Em termos mais simples, a energia solar é uma maneira de converter energia solar em eletricidade consumível. No entanto, é mais complexo do que isso. O sistema consiste em várias partes, cada uma desempenhando um papel específico. Ele coleta, transporta e, posteriormente, converte a energia solar em eletricidade. Para entender completamente a energia solar como um sistema, é essencial compreender as funções de todos os principais componentes envolvidos.
O sistema fotovoltaico (PV sistema) usa energia fotovoltaica para converter a luz solar em eletricidade. Uma solução confiável de energia verde pode ser obtida usando energia fotovoltaica, também conhecida como painéis solares.
Um solar PV é uma excelente opção sustentável e de baixa manutenção para quem deseja contribuir para um ambiente mais verde, pois não emite poluição. Suas inúmeras vantagens também o tornam uma opção atraente.
Neste artigo, você conhecerá mais sobre a energia solar PV componentes do sistema e suas vantagens.
A energia solar coletada pelas células fotovoltaicas é então convertida em eletricidade de corrente contínua (DC) pelas células fotovoltaicas. Durante o dia, a luz do sol refletirá nos sistemas fotovoltaicos, criando um campo elétrico, que fará com que a eletricidade flua.
A energia CA será então gerada por um inversor, que pegará a eletricidade CC e a converterá em corrente alternada (CA). Sua casa usa energia CA para alimentar seus aparelhos elétricos, frequentemente chamados de carga CA.
Listamos várias peças e componentes do painel solar abaixo-
A tecnologia solar foi fabricada pela primeira vez em 1954 e vem se expandindo rapidamente desde então. Alternativamente conhecidos como painéis fotovoltaicos, os painéis solares são construídos a partir de muitas células solares individuais. Em geral, quanto mais células solares houver, mais eficaz será o desempenho do painel solar.
Um dos principais aspectos dos painéis solares é que eles capturam a luz do sol e a convertem em eletricidade. Pode ser usado para várias aplicações (sistemas de aquecimento, iluminação pública, instalações de máquinas, câmeras, sinalização, carregamento de telefones e muitos outros dispositivos que utilizam eletricidade). Durante a noite, a energia gerada pelos painéis solares é armazenada em baterias solares especiais ou é alimentada diretamente na rede em horários convenientes.
Uma variedade de painéis solares está prontamente disponível para sistemas fotovoltaicos, incluindo
Nos painéis monocristalinos, os cristais são distribuídos uniformemente por todo o painel. Eles podem ser fabricados a partir de vários materiais, como arseneto de gálio, silício amorfo, seleneto de cobre, índio e gálio, germânio, telureto de cádmio e polímeros orgânicos.
Um painel solar monocristalino tem a mais alta classificação de eficiência até o momento e funciona melhor em condições de pouca luz do que qualquer outro tipo de painel. Além disso, sua eficiência diminui mais lentamente à medida que envelhece. Os painéis solares monocristalinos são feitos de lingotes de silício e são incrivelmente caros de fabricar. Inicialmente, os painéis monocristalinos são os mais caros; no entanto, podem valer a pena a longo prazo através da economia de energia.
Há uma cor azul salpicada única nos painéis solares de silício policristalino, que varia com o nível de sombra. Como o silício utilizado nesses painéis não é homogêneo, a estrutura cristalina do silício pode diferir em diferentes partes do painel. Portanto, os painéis solares policristalinos têm uma eficiência menor do que os painéis monocristalinos.
Devido ao seu coeficiente de temperatura mais alto, os painéis solares policristalinos são menos eficazes em temperaturas operacionais mais altas do que as dos painéis solares monocristalinos. Como a eficiência de conversão é reduzida, é necessário um número maior de painéis para produzir a potência especificada.
Como os painéis solares de silício policristalino não são homogêneos, eles custam menos para comprar e muitos clientes os preferem devido a isso.
A eficiência de um painel solar de filme fino é menor do que um com material monocristalino ou policristalino, e sua vida útil também é menor. Devido ao método de fabricação mais simples, seus custos são significativamente menores do que os painéis cristalinos. Ao contrário dos painéis solares cristalinos, os painéis solares de película fina são moldáveis, mas os painéis solares cristalinos podem rachar se dobrados.
O uso de painéis de película fina em sistemas fotovoltaicos residenciais não é recomendado devido à sua menor eficiência. Painéis de película fina requerem mais espaço (e, portanto, mais painéis) para produzir a mesma quantidade de eletricidade que os painéis cristalinos. Assim, as empresas de serviços públicos são mais comumente usados esses painéis solares do que os proprietários.
Independentemente do tipo de sistema de energia solar, um inversor é um componente vital. A corrente contínua (DC) é convertida em corrente alternada (AC), o que é útil para diversos fins residenciais, comerciais e industriais, como fornecer energia para eletrodomésticos comerciais e domésticos, como TVs, geladeiras e micro-ondas, bem como grandes equipamento. Os inversores desempenham um papel fundamental na fabricação de energia solar PV sistemas ecologicamente corretos.
Seu sistema de energia está diretamente conectado à rede e raramente possuem um sistema de backup de bateria. Inversores deste tipo são os mais populares para uso comercial e doméstico. A vida útil do projeto desses produtos é de 25 anos e a garantia geralmente é de cinco anos.
O inversor ligado à rede converte a energia solar em energia elétrica combinando a fase e a frequência correspondentes à entrada. Como os inversores estão conectados à rede elétrica, eles também podem desligar automaticamente por motivos de segurança.
Apesar de serem extremamente eficientes, são compatíveis com recursos distintos de grid, como gerenciamento de flutuações e balanceamento. Os inversores solares deste tipo são geralmente muito grandes e têm sua própria área de armazenamento, sistema de exaustão, etc. A maioria deles tem capacidade superior a 400 KW.
Em comparação com os inversores string, eles são geralmente menores e menos potentes e têm uma capacidade entre 200 e 350 watts. Eles são mais caros que os inversores string, mas têm maior eficiência em áreas parcialmente sombreadas. Cada um é montado na parte traseira de um painel específico, de modo que a conversão DC para AC ocorre apenas para esse painel.
Inversores autônomos ou inversores off-grid também são conhecidos como inversores independentes porque não requerem sincronização com um painel solar para operar. Eles obtêm energia convertendo energia fotovoltaica em eletricidade. Um inversor solar desse tipo é normalmente instalado em áreas remotas, onde as pessoas preferem viver totalmente fora da rede.
Um inversor solar desse tipo é como uma mistura de inversores ligados à rede e fora da rede, permitindo que você seja independente da rede enquanto ainda sincroniza com a rede quando há luz solar insuficiente ou alto consumo de energia. A bateria é interconectada com o inversor usando uma técnica conhecida como DC Coupling.
Os conectores que completam ou interrompem o fluxo de eletricidade CC são chamados de desconexões CC. Um sol PV O sistema envolve uma desconexão CC situada entre os painéis solares e o inversor de energia, que pode ser acionada facilmente se você (ou o corpo de bombeiros) quiser cortar a energia solar. Interruptores seccionadores CC em PV sistemas desconectam manualmente os painéis solares durante a instalação, manutenção e reparo.
Seguindo o Código Elétrico Nacional (NEC), os sistemas de painéis solares devem ter um recurso de desligamento rápido. Em termos simples, permite que um sistema de painel solar no telhado seja rapidamente desenergizado.
Para garantir a segurança dos bombeiros, a National Fire Protection Association (NFPA) incluiu requisitos de desligamento rápido no NEC. Se sua casa pegar fogo e você achar que a funcionalidade de desligamento rápido não seria útil - mas é, os bombeiros podem desenergizar rapidamente seu sistema se precisarem subir no telhado se o incêndio começar.
O simples ato de desligar um inversor solar nem sempre consegue isso: alguns sistemas podem deixar fios e circuitos energizados mesmo quando o inversor está desligado, colocando os bombeiros que trabalham no telhado ou no sótão em maior risco de choque. Os sistemas solares podem ser desconectados rapidamente em menos de um minuto com um dispositivo de desligamento rápido que permite a redução rápida da tensão elétrica.
Surtos e picos elétricos, como aqueles causados direta ou indiretamente por raios, podem ser protegidos por dispositivos de proteção contra surtos (SPDs). Eles podem ser usados como dispositivos completamente separados ou como partes de equipamentos elétricos. A energia solar pode ser convertida em corrente elétrica através de um sistema fotovoltaico (PV). Ao instalar um DPS, você pode evitar danos à instalação, evitando altos custos de manutenção e perdas por interrupção da produção.
Os fusíveis solares DC são usados principalmente para proteger a fiação de um sistema contra superaquecimento e incêndio. Sua segunda função é evitar que os dispositivos peguem fogo ou sofram danos graves em caso de curto-circuito.
Os controladores de carga da bateria regulam a CC proveniente dos painéis solares para que as baterias não sobrecarreguem. Usando um controlador de carregamento, você pode determinar se suas baterias estão totalmente carregadas e bloquear o fluxo de corrente para evitar danos permanentes às baterias.
De um modo geral, os controladores de carga são divididos em rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT) e modulação de largura de pulso (PWM).
Os PWMs são tipos padrão e são ideais para bancos de baterias menores e sistemas fotovoltaicos, pois variam entre 4 e 60 amperes, dependendo do tamanho. Alternativamente, os controladores de carga MPPT são mais adequados para sistemas fotovoltaicos com alta tensão, geralmente até 160 volts DC.
Nem sempre é necessário incluir um controlador de carga em seu sistema fotovoltaico, pois nem todos os painéis solares possuem bancos de baterias solares. Portanto, você só deve usar um controlador de carregamento quando tiver um banco de baterias. Também, se o seu PV matriz produz cerca de 2 watts por 50 amp-hora de bateria ou menos, você pode não precisar de um controlador de carga.
A caixa combinadora é muitas vezes esquecida na maioria dos sistemas elétricos solares, mas desempenha um papel crucial. As caixas combinadoras são caixas elétricas que permitem a conexão simultânea de vários painéis solares. Se você estiver conectando dois painéis de 12 volts para seu sistema de 12 volts, você conectará suas saídas diretamente aos terminais da caixa do combinador.
Para conectar o próximo componente do sistema, o controlador de carregamento, você só precisa passar dois fios (em um conduíte) da caixa do combinador. Além disso, conterá uma série de sequências de fusíveis ou disjuntores. As caixas geralmente são classificadas para uso externo e devem ser colocadas ao lado de painéis ou matrizes solares.
Embora os sistemas fotovoltaicos estejam sujeitos a condições climáticas adversas, eles ainda são altamente confiáveis. Com matrizes fotovoltaicas, fontes de alimentação críticas podem operar de forma contínua e ininterrupta.
Os painéis solares são normalmente cobertos por garantias de 25 anos ou mais, e a maioria permanece operacional por muitos anos.
PV as células fornecem energia limpa e verde, que é a vantagem mais significativa. Não há preocupação com os painéis emitindo gases de efeito estufa nocivos, como dióxido de carbono, na atmosfera.
Também é vantajoso porque não há necessidade de comprar matéria-prima! As células solares dependem do sol para produzir eletricidade, que está disponível em abundância ao seu redor. Escolher a energia solar é uma excelente escolha. O sistema exigirá um investimento inicial; no entanto, é gratuito, natural e abundante por muito tempo. Depois de usar a energia gerada por PV células, você acaba economizando nos custos de eletricidade.
Os sistemas fotovoltaicos requerem apenas inspeções e reparos ocasionais em comparação com os sistemas convencionais de combustível.
Ao contrário dos sistemas convencionais que requerem combustível, os sistemas fotovoltaicos não exigem custos de aquisição, armazenamento ou transporte.
Apesar dos movimentos mecânicos mínimos, o sistema fotovoltaico pode operar silenciosamente.
PV os sistemas podem precisar adicionar alguns módulos para melhorar sua eficiência energética.
Os painéis solares residenciais podem ser instalados apenas no chão ou em telhados sem atrapalhar seu estilo de vida.
Os sistemas fotovoltaicos são seguros não apenas para o meio ambiente, mas também para você. Eles têm modificações que protegem sua casa em caso de desastres naturais ou mecânicos.
Muitas áreas residenciais estão adotando essa nova tecnologia devido à sua produção independente de energia e independência das concessionárias.
A instalação de um sistema fotovoltaico em sua casa melhora a qualidade do seu dia a dia e reduz o impacto da sua geração de eletricidade no meio ambiente. Esperamos que este artigo tenha lhe dado informações suficientes sobre os componentes de um Solar PV sistema.
No entanto, escolher o sistema fotovoltaico certo para sua casa pode ser um desafio. Muitos fatores devem ser considerados ao considerar um investimento em energia fotovoltaica. Um sistema fotovoltaico é projetado com base na quantidade de energia necessária para a aplicação específica. Dependendo dos requisitos de energia, capacidade de armazenamento e conexão à rede, o número de painéis necessários varia. Você precisa examinar cuidadosamente suas opções e os fornecedores disponíveis para tomar a decisão certa.
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