Noções básicas de energia fotovoltaica: perguntas comuns sobre matrizes solares

Se você passou algum tempo pesquisando sistemas de energia solar e seus benefícios para a sua casa ou empresa, você provavelmente se deparou com algumas siglas intrigantes. Você pode ter ouvido termos como “PV”, “CSP” e “efeito fotovoltaico” e se perguntou o que eles queriam dizer.

O primer que segue definirá esses termos e mais. Mais importante, ajudará você a entender os fundamentos dos sistemas de energia solar: o que eles fazem, como funcionam e por que vale a pena investir na tecnologia.

O que é PV?

“PV” é a abreviação de “fotovoltaica”, uma palavra que existe desde o século XIX, quando os cientistas começaram a estudar luz e energia . Ele combina a palavra grega “fos”, que significa luz, com “volt”, uma unidade de medida elétrica. Em conjunto, a tradução literal pode ser “eletricidade leve”. É um descritor adequado, pois os processos fotovoltaicos convertem a energia da luz em eletricidade.

O que é um sistema solar fotovoltaico?

Quando você vê um prédio com painéis solares no telhado, o que você está vendo é uma parte de um sistema ou matriz PV. Uma matriz tem vários componentes separados que ajudam a transformar a luz solar em eletricidade utilizável.

  • Células Fotovoltaicas: A unidade mais básica de tecnologia solar, uma célula fotovoltaica é uma pequena bolacha – geralmente feita de silício – que absorve a luz solar e a transforma em eletricidade.
  • Módulos fotovoltaicos: Também conhecidos como painéis fotovoltaicos, os módulos fotovoltaicos são agrupamentos de células fotovoltaicas fixos em uma estrutura. Eles geralmente são montados em telhados ou instalados em um espaço aberto.
  • Baterias: Alguns sistemas solares usam baterias para armazenar a eletricidade em excesso produzida por um conjunto de painéis solares. Embora não seja necessário para cada array, os bancos de baterias permitem um pouco mais de independência dos utilitários tradicionais.
  • Reguladores de Carga: Um regulador de carga, às vezes chamado de controlador de carregamento, ajuda a regular a quantidade de energia que circula entre painéis fotovoltaicos e seus bancos de baterias conectados. Qualquer gerador fotovoltaico que utilize baterias deve ter um controlador de carregamento.
  • Inversores: Um inversor altera a energia de corrente contínua (CC) em energia de corrente alternada (CA), que é o que a maioria dos eletrodomésticos usa. Qualquer sistema solar projetado para alimentar eletrônicos residenciais básicos precisa de um inversor.

Como funcionam os sistemas fotovoltaicos?

Um sistema fotovoltaico converte luz em eletricidade através de um processo conhecido como efeito fotoelétrico . Quando a luz solar atinge uma célula fotovoltaica, a energia solar excita os elétrons dentro da célula. Isso desencadeia uma reação em cadeia na qual o elétron supercarregado escapa em um contato condutor para se tornar parte de um circuito elétrico. Essa nova eletricidade flui através da fiação da matriz, através de um inversor, e depois para o sistema elétrico principal de sua casa para uso.

Matrizes solares com bancos de baterias seguem um processo muito semelhante. A única diferença é que a eletricidade bruta que sai dos painéis passa por um controlador de carregamento e no banco de baterias para armazenamento antes de viajar para o inversor.

Como um sistema fotovoltaico é diferente de outros sistemas movidos a energia solar?

Uma matriz fotovoltaica é apenas um dos poucos tipos diferentes de tecnologia solar no mercado. Existem várias outras configurações do sistema, cada uma com uma finalidade ligeiramente diferente.

  1. Os sistemas de energia solar concentrada (CSP) contam com dispositivos refletivos, como painéis de espelho, para concentrar a energia do sol e produzir o calor necessário para gerar eletricidade.
  2. Os sistemas de aquecimento solar de água empregam “coletores” solares para coletar o calor do sol. Aquele calor é então canalizado para um tanque de água para aquecê-lo.
  3. Sistemas de aquecimento de ar solar também usam coletores para colher energia solar térmica. Ao contrário dos aquecedores solares de água, no entanto, essas configurações usam a energia coletada para pré-aquecer o ar de ventilação de residências e edifícios comerciais.

Quanto tempo os sistemas fotovoltaicos duram?

Os sistemas fotovoltaicos projetados e instalados por um profissional e mantidos em boas condições operacionais podem durar mais de 20 anos, embora alguns arrays tenham garantia de até 30 anos . Mesmo depois disso, é mais provável que você solicite reparos para a fiação e hardware devido ao uso e desgaste do que para substituir os painéis fotovoltaicos.

Quais são os benefícios de possuir um sistema fotovoltaico solar?

Um grande ponto de venda para a energia solar é o seu impacto ambiental positivo. A energia solar é considerada um tipo de energia verde, o que significa que é melhor para o meio ambiente do que os combustíveis fósseis tradicionais . Como você pode usar energia solar para operar praticamente qualquer sistema elétrico, incluindo iluminação e eletrodomésticos, é uma maneira fácil e eficiente de reduzir sua pegada de carbono .

Outro grande benefício é que um painel solar pode ajudar a protegê-lo contra altas contas de eletricidade, pois a energia gerada pelo sistema pode compensar a dependência da rede. Alguns estados até permitem que proprietários de painéis solares vendam energia solar em excesso de volta à concessionária por meio de um processo chamado medição líquida .

Eu preciso viver em um local ensolarado para tirar proveito da energia solar fotovoltaica?

Você não precisa morar no Arizona ou na Califórnia para usar um painel solar. Os painéis têm melhor desempenho em áreas ensolaradas, mas a diminuição da eficiência em áreas com nuvens não é proibitiva. Muitos estados no nordeste nebuloso – incluindo New Jersey, Massachusetts e Nova York – estão entre os principais investidores em tecnologias solares nos EUA. Desde que você coloque seus painéis fotovoltaicos em um local onde eles possam obter a quantidade máxima de luz solar – geralmente voltado para o sul ou oeste – você pode se beneficiar do poder que eles fornecem.

Quanto custa um sistema fotovoltaico?

As estimativas atuais colocam os painéis solares em torno de US $ 3,70 por watt , embora os custos gerais variem em função do ambiente, da estrutura da edificação, do serviço de instalação e das necessidades contínuas de manutenção de sua matriz específica. Tenha em mente que grande parte dessas despesas iniciais pode ser compensada com descontos e outros incentivos , tornando a tecnologia fotovoltaica um investimento relativamente acessível.