Também conhecida como módulo ou painel fotovoltaico, a placa solar fotovoltaica tem sido cada vez mais utilizada por pessoas que decidem gerar a própria energia em suas casas ou empresas. Ao ver uma dessas placas em um telhado você já se perguntou de quê ela é feita? Visualmente ela se assemelha com as placas de aquecimento solar térmico e muitas vezes é confundida, apesar das tecnologias serem completamente diferentes. É importante ressaltar que o sistema de aquecimento se baseia nos conceitos de mecânica dos fluidos e o sistema fotovoltaico de eletricidade.

No Brasil e no mundo as placas de silício cristalino são as mais comercializadas. No artigo passado explicamos como as células fotovoltaicas convertem a luz do Sol em energia elétrica. Neste artigo você vai entender como é a estrutura de uma placa solar fotovoltaica.

De que é composta uma placa solar fotovoltaica?

Se fossemos descrever em poucas palavras poderíamos dizer que uma placa solar fotovoltaica é composta de células fotovoltaicas conectadas em série, encapsuladas em vácuo por um polímero transparente e protegidas por um vidro na parte anterior e um plástico na parte posterior. Vamos agora entender cada um dos componentes:

Placa Solar

Célula fotovoltaica

As células fotovoltaicas são o principal componente e tem a função de capturar a luz do Sol e converter em eletricidade. As células cristalinas podem ser mono ou policristalinas dependendo do método de fabricação (entenda a diferença neste artigo). 

Os principais parâmetros de uma célula são o tamanho, cor, número de busbars (metal, geralmente alumínio, depositado sobre a célula e tem a função de conduzir a corrente elétrica gerada), e acima de tudo a eficiência de conversão.

A eficiência é o principal parâmetro que afeta a potência da placa solar. As placas comercializadas atualmente têm 60 ou 72 células que são conectadas entre si por um filme fino de cobre.

Vidro

O vidro é o componente mais pesado da placa solar e tem a função de proteger e garantir resistência mecânica mantendo alta transparência. A espessura dessa camada é geralmente 3,2 mm mas pode ir de 2mm a 4mm dependendo do tipo de vidro escolhido. Parâmetros importantes são dureza e transmitância (fração de luz incidente que atravessa o material). Esses parâmetros combinados com a adição de camadas anti reflexo podem resultar em uma melhor eficiência da placa solar.

Backsheet

Em tradução literal significa “camada de trás”. Essa camada é feita de material plástico que tem a função de isolar eletricamente e proteger as células fotovoltaicas do contato com o ar e umidade. Geralmente ela é de cor branca mas também pode ter diferentes espessuras e cores. Em alguns modelos de placas fotovoltaicas chamadas de vidro-vidro essa camada é substituída pelo mesmo vidro presente na parte anterior da placa. Esse tipo de módulo, apesar de mais caro, atende aplicações que requerem uma estética diferenciada.

Material Encapsulante

Um dos materiais mais importantes de uma placa solar é o encapsulante. Ele atua como uma junção entre as diferentes camadas do módulo. O material mais comum utilizado como encapsulante é o EVA (Etileno Acetato de Vinila). Esse polímero translúcido é depositado antes e depois das células fotovoltaicas onde é submetido a um processo térmico de cozimento a vácuo transformando-se em um gel. Esse processo chamado de laminação garante a longa vida útil dos módulos fotovoltaicos. A qualidade do encapsulante afeta a transmissividade e a resistência ao amarelamento devido aos raios UV.

Frame

Uma das últimas partes a ser montada no processo de fabricação da placa solar é o frame. Normalmente é feito de alumínio e tem a função de garantir resistência mecânica e uma montagem prática e segura dos módulos fotovoltaicos. Junto com o frame, uma camada selante é depositada nos cantos do módulo com a finalidade de evitar contato com a umidade. Para essa proposta o material mais utilizado é o silicone, mas algumas vezes uma fita selante especial é usada. Placas usadas em aplicações especiais, como os módulos vidro-vidro, não apresentam frame.

Caixa de junção

A caixa de junção tem a função de trazer as conexões elétricas da placa solar para o exterior. Ela contém os diodos de proteção (díodos by-pass) que são acionados em caso de sombreamento e os cabos para conexão das placas. Essa caixa deve ser bem selada e ser feita de um plástico de boa qualidade.

 

A estrutura e materiais usados na fabricação dos módulos fotovoltaicos são muito similares independentemente do tipo de aplicação. Por isso o processo de fabricação, a experiência do fabricante e o investimento em pesquisa tem um papel fundamental na qualidade das placas.

A montagem de uma placa solar é focada em integrar da melhor maneira cada insumo adotando todas as otimizações necessárias para melhorar a qualidade do produto final. No processo de fabricação cada etapa é realizada por equipamentos em diferentes níveis de automação.

 

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