Mais de meio século se passou desde que o mundo viu o primeiro painel solar. Hoje, esses dispositivos foram muito além dos limites da indústria espacial: um décimo da eletricidade em nosso planeta é gerada a partir da luz solar. Vamos falar sobre o uso de painéis solares na vida cotidiana.
Tipos de painéis solares usados
Existem dois tipos principais de painéis usados na energia solar moderna: filme e monocristalino. A diferença é que estes últimos são bastante plásticos, mas apresentam baixa eficiência se comparados aos pesados painéis rígidos em estrutura metálica..
Os painéis modernos podem converter de 15 a 30% do fluxo luminoso em eletricidade. Produtos de maior eficiência são apresentados em um segmento específico de mercado. Vale ressaltar que à medida que a eficiência dos painéis aumenta, sua vida útil também aumenta..
Este último é um indicador muito relativo. Uma vida útil de 30 anos não significa que após este período os painéis parem de funcionar. O fabricante simplesmente não garante que com o tempo a degradação das células fotovoltaicas não ultrapasse 50% do indicador de eficiência inicial..
Escopo das usinas de energia solar
A eletricidade do sol é produzida em várias partes do mundo: tanto em estações nacionais de energia solar como em pequenos complexos privados. A especificidade do uso de painéis é determinada, antes, por um conjunto de restrições extremas para o objeto em construção..
Para edifícios comerciais, pode ser a necessidade de fornecimento de energia absolutamente contínuo, o que é típico para data centers, ou, por exemplo, sistemas de controle de temperatura e unidades de refrigeração. Qualquer estabelecimento de alto nível (centro de beleza privado, restaurante, estacionamento) também pode cuidar para que o conforto dos clientes não seja perturbado por uma queda repentina de energia.
Para desenvolvedores privados, a energia solar é útil principalmente quando não há outra maneira de eletrificar a instalação. Os painéis são atualmente a fonte de alimentação autônoma mais barata para uma pequena casa. Em qualquer caso, é muito mais barato do que construir e manter uma turbina eólica e ainda mais econômico do que uma usina a diesel..
Serviço durante a operação
Uma das principais desvantagens dos painéis é que eles podem perder energia completamente se a superfície estiver parcialmente sombreada. Painéis que não geram eletricidade, mas permanecem em série com outros, passam a funcionar como consumidores de eletricidade e reduzem a geração de todo o circuito a zero. Portanto, o principal trabalho na manutenção dos painéis é limpá-los de poeira, listras e pequenos detritos. É melhor simplesmente soprar a sujeira leve dos painéis, manchas como fezes de pássaros só podem ser removidas com uma escova macia e um detergente não abrasivo. Após a lavagem, o painel deve ser enxugado manualmente e polido.
Foi mencionado que as baterias podem perder até metade de sua capacidade original durante o uso. Na verdade, esses números são um pouco menores: 15-30%, dependendo da qualidade do painel e das condições de operação. E isso deve ser levado em consideração ao projetar o sistema: ao calcular a potência “ponta a ponta”, você corre o risco de que em dez anos o sistema de potência não atenderá às suas necessidades. Ao mesmo tempo, a maioria dos complexos modernos de energia solar são facilmente expansíveis, você só precisa fornecer capacidade de processamento suficiente de dispositivos de controle e comutação.
Ao final da vida operacional, o vidro de proteção dos painéis é polido novamente, retornando de 3 a 5% da potência perdida, e então outra metade de sua composição é adicionada ao parque de painéis. Após os próximos 30 anos, tudo se repete, mas agora novos painéis estão substituindo parte dos antigos. Assim, a eficiência nominal durante todo o serviço da usina permanece estável, embora isso requeira investimentos de capital oportunos. Esses dados ajudarão o homem da rua a olhar de forma diferente para a questão do retorno financeiro de sua instalação..
Requisitos para condições de colocação
A localização dos painéis solares deve ter um nível de insolação suficientemente alto – a quantidade de radiação solar em uma área específica da área durante o dia, semana, ano. A nebulosidade afeta menos a eficiência do trabalho do que edifícios vizinhos, árvores e outros objetos que podem projetar sombras.
É por estas razões que os painéis são tradicionalmente colocados nos telhados dos edifícios. Acredita-se que, para fornecer energia a uma casa, a área total de uma fazenda solar deve ser aproximadamente equivalente a um espaço residencial. Além disso, os painéis do telhado têm garantia de não serem sombreados, mas tal colocação requer um meio de acesso e movimentação das pessoas que atendem a fazenda. Painéis de telhado são às vezes considerados um substituto para telhados. Mas, em primeiro lugar, nem todos os painéis são adequados para isso e, em segundo lugar, requer uma abordagem completa para a instalação..
Quando não há espaço suficiente na cobertura para a montagem dos painéis, alguns deles são montados em estruturas de solo. Muitas vezes, toda a fazenda é abaixada para facilitar a manutenção, mas isso acarreta uma série de fatores negativos:
- redução do período de exposição em várias dezenas de minutos;
- alto risco de sombreamento repentino;
- incapacidade de usar o território ocupado.
Freqüentemente, todos eles são nivelados pelo aumento da eficiência dos painéis, como resultado de sua limpeza regular e oportuna. Quanto ao nível de insolação, pode ser calculado a partir de fotos panorâmicas com referência precisa ao azimute e às coordenadas GPS..
Rastreamento do ângulo de azimute
Outra característica dos sistemas solares modernos. A tecnologia projetada para concentradores térmicos também se enraizou em instalações fotovoltaicas. A essência do sistema é que um pequeno mecanismo corrige a inclinação do plano do painel em relação à fonte de radiação. Assim, a luz quase sempre incide sobre o painel em um ângulo reto, o que aumenta a geração diária em 15-25%.
Existem dois tipos de tais sistemas. O primeiro monitora a posição real do sol com um sensor de luz e vira o painel em sua direção. O outro possui um programa embutido que contém dados precisos sobre a localização do sol a cada hora do dia nos próximos 50-100 anos. Os sistemas do segundo tipo são mais confiáveis, embora sua configuração e instalação não sejam isentas de dificuldades..
Potencial de expansão do sistema
Normalmente, a construção de um parque solar começa quando é necessária uma fonte de emergência de pelo menos uma potência mínima (para alimentação da caldeira, alarme, iluminação noturna). Com o tempo, tudo muda, o sistema está sendo seriamente revisado para melhorar seu desempenho.
Independentemente do número de painéis solares, compre equipamentos especiais, cuja potência corresponda ao seu consumo total de energia. Mesmo que as baterias gerem dez vezes menos energia, neste modo o equipamento vai durar mais, e o sistema pode ser complementado sem interferir nos circuitos principais..
Além disso, lembre-se de que o ponto comum no sistema de distribuição é a frota de baterias. A sua capacidade é sempre calculada de forma a permitir poupar energia excedente e evitar que o sistema se esgote em alguns dias nublados..
Fontes alternativas de energia: eletricidade solar
A energia solar é uma importante fonte alternativa de energia que possui muitas vantagens: é limpa, barata e inesgotável. Além disso, usar energia solar como fonte principal de eletricidade, permite poupar consideravelmente a conta mensal de luz, gerar energia a qualquer hora do dia, além de não ser necessário realizar manutenções.
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Quais são as vantagens e desvantagens da eletricidade solar em relação a outras fontes alternativas de energia?