Esta é a segunda parte do tópico de painéis solares fotovoltaicos.
Posicionamento do painel solar
Para obter a máxima produção de energia, o módulo fotovoltaico deve ser posicionado considerando a inclinação do eixo de rotação da Terra, latitude e ângulo azimutal do Sol. Para receber o máximo de energia diariamente, o módulo sempre deve ser apontado para o norte geográfico e o ângulo de inclinação com o solo deve ser ajustado com relação ao solo.
O ângulo de inclinação depende da latitude.
Considere o modelo de painel solar:
A equação para calcular a altura da haste z:
z=L\cdot sen\alpha
Para calcular a distância x:
x=L\cdot cos\alpha
Para construir fileiras paralelas de painéis solares, é necessário deixar uma distância d entre as fileiras que é calculada desta forma:
d=3,5\cdot z
Curva característica
Aqui são exemplos de curvas característica do painel solar. A curva preta é curva característica corrente-tensão (I-V) e a curva verde é a curva potência-tensão (P-V). Repare no ponto vermelho que é o ponto de potência máxima. Todos os painéis solares seguem esses padrões de curva. Geralmente essas curvas são fornecidas pelo fabricante.
A temperatura e a radiação solar também influenciam na curva. Influência da radiação solar:
Influência da temperatura:
Materiais para células fotovoltaicas
Existem diversos materiais para a construção de módulos fotovoltaicos, geralmente o material é silício, porém existem vários tipos de silício e outros materiais.
- Silício monocristalino
O silício monocristalino possui uma estrutura molecular homogênea, aqui é o produto final da célula monocristalina.
Estes tipos de células são as mais eficientes atualmente, mas tem o custo mais elevado e precisam ser instalados em módulos para obter resistência mecânica. O processo de fabricação desperdiça grande quantidade de silício.
- Silício policristalino
Este tipo de silício possui vários cristais com tamanhos e formas diferentes na estrutura molecular. Aqui é uma célula solar feito com este material.
O custo de fabricação deste material é menor e produz menos resíduos de silício, mas eficiência é um pouco menor comparado com o monocristalino devido a baixa pureza. Também precisa ser montados em módulos para proteção mecânica.
- Silício amorfo de filme fino
Usado mais para pequenas aplicações, células com este material tem uma baixa eficiência. Sua eficiência diminui em 6 a 12 meses devido a degradação causada pela luz até alcançar um valor estável. A eficiência pode ser aumentada com o empilhamento, uma técnica de colocar várias camadas de células de silício amorfo, porem o custo é técnica é caro.
- Filme fino de Telureto de cádmio (CdTe)
Células com este material tem o melhor custo/eficiência entre os painéis de filme fino, são usados em grandes usinas de energia solar. Não é produzido em larga escala porque o cádmio (Cd) é tóxico e o telúrio (Te) é um material raro.
- Filme fino de seleneto de cobre, índio e gálio (GICS)
Tem maior eficiência entre as células de filme fino, porem ainda são muito caras.
- Células híbridas
Procurou-se combinar a alta eficiência da células cristalina com o baixo custo do filme fino. Não há degradação da eficiência por causa da luz e funciona bem com altas temperaturas.
Tabela de eficiência
Aqui esta uma tabela para comparar as eficiências entre as células e os módulos de diferentes materiais.
| Material | Eficiência da célula em laboratório | Eficiência da célula comercial | Eficiência do módulo comercial |
| Si monocristalino | 24,7% | 18% | 14% |
| Si policristalino | 19,8% | 15% | 13% |
| Si amorfo | 13% | 10,5% | 7,5% |
| CdTe | 16,4% | 10% | 9% |
| GICS | 18,8% | 14% | 10% |
| Híbrido | 20,1% | 17,3% | 15,2% |
