Num contexto em que a transição energética se acelera, os painéis solares impõem-se como uma solução imprescindível para produzir eletricidade limpa e renovável. Mas como é que estes dispositivos transformam a luz solar em energia elétrica? A Triangle Horizon, especialista em estruturas metálicas para instalações fotovoltaicas há 15 anos, explica-lhe o funcionamento desta tecnologia.
O princípio básico: o efeito fotovoltaico
O funcionamento de um painel solar baseia-se no efeito fotovoltaico, descoberto em 1839 pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel. Este fenómeno físico permite converter diretamente a luz solar em eletricidade, graças às propriedades dos materiais semicondutores.
Composição e estrutura de um painel solar
Um painel solar fotovoltaico é composto por vários elementos essenciais:
As células fotovoltaicas
O núcleo do painel é constituído por células fotovoltaicas, geralmente de silício cristalino. Cada célula mede cerca de 15 cm de lado e produz uma pequena quantidade de eletricidade.
A estrutura de proteção
No caso de um painel solar monofacial, as células são protegidas por um vidro temperado na face frontal e por uma película de plástico na parte traseira. Esta proteção garante uma vida útil superior a 25 anos aos painéis solares, mesmo quando expostos às intempéries.
A estrutura metálica
Uma estrutura de alumínio garante a rigidez e facilita a fixação do painel às estruturas de suporte. Trata-se, de certa forma, do esqueleto do painel solar.
O processo de conversão de energia
Passo 1: A absorção dos fotões
Quando a luz solar incide sobre as células fotovoltaicas, os fotões (partículas de luz) transferem a sua energia para os eletrões presentes no silício. Essa energia permite que os eletrões se libertem dos seus átomos.
Passo 2: A geração de uma corrente elétrica
As células fotovoltaicas são constituídas por duas camadas de silício «dopadas», ou seja, cuja condutividade elétrica foi alterada, de modo a obter duas camadas diferentes:
- Uma camada do tipo N (negativa), rica em eletrões
- Uma camada do tipo P (positiva) com escassez de eletrões
Esta diferença cria um campo elétrico na junção das duas camadas. Os eletrões libertados migram para a camada negativa, criando assim uma corrente elétrica contínua.
Etapa 3: A captação e o transporte de eletricidade
Os contactos metálicos em cada face das células recolhem a corrente produzida. As células são ligadas em série no interior do painel para aumentar a tensão e, em seguida, os painéis são ligados entre si para formar uma instalação fotovoltaica completa.
Da eletricidade contínua à eletricidade alternada
A eletricidade produzida pelos painéis solares é corrente contínua, incompatível com a rede elétrica francesa, que funciona com corrente alternada. Um inversor converte, portanto, essa corrente contínua em corrente alternada, que pode ser utilizada pelos nossos aparelhos elétricos ou injetada na rede.
Fatores que influenciam o rendimento
Vários fatores influenciam a produção de eletricidade de um painel solar. Em primeiro lugar, há a radiação solar. Com efeito, a intensidade da radiação solar varia consoante a estação do ano, a localização, a hora do dia e as condições meteorológicas. Um painel produz mais eletricidade em dias ensolarados do que quando o céu está nublado.
Temperaturas demasiado elevadas também podem reduzir a produção de eletricidade do painel solar. A orientação do painel solar é igualmente importante: este deve estar virado para sul e num ângulo de 30 a 35°, de modo a receber uma irradiação solar ideal desde a manhã até ao fim do dia.
Tipos de painéis solares
Painéis monocristalinos
Fabricados a partir de um único cristal de silício, oferecem o melhor rendimento, mas são mais caros. A sua cor é uniformemente preta.
Painéis policristalinos
Composto por vários cristais de silício, apresentam um rendimento ligeiramente inferior, mas um custo mais acessível. Têm um aspeto azulado com reflexos iridescentes.
Painéis de camada fina
Menos comuns, utilizam materiais como o silício amorfo. Embora sejam menos eficientes, funcionam melhor em condições de pouca luminosidade. Estes painéis solares têm também a vantagem de serem mais leves e flexíveis.
Triangle Horizon: a experiência ao serviço dos seus projetos de energia solar
Com 10 anos de experiência no setor fotovoltaico e 1,4 GW de potência instalada, a Triangle Horizon domina todo o processo de construção de instalações solares, quer se trate de sistemas de sombreamento, campos solares ou edifícios agrícolas. Desde a conceção no nosso gabinete de estudos até à instalação pelas nossas equipas especializadas, passando pela fabricação nas nossas oficinas com 80 000 m² distribuídas por três locais, garantimos soluções sustentáveis e de alto desempenho.