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Os painéis solares fotovoltaicos convertem a luz solar em eletricidade, então você pensaria que quanto mais luz solar, melhor. Isso nem sempre é verdade, porque a luz solar consiste não apenas na luz que você vê, mas também na radiação infravermelha invisível, que transporta calor. Seu painel solar terá um ótimo desempenho se receber muita luz, mas, à medida que esquenta, seu desempenho diminui.
Energia de energia fotovoltaica
Painéis solares fotovoltaicos são conjuntos de células individuais feitas de material semicondutor. A voltagem que uma célula solar produz é determinada principalmente pela escolha do semicondutor e pelos detalhes das camadas do semicondutor. As células solares de silício - a escolha mais comum - emitem cerca de meio volt de cada célula. A corrente gerada por uma célula solar é uma função da quantidade de luz solar que a atinge. Quanto mais luz solar o atingir, mais corrente ele gerará, até os limites da célula. A energia elétrica é o produto dos tempos atuais da tensão. Um pequeno painel solar pode ter 36 células conectadas para produzir cerca de 18 volts no total a uma corrente de 2 amperes. Esse painel solar seria classificado para 18 volts x 2 amperes = 36 watts de potência de pico. Se estiver iluminado por uma hora, gerará 36 watts / hora de energia.
Queda de voltagem
Os fabricantes de painéis solares testam seus produtos em condições padrão de 25 graus Celsius (77 graus Fahrenheit) com uma insolação de 1.000 watts por metro quadrado. A insolação é uma medida de quanta energia solar está atingindo cada metro quadrado perpendicular à direção da luz solar. A insolação pode ser superior a 1.000 watts por metro quadrado por volta do meio dia em dias muito claros, e isso fará com que seu painel solar gere mais corrente, o que significa mais energia. Infelizmente, é uma história diferente com a temperatura. À medida que as temperaturas das células solares aumentam acima de 25 graus Celsius, a corrente aumenta muito levemente, mas a tensão diminui mais rapidamente. O efeito líquido é uma diminuição na potência de saída com o aumento da temperatura. Os painéis solares de silício típicos têm um coeficiente de temperatura de cerca de -0,4 a -0,5%. Isso significa que, para cada grau Celsius acima de 25, a potência da matriz diminuiria nessa porcentagem. A 45 graus Celsius (113 graus Fahrenheit), um painel solar de 40 watts com um coeficiente de temperatura de -0,4 produziria menos de 37 watts.
Temperatura de compensação
O desempenho do seu painel solar é indicado para 25 graus Celsius e diminui conforme a temperatura aumenta. Felizmente, aumenta novamente à medida que a temperatura cai. Se você estiver em uma região temperada, o desempenho que você perde no calor do verão será devolvido em dias frios e claros de inverno. Se isso não for um consolo suficiente para você, você também pode criar seu painel solar para aproveitar os efeitos naturais de resfriamento das correntes de canalização do vento para afastar o calor dos painéis solares. Para sistemas montados no teto, isso pode ser tão simples quanto garantir um espaço de 10 cm entre os painéis e o teto. Você pode adotar uma abordagem mais ativa do resfriamento usando o resfriamento evaporativo - usando a evaporação da água para resfriar seus painéis da mesma maneira que o suor esfria a pele em um dia quente.
Outros materiais solares
Uma alternativa aos painéis solares de silício tradicionais vem na forma de painéis de filme fino. Eles são feitos com diferentes materiais semicondutores, e seu coeficiente de temperatura é apenas cerca da metade do silício. Os painéis de filme fino não começam com uma eficiência tão alta quanto a energia fotovoltaica de silício cristalino, mas sua menor sensibilidade a temperaturas mais altas os torna uma opção atraente para locais muito quentes. Os painéis de filmes finos são usados exatamente da mesma maneira que seus equivalentes cristalinos, mas geralmente são um por cento menos eficientes. Seu coeficiente de temperatura varia de -0,2 a -0,3%. Existem outros materiais cristalinos que começam com maior eficiência que o silício e também possuem um coeficiente de temperatura positivo. Isso significa que eles melhoram à medida que a temperatura aumenta. Eles também são muito caros, o que limita seu uso a alguns aplicativos especializados. Eventualmente, porém, eles poderiam chegar a casas residenciais.