O projeto de um sistema fotovoltaico começa pela definição da quantidade de energia a ser produzida, passa pelo cálculo da produção desejada e chega até a instalação. Em paralelo à adequação técnica, temos a parte de documentação, que abrange a homologação junto à concessionária de energia.
Parte-se do consumo de energia em kWh da unidade consumidora – o sistema deve ser dimensionado para produzir no máximo 100% da energia média consumida, pois o consumidor não será remunerado pela produção de energia em excesso. O tamanho do sistema também fica restrito à área disponível para instalação dos painéis.
O processo de produção de um projeto de energia solar começa na captação fótons. As placas vão absorver toda a luz solar possível, para assim poder produzir o máximo de energia que abastecer o sistema, logo a energia produzida é direcionada ao inversor, equipamento que transformada de corrente contínua em corrente alternada utilizada na tomadas gerais do imóvel.
Entre os principais e mais importantes componentes para a efetiva produção de energia solar estão:
- Placas de energia solar fotovoltaica (módulos);
- Inversor;
- DPS (Dispositivo de segurança).
Módulo Fotovoltaico
Por definição, um módulo fotovoltaico (nome correto do que é chamado popularmente de placa solar) é um conjunto de células fotovoltaicas associadas (geralmente em série) e encapsuladas com materiais que dão robustez mecânica, permitindo a entrada de luz, auxiliando no resfriamento e permitindo a associação de vários módulos e sua fixação em uma estrutura apropriada.
Um típico módulo fotovoltaico (placa solar) feito com células fotovoltaicas de silício cristalizado (c-Si) tem a estrutura física mostrada na imagem abaixo:
Estrutura física de um típico módulo fotovoltaico feito com células de silício cristalizado
O que vemos na imagem acima é um “sanduíche” das células fotovoltaicas entre uma lâmina de vidro, na parte de cima do módulo.
Uma lâmina de elastômero termoplástico (cuja sigla em inglês é TPE, de thermoplastic elastomer), na parte de baixo.
Entre o vidro, as células fotovoltaicas e o TPE, utiliza-se folhas de etileno acetato de vinila (também chamado de etil vinil acetato; em inglês: ethylene vinyl acetate; mais conhecido pela sigla EVA).
Todo o conjunto é prensado e aquecido em uma laminadora, que unifica permanentemente as lâminas, e o conjunto, quando perfeitamente laminado, fica extremamente difícil de se separar.
Ao final do processo é montada a moldura, feita de alumínio, e a caixa de conexão elétrica, que permite a interligação entre os módulos fotovoltaicos.
Inversor Solar
Tmabém conhecido com conversor é o equipamento eletrônico que converte a corrente elétrica contínua (CC) em alternada (sinal elétrico CA) no sistema fotovoltaico. É praticamente um adaptador de energia para o sistema fotovoltaico.
Alem de garantir a segurança de todo o sistema, realiza o monitoramento e é responsável pela otimização de energia produzida, pode possuir ou não um transformador em seu interior. Em outras palavras: quanto menor energia térmica produzida, menor será a perda de energia elétrica – logo, o aparelho se torna mais eficiente.
(DPS) – Dispositivos de proteção contra surtos
São os dispositivos de segurança que funciona como proteção para o caso de ocorrer algum sobre carregamento que possa interferir no funcionamento do inversor.
Após o dimensionamento do projeto, iniciasse a instalação dos equipamentos, onde determinar o local da instalação dos painéis. A produção máxima se dará em função da disponibilidade de sol, da orientação e inclinação dos painéis. A melhor orientação é voltada para a linha do equador (direção Norte, para a maioria dos estados brasileiros). A inclinação dos painéis de maior produção é aquela onde a luz incide o mais perpendicular possível ao plano do painel e é função da latitude do local. A inclinação ótima pode variar se houver meses historicamente muito nublados. Por fim, recomenda-se inclinação mínima de 10 graus para evitar o acúmulo de água e facilitar a limpeza natural com a chuva.