Componentes Essenciais para Instalação de Painel Solar: Confiabilidade e Economia

Requisitos Gerais para Instalação de Sistema de Painel Solar

Energia verde, a energia solar limpa e renovável é a melhor alternativa para consumidores residenciais e industriais ao redor do mundo. Minimiza o custo operacional geral e a poluição ambiental de carbono. A porcentagem de transição de fontes de energia regulares para energia verde, especialmente solar, está crescendo rapidamente nos EUA, UE, China, Oriente Médio e Ásia.

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Sistema de Painel Solar

Painel solar (também conhecido como célula fotovoltaica ou célula solar) é um dispositivo que absorve fótons da luz solar e converte em energia elétrica.

Nos últimos anos, o conceito de sistemas off-grid e smart grid é mais popular e consumidores optando por energia limpa como eólica e solar para eliminar ou pelo menos reduzir a dependência de energia regular do fornecedor de eletricidade e reduzir o custo operacional geral. Um sistema de energia solar eficiente com garantia de muitos anos levará à recuperação do custo inicial e energia gratuita.

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Principais Componentes de um Sistema de Painel Solar

Abaixo estão os componentes e dispositivos básicos e gerais necessários para instalação de sistema de painel solar em casa. Detalhes de cada dispositivo são dados abaixo de cada seção.

(1) Painel Solar

Painel solar, também conhecido como Célula Solar ou Célula Foto Voltaica, é a espinha dorsal do sistema de energia solar. Existem alguns tipos de painéis solares, como policristalino e monocristalino. O monocristalino é mais eficiente e um pouco mais caro comparado aos painéis solares policristalinos. Os critérios de seleção para um painel solar são diferentes: espaço, garantia, eficiência, tipo de tecnologia, custo, etc. Lembre-se que a saída é o rei ao selecionar um painel solar adequado para instalação residencial.

Em geral, o painel solar é conectado diretamente ao controlador de carga, mas existem diferentes conexões de arranjos de painéis solares, como série e paralela, que dependem do cálculo de carga e requisito energético específico para eletrodomésticos, conexão de banco de baterias, espaço no telhado, clima e horas de sol de pico.

Você pode facilmente encontrar o número de painéis solares necessários e corrente de carregamento para bateria e seguir o guia passo a passo para instalação de painel solar com classificação do inversor, potência de backup das baterias de acordo com o requisito de carga.

Na figura abaixo, mostra-se um painel solar de 120 watts, 12V e 10A que produz alimentação 12V DC para carregamento direto de bateria e carga DC pode ser conectada diretamente através dele via controlador de carga.

(2) Controlador de Carga

Como o nome sugere, um controlador de carga (também conhecido como regulador de carga) é um dispositivo usado para regular a tensão e corrente dos painéis solares conectados às baterias. O principal objetivo de um controlador de carga é prevenir o sobrecarregamento das baterias (que pode danificá-las) através dos painéis solares, pois painéis solares de 12V fornecem 17-20V em caso de sem carga ou sol pleno. A razão por trás disso é que o fabricante projeta um painel solar para diferentes climas e ambientes para que você obtenha a tensão nominal máxima em caso de cobertura de nuvens, pouca luz solar e neblina densa.

Existem vários tipos de controladores de carga disponíveis no mercado:

• Simples – Controladores de Carga de 1 e 2 Estágios: Relé e resistor shunt são usados para controlar a tensão em um ou dois estágios para desconectar o painel solar da bateria em caso de sobretensão.
• PWM (Modulação por Largura de Pulso) – Controladores de Carga de 3 Estágios: Baseado em modulação por largura de pulso e corta o circuito da bateria do painel solar conectado à célula fotovoltaica em caso de sobrecarga.
• MPPT (Rastreamento do Ponto de Potência Máxima): MPPT é um conversor DC-DC no caso de arranjo de painéis solares para banco de baterias. Otimiza e regula os níveis de tensão DC mais altos do painel solar e converte para tensão otimizada e regulada mais baixa para carregar a bateria. São um pouco mais caros, mas mais eficientes. Fornecem 10-30% mais potência para a bateria com eficiência de 94-98%.

(3) Bateria

Baterias são usadas para armazenamento de carga de backup. Existem diferentes tipos de baterias usadas em sistemas de energia solar para armazenamento e operação de backup durante a noite, quando a energia direta dos painéis solares não está disponível. Conexão série, paralela ou série-paralela de banco de baterias depende do projeto do sistema, ou seja, configuração de sistema 12V, 24V ou 48V. Em caso de nuvens e sem sol, o banco de baterias pode ser carregado através de alimentação AC da rede elétrica via inversor para uso posterior.

A figura a seguir mostra uma bateria de 150Ah, 12V. A bateria é conectada diretamente ao controlador de carga que controla as correntes e tensão de carregamento vindas da célula fotovoltaica conectada ao controlador para armazenamento e operação de backup.

(4) Inversor / UPS

Inversor é um dispositivo que converte alimentação DC em alimentação AC. Inversor e conversor, conhecido como UPS (Fonte de Alimentação Ininterrupta), é usado para converter tensão DC em AC para eletrodomésticos operados em AC. UPS também é usado para converter AC em DC para carregar a bateria a partir de alimentação AC direta.

Existem muitos tipos de inversores disponíveis no mercado conforme suas necessidades:

• Inversor Centralizado ou String com menor custo, mas ineficiente.
• Otimizador de Potência usado para converter DC em AC e conectado ao inversor central.
• Microinversor com operação suave e confiável mesmo com pouca luz solar, mas custoso.

A figura acima mostra um inversor de 1000 Watts, 12V DC para 110VAC e 230V AC. É conectado entre bateria e carga para converter a saída da bateria (12V DC para 230V AC) para nossos eletrodomésticos que operam em 230V AC. O segundo slot é para equipamentos operados em 110-120V AC.

Qual o Melhor Painel Solar para Casa e Quanto Custa?

Painéis solares monocristalinos são melhor opção que policristalinos, mas são um pouco mais caros. A decisão final depende de muitos fatores, como sua região e ambiente, horas de sol, requisitos de carga e tipos de baterias usadas no sistema, etc. Já discutimos o tópico em detalhes, pois depende de muitos fatores como carga, espaço, ambiente, tecnologia, horas de backup, etc., e todos esses fatores devem ser considerados ao selecionar um sistema adequado de instalação de painel solar de acordo com os requisitos.