Características dos Painéis Fotovoltaicos

 

1. Físicas e Mecânicas

     

     Um painel solar tem a forma quadrada ou rectangular, normalmente com uma área entre 0,1 e 0,5 m2 e uma espessura de 3 cm, sem contar com o encaixe que o rodeia. Também é relativamente leve, pois um painel grande costuma pesar entre 6 e 7 kg, e detém a capacidade de se deformar para se adaptar aos esforços mecânicos a que estará submetido.

    Um painel solar é constituído por:

  • Uma cobertura de vidro temperado ou de materiais orgânicos.
  • Várias camadas de silicone para evitar a degradação do mesmo, já que é muito delicado. As camadas de silicone são muito apropriadas para estes dispositivos, já que são transparentes, não perdem as suas propriedades e têm um preço acessível, repelem a água e permitem que o material respire mantendo um teor de humidade muito baixo.
  • Várias camadas protectoras (normalmente de vidro), sendo melhores que as opacas ou de cor clara, pois reflectem a luz que atravessou as células, regressando à parte frontal, para depois voltar a ser reflectida e assim ser aproveitada novamente.
  • Um encaixe de aço inox que segure no conjunto, com os furos adequados, assim como com todos os parafusos e fixações necessárias para a sua estabilidade perfeita. 

    Alguns painéis solares já trazem tomada de terra incorporada, sendo esta precisa quando instalamos vários em série e achamos que a potência obtida poderá vir a ser elevada.

 

2.   Eléctricas

 

     A radiação solar standard é de 1.000 watts/m2 (ou intensidade de um Sol à temperatura de 25ºC), simulando-se no laboratório com focos apropriados, pelo que as condições reais de trabalho podem variar muito se as compararmos com as do laboratório. Por isso, deveremos ter em atenção as alterações que poderão surgir para corrigirmos cálculos prévios no nosso painel solar específico.

    Geralmente, a intensidade eléctrica será proporcional à intensidade incidente e, embora a voltagem também varie relativamente a este elemento, será de forma exponencial.

    Mas se não conhecemos a curva característica do nosso painel, o que deveremos conhecer para determinarmos o efeito que os agentes externos produzem sobre o painel?

    Referente à temperatura encontramos o seguinte:

  • Nos painéis de silício, a voltagem diminui à razão de 2,3 x 10-3 V por célula e por cada ºC que aumente a temperatura acima dos 25ºC. De igual forma, a intensidade acresce 15 x 10-6 A por cada cm2 área celular e por cada ºC em que se ultrapasse os 25ºC.
  • Os painéis de película fina apresentam oscilações de -2,8 x 10-3 V/célula e 1,3 x 10-5 A/cm2 por cada ºC que aumenta acima dos 25ºC.

    Se levarmos estes dados à prática, observaremos que potência do painel diminui 0,5% por cada grau de aumento da temperatura da célula acima dos 25ºC. No entanto, a temperatura da célula não será a mesma que a temperatura do ambiente nesse momento e nesse mesmo local. A relação entre estes termos será:

        Tc = (0,034*Rs)+Ta – 4                                               

    Em que:  

         Tc - temperatura da célula (ºC)

         Rs - radiação solar (W/m2)

         Ta - temperatura ambiente 

    Por exemplo, se estivermos num lugar onde a Rs = 500 W/m2 e a ta = 27ºC, as células estarão aproximadamente a 40ºC, e a potência do painel será 7.5% inferior à standard (40-25=15; 15*0.5=7.5%). Assim o rendimento do painel solar ficará nos 93.5%.