Eficiência do painel solar: o que isso realmente significa?

Quando você analisa as especificações técnicas dos painéis solares, seus valores de eficiência podem dar uma primeira impressão negativa. Em 2021, os painéis solares monocristalinos estão na faixa de 20-23%, enquanto os painéis policristalinos estão abaixo de 20%. No entanto, a eficiência de conversão não é um factor crítico quando se utiliza a luz solar – um recurso gratuito e virtualmente ilimitado.

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Por outro lado, quando os insumos energéticos para a geração de energia são combustíveis fósseis, a eficiência torna-se muito mais importante. As centrais eléctricas a carvão são normalmente 30-40% eficientes, enquanto as centrais a gás de ciclo combinado são cerca de 50-60% eficientes.

• Esses sistemas de geração têm maior eficiência que os painéis solares, mas olhar apenas para essa métrica pode ser enganoso.
• Os painéis solares são menos eficientes em termos de conversão de energia, mas a sua entrada é gratuita e funcionam com zero emissões.

A eficiência do painel solar só é um problema quando o espaço é limitado, uma vez que pode não atingir a capacidade planeada em quilowatts. O painéis solares usados ​​em telhados comerciais e industriais têm dimensões típicas em torno de 80” x 40”, e os modelos mais eficientes excedem 400W. Se você deseja instalar 400 kW, você precisa de 1.000 – isso representa mais de 22.000 pés quadrados. apenas para os painéis solares, mais o espaçamento necessário para fins de manutenção.

O que determina a eficiência do painel solar?

Os principais fabricantes de energia solar investem constantemente milhões em investigação e desenvolvimento, com o objetivo de melhorar as suas células fotovoltaicas. No entanto, isso valeu a pena com o tempo:

• Em 1990, os painéis solares só conseguiam converter cerca de 10% da luz solar em eletricidade.
• Em 2021, os painéis solares mais eficientes do mercado aproximam-se dos 23% de eficiência.
• Por outras palavras, os painéis solares podem agora produzir 2,3 vezes mais energia num determinado espaço, em comparação com o desempenho de há 30 anos.

O eficiência das células solares é determinado pelo material fotovoltaico e também pela forma como o módulo é conectado e projetado em geral. As células monocristalinas são mais eficientes, pois são feitas de cristais únicos de silício de alta pureza. Por outro lado, as células policristalinas são feitas de múltiplos cristais, e isso afeta a sua eficiência.

Isso não significa que os painéis solares policristalinos tenham qualidade inferior. Eles têm uma eficiência de conversão menor devido às propriedades do material, mas existem módulos solares de alta qualidade de ambos os tipos.

O que são células solares PERC?

Muitos dos painéis de alto desempenho disponíveis atualmente usam tecnologia PERC, que aumenta a produtividade em até 12%. PERC significa Emissor Passivado e Contato Traseiro, e essas células possuem muitos recursos de design que aumentam sua eficiência.

• As células PERC têm uma camada reflexiva abaixo delas – a luz solar que passa é refletida de volta para o material fotovoltaico, gerando mais energia.
• Eles também possuem revestimentos antirreflexos e texturas de superfície que maximizam a luz solar capturada e convertida em eletricidade.

As células PERC são frequentemente cortadas ao meio para reduzir as perdas de resistência elétrica, aumentando ainda mais a sua produção de energia. Você notará que muitos painéis solares agora usam 120 ou 144 meias células, em vez dos designs tradicionais de 60 e 72 células. Como as células solares são cortadas pela metade, os requisitos totais de espaço são quase os mesmos e as dimensões do painel não são afetadas significativamente.

Como os painéis solares de alta eficiência economizam espaço

À medida que a eficiência das células fotovoltaicas continua a aumentar, os painéis solares serão capazes de gerar mais watts por metro quadrado.

• Um painel solar de 400 W que mede 80” x 40” está produzindo 18W por sf.
• Com um aumento de eficiência de 33%, seria possível gerar 24W por sf.

Geralmente, ter espaço para painéis solares não é um problema em edifícios como shopping centers e centros de distribuição. No entanto, os edifícios de vários andares têm uma grande área útil em relação à área do telhado – e muito do espaço disponível já é utilizado por equipamentos HVAC. Nestes casos, os painéis solares de alta eficiência maximizarão a produção de kWh por metro quadrado coberto.

A I&D também reduziu o custo de painéis solares. Você poderia esperar pagar mais de US$ 10.000 por kW de capacidade há 20 anos, mas agora os sistemas solares domésticos custam menos de US$ 3.000 por kW em muitas partes dos EUA. Preços ainda mais baixos são possíveis no sector dos serviços públicos, onde os painéis solares estão a ser instalados por menos de 1.000 dólares por kW.