O seu guia para painéis solares fotovoltaicos
A energia solar é uma parte cada vez mais importante da oferta energética. Atualmente, para além do setor industrial, também o autoconsumo residencial regista crescimento na procura por soluções de produção de energia solar fotovoltaica.
São cada vez mais as famílias que apostam no autoconsumo, mas para decidir acertadamente, importa conhecer entre outros aspetos, como funcionam os painéis solares, quais as marcas disponíveis e a manutenção que requerem.
Este artigo aborda:
- A composição e o modo de fabrico dos painéis;
- Os tipos de painéis fotovoltaicos;
- As marcas que utilizamos;
- Os elementos de um sistema de painéis solares;
- A instalação;
- A manutenção, garantias e seguros;
- A melhor orientação dos painéis;
- Como dimensionar um sistema de autoconsumo;
- Como escolher os melhores painéis para a sua habitação.
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O que são e como funcionam os painéis solares?
O funcionamento dos painéis solares pode parecer complexo.
Mas será que é mesmo?
São dispositivos constituídos por células fotovoltaicas, cuja função principal é transformar a energia solar em energia elétrica.
Funcionamento: os fotões do sol são recolhidos pelas células fotovoltaicas e, devido ao material semicondutor utilizado, o silício, transformam-se em eletrões.
A corrente gerada pelos módulos é contínua, pelo que deve ser transformada em corrente alternada através de um inversor solar, já que a maior parte da energia consumida diariamente é alternada.
De que é fabricado um painel solar?
Os principais elementos que compõem um painel solar são:
- As células fotovoltaicas;
- A ligação elétrica entre as células;
- Encapsulantes, normalmente em etileno vinil acetato (EVA), que formam uma camada de vedação em volta dos módulos e que protege as células fotovoltaicas;
- Vidro temperado ou transparente, que junto com o encapsulante, protege as células fotovoltaicas;
- Autocolante em PVC, situado na parte posterior dos módulos;
- Quadro de alumínio com orifício de fixação.
Um sistema fotovoltaico é composto, além dos elementos que constituem o próprio painel solar, pela estrutura de fixação dos módulos, pelos cabos, pelo inversor que transforma a corrente contínua em alternada e, em alguns casos, pelas baterias dos painéis solares e pelos contadores inteligentes de energia.
Como são fabricados os painéis solares?
O fabrico de um painel solar é um processo extenso, realizado por profissionais.
O primeiro passo é a obtenção do silício a partir de pedaços de pedras de quartzo de um veio mineral, com uma pureza de 98%.
O silício é purificado através de processos químicos – lavagem e decapagem – já que a sua pureza é chave para o rendimento dos painéis solares.
Depois de fundido o silício, ocorre o crescimento cristalino que resulta na formação de camadas monomoleculares em torno de um germe de cristalização ou cristalito inicial.
A semente de cristalização solidifica de forma cristalina, em monocristal e, se o tamanho for menor, em policristal.
Este processo é realizado a uma temperatura superior a 1500 °C.
Processando o silício desta forma resulta na obtenção de uma forma de lingote.
As lâminas finas obtidas do corte do lingote são adicionadas aos condutores elétricos.
Depois de cortadas as pastilhas podem apresentar irregularidades na superfície e defeitos de corte, pelo que é necessário assegurar que estas irregularidades são corrigidas.
Por último, para absorver e transmitir a energia elétrica, são colocadas as cintas metálicas embutidas na superfície ligadas a contactos elétricos.
Principais tipos de painéis solares fotovoltaicos
Como mencionado na secção anterior, as células monocristalinas e policristalinas influenciam o tipo de painel solar.
São três os tipos principais de placas fotovoltaicas:
- Monocristalinas
- Policristalinas
- Amorfas.
Para garantir aos nossos clientes o melhor desempenho e a maior poupança, na Otovo utilizamos apenas módulos monocristalinos.
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Fabricantes com quem trabalhamos
Trabalhamos com painéis fotovoltaicos Tier 1, sendo as marcas mais utilizadas a Trina, a JA Solar e a LONGiSolar.
Nas nossas instalações incluímos os seguintes modelos.
Para inversores string
Nos inversores string, trabalhamos com 2 modelos principais: Trina TSM-500 DE 18 M.08 e LONGiSolar LR5-66HPH-500M.
Para microinversores
No caso de instalações com microinversores, usamos sobretudo o Trina TSM-400 DE 09.08 e o JA Solar JAM54S30-400/MR.
Não obstante, sabemos que esta é uma tecnologia em constante evolução e que frequentemente existem novas marcas e modelos a chegar ao mercado. Por esta razão, a nossa oferta está constantemente a ser revista e atualizada.
Outros elementos de um sistema de painéis solares
A instalação de um sistema de painéis solares não se limita apenas à instalação dos módulos, mas também a outros elementos.
Um sistema é constituído por:
- Módulos ou painéis solares fotovoltaicos
- Estrutura para os painéis fotovoltaicos
- Inversor
- Cablagem
- Baterias (opcional para o caso de se decidir desligar da rede elétrica).
Como se instalam?
Agora que já sabe o que são e como funcionam os painéis solares, de que são feitos e como são fabricados, os tipos e as marcas mais importantes, vamos falar sobre a instalação dos mesmos.
O primeiro ponto e o mais importante a mencionar é que a instalação de painéis solares só deve ser realizada por instaladores certificados.
Na Otovo trabalhamos com uma vasta rede de instaladores em todo o país. Por isso, podemos oferecer um serviço rápido, de qualidade e de proximidade.
Os passos a seguir na instalação de painéis fotovoltaicos são os seguintes:
- Montagem da estrutura de suporte da instalação;
- Fixação da estrutura e dos painéis;
- Ligação ao inversor elétrico.
Mas se falarmos de todo o processo de instalação de um sistema de autoconsumo numa habitação, a montagem dos módulos representa apenas uma pequena parte do mesmo. A instalação de um sistema de autoconsumo requer licenças e legalização. Na Otovo tratamos de todo o processo, oferecendo instalações chave-na-mão.
Manutenção
Uma das vantagens dos painéis solares é a sua baixa manutenção.
O que implica?
A manutenção dos painéis solares implica:
- Limpeza esporádica dos módulos;
- Substituição de peças danificadas.
A limpeza das placas é muito fácil de realizar e não necessita de assistência especializada. Trata-se essencialmente de manter a superfície das células limpa para que possam captar a maior quantidade possível de radiação solar. Habitualmente, a limpeza com a mangueira é suficiente.
Se a sujidade acumulada não desaparecer apenas com água, é possível usar uma esponja macia que não risque a superfície das placas. Em muitos casos, a própria chuva encarrega-se de grande parte da limpeza dos módulos pelo que só é recomendada a limpeza especializada em casos particulares.
Quanto à substituição de peças danificadas, caso ainda estejam na garantia, serão substituídas gratuitamente.
Por outro lado, se decidir subscrever o sistema, a Otovo encarrega-se da substituição das peças danificadas que estejam fora da garantia.
Seguros e garantias
Além da manutenção, outra forma de proteger um sistema são os seguros.
Se falarmos de seguros de painéis solares, é importante compreender que a situação é diferente se falarmos de autoconsumo ou das empresas que se dedicam à produção de energia fotovoltaica.
As empresas de eletricidade podem proteger os seus sistemas com seguros específicos. Estes seguros protegem normalmente contra roubo e espoliação; incêndios, explosões ou relâmpagos; danos nas instalações e nos equipamentos elétricos ou perdas de lucros ou avarias de máquinas.
Relativamente aos sistemas de autoconsumo, os painéis devem estar protegidos por um seguro de habitação.
Por outro lado, os fabricantes de módulos oferecem garantias para os módulos com defeito.
Os fabricantes com quem trabalhamos oferecem garantias de produto e de produção entre 12 e 25 anos, dependendo do fabricante e do modelo.
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Orientação e inclinação dos painéis solares
Para maximizar o desempenho, é importante orientar os módulos corretamente.
Em Portugal, a orientação ideal é para sul. Esta posição pode ser determinada em função da hora do dia, já que o sul corresponde ao meio-dia (hora solar). No entanto, existem dois importantes fatores a considerar:
- A orientação e a inclinação do telhado da habitação;
- Sombras ou eventuais resíduos que possam cair sobre a superfície onde os painéis solares vão ser instalados.
O objetivo é que os raios solares incidam diretamente durante o maior número de horas e gerem, assim, mais energia solar.
A melhor solução para maximizar o rendimento do sistema fotovoltaico e a sua produção durante todo o ano seria instalar um sistema de "seguidores solares" que modificasse a sua orientação e inclinação em função da época do ano, à semelhança do que acontece nas grandes centrais e parques solares. No entanto, numa habitação este é um custo extra desnecessário, pelo que devemos optar por os orientar, o mais possível, para sul, para que ao meio-dia tenhamos um pico de produção e atingir o rendimento máximo do módulo.
Por outro lado, a inclinação ideal dos painéis solares varia entre 20 e 40 graus. Esta é dada pela latitude em que se encontra o país. Quanto mais próximo estiver do equador, menor será o ângulo de inclinação dos painéis, já que os raios solares incidem de forma perpendicular.
Dimensionamento do sistema
Para saber o número de módulos de que necessita, é suficiente conhecer o consumo de eletricidade da sua habitação e compará-lo com a potência dos mesmos.
Se fizermos o exercício para uma fatura de 100 euros mensais e um painel solar com uma boa capacidade de produção, verificamos:
Um painel pode produzir até 500 W. Uma fatura de aproximadamente 100 euros por mês traduz-se numa média de 5000 W. Assim, se a sua fatura ronda os 100 euros mensais, o tamanho ideal da sua instalação será provavelmente de 10 painéis fotovoltaicos.
Trata-se de uma estimativa muito aproximada, sendo necessário, para uma instalação profissional, estudar a sua fatura e dimensionar a mesma em função do seu consumo real. No caso de uma instalação isolada, serão necessários mais painéis para poder gerar mais energia que será armazenada nas baterias solares para um abastecimento ininterrupto.
Faz sentido, montar mais painéis do que os necessários?
Não, independentemente de estar ou não ligado à rede, a ideia principal é poupar com um sistema de autoconsumo fotovoltaico. No caso das instalações isoladas, os painéis solares têm de produzir tanta energia como a que a habitação vai consumir.
No entanto, convém considerar que o consumo de energia é mínimo durante uma grande parte do dia numa habitação unifamiliar comum e que os painéis solares estarão a produzir energia que será armazenada nas baterias durante todo esse tempo, mesmo nos dias em que a habitação estiver vazia.
Por outro lado, se a instalação estiver ligada à rede, embora seja possível obter compensações, se o excedente de energia produzida superar a consumida da rede em preço, esta não será compensada, resultando numa perda de produção que é injetada na rede da empresa de eletricidade sem qualquer tipo de compensação.
Se o sistema fotovoltaico estiver sobredimensionado e não for compensada toda a energia injetada na rede, a amortização do investimento será mais demorada dado que o gasto inicial foi mais elevado e o excedente é menos remunerado do que o autoconsumo.
Como selecionar os painéis solares mais adequados para a sua habitação
Ao escolher painéis solares para a sua habitação, deve ter em consideração vários elementos e não apenas o tamanho dos mesmos.
Falamos de:
- Tipo e qualidade dos painéis
- Consumo de energia da habitação
- Tamanho dos módulos.
Como referido anteriormente, os de maior rendimento são os monocristalinos. É recomendável optar por estes painéis para garantir a maior geração de energia elétrica e, assim, um retorno mais rápido do investimento.
Relativamente ao tamanho, se falamos de instalações em habitações unifamiliares, são recomendados os sistemas de 60 células.
Por último, para saber o número de painéis necessários, é necessário conhecer o consumo. Como vimos, um módulo consegue produzir mais de 500 W. Dependendo do consumo, será necessário um número variável de módulos.