Compostagem
Erradicação da Pobreza
Energia
O painel solar monocristalino tem altos índices de eficiência, durabilidade e resistência ao calor
O painel solar monocristalino é uma placa de energia solar que funciona como receptor da luz do Sol para gerar eletricidade. Ela é um tipo de placa solar composta por apenas um cristal de silício em cada célula fotovoltaica, tendo seu uso comercial como o mais difundido no mercado global.
Com vida útil de 25 a 40 anos, o painel solar monocristalino é recomendado para instalação de energia solar em espaços limitados. Isso porque ela é mais produtiva por metro quadrado em relação a placa solar policristalina. Dessa forma, seu custo é elevado, pois o processo para produzir suas células é complexo.
Você já pensou em instalar energia solar fotovoltaica em sua casa? Esta alternativa é uma opção prática, econômica e sem burocracia para utilizar energia renovável e limpa. O que você acha de contribuir para o meio ambiente e o seu bolso? Fale com um dos nossos especialistas pelo WhatsApp para solicitar um orçamento em compromisso.
Você também pode usar o simulador de energia solar no site da Holu para compreender melhor sobre como funciona o preço de energia solar.
O que é energia solar?
Para entender melhor o que são os painéis solares monocristalinos, é necessário compreender tudo sobre energia solar. Essa energia renovável refere-se à conversão de radiação solar em eletricidade ou energia térmica, tendo o Sol como fonte. Assim, ela pode ser dividida em três tipos: energia fotovoltaica, heliotérmica e fototérmica.
A energia fotovoltaica trata-se da conversão de radiação solar diretamente em eletricidade. Esse processo se dá pelo uso de uma célula fotovoltaica, feita de silício. O conjunto dessas células, associadas em série ou paralelo, forma um painel de energia solar, principal componente do sistema fotovoltaico. Da mesma forma, o conjunto de painéis solares forma um gerador fotovoltaico.
Por outro lado, a energia heliotérmica é caracterizada pelo uso de coletores, que captam a radiação solar e a convertem em calor. Esse calor é usado para aquecer um fluido e, a partir da movimentação de turbinas pelo seu vapor, a eletricidade é gerada.
Já a energia fototérmica refere-se à captação de luz solar para aquecer a água de residências e prédios por meio de um sistema de aquecedor solar.
O que contém em um kit de energia solar?
Um kit de energia solar geralmente contém alguns componentes essenciais para a usina solar, que são separados em três blocos: o bloco gerador, o bloco de condicionamento de potência e o bloco de armazenamento.
Bloco gerador: painel solar, cabos, estrutura de suporte.
Bloco de condicionamento de potência: inversor solar, ou microinversor solar e controladores de carga.
Bloco de armazenamento: baterias.
Sistemas fotovoltaicos
Um sistema fotovoltaico aponta o modelo em que o kit de energia solar fotovoltaico deve seguir na sua instalação. Existem dois modelos, que se diferenciam pela conexão com a rede de distribuição de energia elétrica.
Off-grid
O sistema off-grid de energia solar, também chamado de sistema autônomo ou isolado, não é conectado à rede de distribuição de energia elétrica. Ele é usado para propósitos específicos e pequenos, como bombeamento de água e iluminação pública. Dessa maneira, a energia solar off-grid excedente gerada é armazenada em baterias e utilizada em momentos com pouca ou nenhuma incidência de luz solar.
On-grid
O sistema on-grid de energia solar, também chamado de grid-tie, compreende um sistema que precisa estar conectado à rede de distribuição de energia elétrica (geração distribuída), tendo o inversor solar on-grid como principal diferencial. Dessa forma, o kit solar on-grid não dispõe de bateria para o armazenamento de eletricidade e o seu inversor tem a função de não só transformar a corrente contínua em alternada, como também sincronizar o sistema com a rede pública.
Com essa função, toda energia solar on-grid excedente é mandada para a rede elétrica da distribuidora de energia, sendo convertida em créditos de energia. Assim, esses créditos podem ser utilizados quando a irradiação solar não for suficiente para suprir a demanda.
Como a placa solar funciona?
Formado por um conjunto de células fotovoltaicas, a placa possui elétrons que, ao serem atingidos pela luz solar, agitam-se, formando uma corrente elétrica. Dessa maneira, a eletricidade é gerada por meio do efeito fotovoltaico.
Ao serem instalados, as placas fotovoltaicas devem estar posicionados de forma a receber a maior taxa de energia solar possível, que é calculada a partir dos dados de irradiação solar no Brasil e irradiância solar do local.
Os painéis solares também podem ser fabricados em outros modelos para suprir diferentes necessidades, como na forma de telha solar, ou telha fotovoltaica. Dessa maneira, o preço da placa solar varia em relação a sua forma e composição.
O que é o painel solar monocristalino?
A placa solar monocristalina caracteriza-se por suas células fotovoltaicas de coloração preta com bordas arredondadas. Cada célula é constituída por um cristal inteiro de silício, o que as tornam mais potentes que as placas solares policristalinas. Isso acontece porque as células das placas policristalinas são compostas por vários fragmentos de silício fundidos, o que as torna menos eficientes.
Como os painéis monocristalinos são mais eficientes do que as placas policristalinas, o retorno do investimento é melhor. Além disso, os painéis monocristalinos possuem um baixo coeficiente de temperatura. Isso significa que eles são menos afetados pelo aumento de calor nas placas.
Como o painel solar monocristalino é feito?
Para a produção do painel solar monocristalino, a solidificação do silício deve ser feita cuidadosamente, o que encarece o custo desse painel fotovoltaico. Apesar disso, o uso dessas placas pode trazer grandes benefícios.
Em primeiro lugar, é preciso extrair o silício puro do dióxido de silício (SiO2) por meio de um processo chamado Método Czochralski, em homenagem ao cientista que o criou. Assim, o silício é derretido para ser separado do oxigênio.
No entanto, essa separação não é suficiente para usá-lo em placas solares. Dessa forma, o segundo passo é o processo de purificação, em que o silício é exposto ao gás de ácido clorídrico (HCl) em um reator. Depois, o produto formado passa pelo processo de destilação até a purificação total.
Derretido novamente, o silício purificado recebe uma semente de monocristal de silício e é rodado lentamente para seu resfriamento. Nesse processo, a semente é puxada para cima, orientando os demais átomos de silício a se cristalizarem de forma homogênea em formato de lingote.
Quando o lingote de silício estiver totalmente resfriado, ele é cortado em finas fatias (wafers) de mais ou menos 0.3 mm. Assim, a superfície recebe uma camada para evitar que os raios de Sol sejam refletidos, porque essa reflexão diminui a eficiência do painel.
Após isso, as lâminas passam por um processo de dopagem para a criação de camadas Tipo-P e Tipo-N. Tais camadas servem para possibilitar a condutividade de eletricidade pela superfície do das células. Finalmente, elas são colocadas em um painel solar.
Qual a diferença entre painéis monocristalinos e policristalinos?
A principal diferença entre as placas monocristalinas e policristalinas está no modo de produção e composição de suas células de silício (Si), bem como na quantidade de quilowatts-horas produzidos. Enquanto a primeira produz mais eletricidade por metro quadrado, a última produz menos. Isso significa que são necessários mais painéis solares policristalinos para gerar a mesma quantidade de energia elétrica produzida por painéis monocristalinos. Assim, o preço do painel solar pode variar de acordo com a forma de manipulação do silício.
Além disso, a vida útil de placas policristalinas é de 25 a 35 anos, e suas células fotovoltaicas têm a cor azul e seu coeficiente de temperatura é maior.
No entanto, isso não significa que o painel solar policristalino é de qualidade inferior. Tudo depende da demanda energética, quantidade de espaço disponível, preferência de cor e poder econômico do cliente.
Vantagens e desvantagens do uso de energia solar
O uso do sistema de energia fotovoltaica resulta em diversas vantagens para o consumidor e o meio ambiente. Os benefícios da energia solar para o consumidor envolvem a valorização do imóvel, independência energética, retorno do investimento e baixo custo de manutenção. Nessa perspectiva, destacam-se também as vantagens para o meio ambiente devido ao fato de sua fonte ser renovável, inesgotável e limpa.
Por outro lado, a energia solar possui um alto custo de implantação e baixa eficiência (de 10% a 25%). Da mesma forma, é importante ressaltar os impactos ambientais causados pelos resíduos de silício e sua mineração, assim como a destinação final de painéis usados, que não possuem uma reciclagem de painel solar acessível.
Apesar de seu alto custo de instalação, empresas de energia solar são as mais promissoras para o futuro e as que recebem mais investimentos. Além disso, este tipo de energia é um dos mais fáceis de ser implantado nos próprios estabelecimentos que querem reduzir suas emissões de CO2.
O que diz a legislação?
A lei 14300/22 de energia solar foi feita para regular a geração de energia solar no Brasil, instituindo, também, o Marco Legal para a mini e microgeração dessa energia. Ela estabelece diretrizes para instalação, taxação, potência máxima e geração de energia compartilhada para energia solar residencial e fazenda de energia solar.
A lei determina que a Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) é responsável por oferecer um formulário-padrão para solicitação de mini e microgeração distribuída. Da mesma forma, ela deve oferecer todas as informações necessárias para a elaboração do projeto solar ao consumidor.
O Marco Legal da Micro e Minigeração de Energia passou a taxar os créditos de energia, antes não taxados, para cobrir despesas da distribuidora com infraestrutura e investimentos. Além disso, essa lei criou o Programa de Energia Renovável Social (PERS), que tem como objetivo criar um financiamento de energia solar e de outras fontes renováveis para consumidores de baixa renda.
Para potência máxima, foi estabelecido um limite de até 3 MW para fontes não despacháveis (em que a energia não pode ser armazenada). Para fontes despacháveis (em que a energia pode ser acionada a qualquer momento, por ser armazenada), o limite é 5 MW.
