Os efeitos da temperatura na produção de energia do painel solar

Os painéis solares fotovoltaicos convertem a luz do sol em eletricidade, então você pensaria que quanto mais luz do sol, melhor. Isso nem sempre é verdade, porque a luz do sol 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 fica mais quente, seu desempenho diminui.

Os painéis solares fotovoltaicos são conjuntos de células individuais feitas de material semicondutor. A voltagem que uma célula solar emite é determinada principalmente pela escolha do semicondutor e pelos detalhes das camadas semicondutoras. 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 função da quantidade de luz solar que a atinge. Quanto mais luz solar o atinge, mais corrente ele vai gerar, até os limites da célula. A energia elétrica é o produto da corrente vezes a tensão. Um pequeno painel solar poderia ter 36 células conectadas para produzir cerca de 18 volts no total com uma corrente de 2 amperes. Esse painel solar seria classificado para 18 volts x 2 amperes = 36 watts de potência de pico. Se ficar iluminado por uma hora, gerará 36 watts-hora de energia.

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 atinge cada metro quadrado perpendicularmente 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 sobem acima de 25 graus Celsius, a corrente aumenta ligeiramente, mas a voltagem diminui mais rapidamente. O efeito líquido é uma diminuição na potência de saída com o aumento da temperatura. Painéis solares de silício típicos têm um coeficiente de temperatura de cerca de -0,4 a -0,5 por cento. Isso significa que para cada grau Celsius acima de 25, a saída de energia da matriz cairia 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.

O desempenho do seu painel solar é estimado em 25 graus Celsius e diminui conforme a temperatura aumenta. Felizmente, ele 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 claros e frios de inverno. Se isso não for consolo suficiente para você, você também pode construir seu painel solar para aproveitar os efeitos naturais de resfriamento das correntes de canalização do vento para transportar o calor de seus painéis solares. Para sistemas montados em telhado, isso pode ser tão simples quanto deixar 6 polegadas de espaço entre seus painéis e seu telhado. Você pode adotar uma abordagem mais ativa para o resfriamento usando resfriamento evaporativo - usando a evaporação da água para resfriar seus painéis da mesma forma que o suor resfria sua pele em um dia quente.

Uma alternativa aos painéis solares de silício tradicionais vem na forma de painéis de película fina. Eles são feitos com diferentes materiais semicondutores e seu coeficiente de temperatura é apenas cerca de metade do silício. Os painéis de filme fino não começam com uma eficiência tão alta quanto os fotovoltaicos de silício cristalino, mas sua menor sensibilidade a altas temperaturas os torna uma opção atraente para locais muito quentes. Os painéis de filme fino são usados ​​exatamente da mesma maneira que suas contrapartes cristalinas, mas são tipicamente alguns por cento menos eficientes. Seu coeficiente de temperatura varia de cerca de -0,2 a -0,3 por cento. Existem outros materiais cristalinos que começam com maior eficiência do que o silício e também têm um coeficiente de temperatura positivo. Isso significa que eles ficam melhores à medida que a temperatura aumenta. Eles também são muito caros, o que limita seu uso a alguns aplicativos especializados. Eventualmente, porém, eles poderiam fazer o seu caminho para casas residenciais.