O rápido crescimento da adesão à energia solar é um excelente indicador, se levarmos em conta a necessidade de se adotar hábitos mais sustentáveis. Considerando, então, que o sol pode proporcionar fornecimento infinito de energia elétrica, muitos podem pensar que basta instalar um sistema e está tudo resolvido. Na realidade, entre outros fatores, é fundamental saber o que é eficiência de um painel solar para obter o máximo de aproveitamento dessa matriz energética.
Quando o seu projeto começar a sair do papel, será preciso dimensionar um kit que atenda às necessidades de consumo e as características físicas do local onde este será instalado. Dessa forma, os itens que compõe o kit ou gerador de energia solar, em especial os painéis fotovoltaicos, serão adquiridos conforme a potência e sua eficiência para melhor aproveitamento e eficácia do sistema.
Saber disso é essencial, já que usar módulos menos eficientes resulta na necessidade de ter uma área maior para gerar a mesma quantidade de energia. Sendo assim, para entender melhor essa relação, vamos apresentar mais detalhes sobre o assunto. Fique com a gente!
Eficiência de um painel solar
Afinal, o que é eficiência de um painel solar? É, basicamente, a porcentagem de energia convertida em eletricidade por m2 que um painel solar é capaz de gerar. Então, se um painel tem eficiência de 16%, ele converte esse mesmo percentual em energia elétrica por m² através irradiação solar incidente em sua superfície.
Contudo, é necessário ficar ciente de que a medição da eficiência dos painéis solares é feita em condições de laboratório, conhecida como “Condições Padrão de Testes” ou STC (Standard Test Conditions). São as condições normais de ensaio, que constituem os padrões da indústria solar para teste de painéis solares. Assim, quando se adota um arranjo fixo de situações, é possível comparar e avaliar todos os painéis testados com outro painel de maneira precisa.
É importante, também, considerar que as variáveis dos testes no padrão STC não representam as condições reais no Brasil. Portanto, é necessário calcular as perdas de eficiência do painel solar. Isso é feito por meio dos coeficientes de temperatura especificados na ficha técnica do fabricante.
Características adotadas pelo padrão STC
- Irradiação solar = 1000 Watts/m2. Essa escala indica a quantidade de energia incidente em uma determinada área, em um dado instante. O valor: 1000 W/m2 indica a média da incidência de luz solar na superfície do solo;
- Temperatura da célula = 250ºC. Essa temperatura refere-se à da célula solar e não à temperatura ambiente. Isso significa que, durante o teste, o painel precisa estar nessa temperatura;
- Massa de ar = 1.5, conforme definido no IEC 60904-3. Não é um valor fácil de se apurar. Trata-se da quantidade de luz que passa pela atmosfera antes de incidir na superfície terrestre. E, isso está atrelado ao ângulo da luz solar em relação a um determinado ponto de referência no solo.
É importante destacar que a eficiência de painéis monocristalinos e policristalinos está diretamente relacionada à qualidade da célula usada para a construção do painel. E, quanto mais eficiente for o painel solar, mais energia será gerada por metro quadrado e, painéis mais eficientes possui um custo por watt mais elevado.
Como calcular a eficiência de um painel solar
A realização do cálculo de eficiência requer dados como largura e altura da placa solar e sua potência. Por exemplo: temos um painel solar de 330W medindo 1,956m de altura x 0,992m de largura. O passo a passo é:
- Calcular a área do painel, sendo: 1,956 x 0,992m = 1,940352m2;
- Dividir a potência do painel pela sua área = 330/1,940352 = 170,07 W/m2;
- Dividir 170,07 W/m2 por 10 e chegar ao resultado da eficiência em porcentagem = 170.07 / 10 = 17.07%
Concluímos o cálculo, portanto, temos um painel solar apresentando uma eficiência de 17,07% nas condições padrão de teste.
Tabela de eficiência para painéis solares
É interessante ter em mãos uma tabela que facilite o entendimento da variação de eficiência de painéis solares feitos com tecnologia cristalina. Painéis fabricados com silício cristalino já são os preferidos e, representam hoje, cerca de 80% do mercado.
A seguir, você pode comparar o percentual de eficiência dos painéis, em ordem decrescente:
Saiba detectar o coeficiente de temperatura ideal
Materiais semicondutores perdem a eficiência com o calor e a principal matéria-prima utilizada na fabricação dos painéis solares é um semicondutor, o silício. Então, todo painel testado a 250ºC, como já especificado acima, não reflete as reais condições de testes dos painéis solares em nosso país.
Por isso, fique atento e procure sempre considerar as perdas calculadas através dos coeficientes de temperatura para dimensionar de forma adequada a potência do sistema.
Essa informação é encontrada na folha técnica do painel solar. Sendo assim, se o fabricante não informar quais são os coeficientes de temperatura, o melhor a fazer é não adquirir o produto. Isso porque essas variáveis são extremamente importantes para mediar a eficiência e geração do painel solar.
Na prática, um painel solar instalado sobre telhados no Brasil fica, em média, 20°C acima da temperatura ambiente do local. Ou seja, em um dia em que temperatura estiver em 25°C o painel solar estará aproximadamente a 45°C. Dessa forma, significa que estará 20°C acima das condições de laboratório e, assim, levará a uma perda de eficiência.
Coeficientes de Temperatura: veja como utilizar
Todos os módulos fotovoltaicos perdem eficiência quando aquecem e o coeficiente de temperatura nos dirá quanto de energia ele deixara de gerar a cada °C acima das condições STC, ou seja, acima de 25°C.
Como exemplo, tomemos o painel de 335W policristalino da BYD, onde o fabricante especifica na ficha técnica que o painel perderá 0,37% de sua potência máxima a cada °C acima das condições STC.
Dessa forma, se utilizarmos como exemplo o cenário especificado acima em que o painel solar instalado sob o telhado a um temperatura ambiente de 25°C ficaria em média 45°C (20°C acima da temperatura ambiente), perderia 7,4% da sua potência máxima (45°C – 25°C = 20°C => 20 x 0,37% = 7,4%).
Assim, podemos concluir que o painel da BYD com potência nominal informada de 350 Watts, em condições padrão de teste (STC), teria por volta de 310 Watts nas condições reais. Ou seja, uma potência aproximadamente 7,4% menor devido as perdas por temperatura naquele local.
Viu como existem muitos detalhes que podem fazer toda a diferença no desempenho geral de um sistema fotovoltaico? A eficiência de um painel solar é um fator de extrema relevância que merecem toda a sua atenção.
