em energia elétrica. Neste artigo, vamos desvendar esse processo fascinante e explicar tudo o que você precisa saber sobre o funcionamento da placa solar.
O que são placas solares e para que servem?
Placas solares, também chamadas de módulos fotovoltaicos, são dispositivos projetados para captar a luz do sol e convertê-la em energia elétrica. Elas são compostas por células semicondutoras que utilizam o efeito fotovoltaico para transformar a luz do sol em eletricidade de forma direta.
Esses equipamentos desempenham um papel fundamental no aproveitamento da energia solar, sendo amplamente utilizados em diferentes contextos. Os exemplos mais comuns são os sistemas instalados em telhados de residências e empresas, que ajudam a reduzir o consumo de energia da rede elétrica, e as fazendas solares, que geram energia em grande escala para abastecer até mesmo cidades.
Além disso, as placas solares são aplicadas em áreas rurais para alimentar bombas de água e outros equipamentos em locais distantes da rede elétrica. Simples e versáteis, elas tornam possível o uso de uma fonte de energia limpa e renovável em diversas situações do dia a dia.
Componentes principais de uma placa solar
Uma placa solar é formada por diversos elementos que atuam em conjunto para captar e converter a energia solar em eletricidade. Cada componente desempenha um papel crucial nesse processo. A seguir, explicamos os principais:
Células fotovoltaicas
As células fotovoltaicas são o núcleo de uma placa solar. Elas convertem a luz solar em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico. Fabricadas, em sua maioria, de silício, essas células geram uma corrente elétrica quando expostas à luz do sol.
Vidro solar
O vidro solar é a camada superior que cobre e protege a placa solar. Ele resguarda as células fotovoltaicas contra impactos, poeira, chuva e outros agentes externos, sem prejudicar a passagem da luz solar.
Podendo ser temperado, semi temperado ou termoendurecido, o vidro solar tem sua resistência mecânica a impactos e torções definida por essa característica. Além disso, possui uma camada antirreflexiva e uma superfície prismática reflexiva na parte interna, o que melhora a eficiência na captação da luz solar.
Moldura de alumínio (Frame)
A moldura de alumínio fornece suporte estrutural à placa solar, garantindo resistência mecânica, facilitando o transporte e a instalação, e protegendo os componentes internos contra deformações. A moldura também possui sulcos internos que são revestidos de cola selante para impedir a entrada de umidade nas laterais do módulo.
Encapsulantes (camadas de EVA)
Os encapsulantes, geralmente feitos de Etileno Acetato de Vinila (EVA), envolvem as células fotovoltaicas, criando uma camada de proteção contra umidade, poeira e vibrações. Posicionados na parte frontal (entre o vidro e as células) e na parte traseira, eles formam um “sanduíche” com as células, garantindo a adesão entre as camadas do módulo e ajudando a reduzir a perda de luz.
Backsheet ou vidro traseiro
A camada traseira do módulo, responsável por fornecer proteção elétrica e ambiental, varia conforme o tipo de célula:
- Backsheet: Normalmente feito de um material polimérico resistente à umidade e aos raios UV, o backsheet pode ser:
- Transparente: Presente em módulos bifaciais de vidro único, permite a captação de luz em ambos os lados do módulo, aumentando a geração de energia.
- Leitoso: Usado em módulos monofaciais, oferece proteção opaca, refletindo a luz de volta para as células solares.
- Vidro traseiro: Utilizado em módulos de vidro duplo (ou double glass), conferindo maior durabilidade e resistência a impactos.
Assim, todos esses componentes em conjunto formam um módulo fotovoltaico, que, aliado aos inversores e outros dispositivos, compõe um sistema solar fotovoltaico completo. Essa integração permite a aplicação em diversos ambientes, garantindo a eficiência, durabilidade e segurança na geração de energia solar.
Como as células fotovoltaicas produzem eletricidade?
As células fotovoltaicas, que são o principal componente das placas solares, transformam a luz do sol em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico. Esse processo começa com o silício, material semicondutor usado nas células, que foi mencionado anteriormente como parte essencial do módulo fotovoltaico.
Dentro de cada célula, o silício é preparado em duas camadas: uma com excesso de elétrons (camada negativa) e outra com falta de elétrons (camada positiva). Quando os fótons da luz solar atingem essas camadas, eles liberam energia suficiente para movimentar os elétrons do silício, gerando uma corrente elétrica.
Essa corrente, que surge como corrente contínua, é conduzida através do sistema para o inversor, um componente já destacado como fundamental no processo. O inversor converte a corrente contínua em corrente alternada, que é o padrão utilizado para alimentar dispositivos e sistemas elétricos.
Assim, as células fotovoltaicas, juntamente com os outros elementos das placas solares, trabalham em conjunto para transformar a energia solar em uma solução prática e utilizável, como exemplificado nos usos cotidianos já mencionados.
Tipos de placas solares e a composição das células fotovoltaicas
As placas solares, também chamadas de módulos fotovoltaicos, são formadas por células fotovoltaicas que convertem a luz solar em energia elétrica. A eficiência, custo e aplicação dessas placas estão diretamente ligados à composição das células utilizadas em sua fabricação.
As células fotovoltaicas podem ser classificadas com base no material principal de sua composição, como silício monocristalino, policristalino e outros materiais como o silício amorfo ou tecnologias mais inovadoras, como a perovskita. Essa composição, por sua vez, define os tipos de placas solares: monocristalinas, policristalinas e de filmes finos. Entenda a composição das células fotovoltaicas:
Silício monocristalino
Formado por um único cristal de silício, resultando em maior eficiência na conversão de energia. É o material mais comum em módulos de alta eficiência.
Silício policristalino
Produzido a partir de múltiplos cristais de silício. Embora menos eficiente, oferece um bom equilíbrio entre desempenho e custo.
Silício amorfo
Silício não cristalino, com estrutura desordenada. É empregado em tecnologias de filmes finos, como as células HJT (Heterojunção), que combinam camadas de silício cristalino e amorfo para maior eficiência.
Perovskita
Material promissor feito a partir de diferentes combinações de elementos químicos. A tecnologia de células Tandem BYD, por exemplo, combina silício monocristalino e perovskita, com potencial para alcançar maior eficiência e inovação na conversão de energia solar.
Energia limpa e acessível
Seja qual for o tipo de placa solar mais adequado ao seu projeto, investir em energia solar é um passo importante para economizar no consumo de energia e contribuir para um futuro mais sustentável.
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