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É provável que tenha visto numerosas células fotovoltaicas e instalações de sistemas de energia solar no seu bairro ou nas notícias. Isso inspirou-o a comprar imediatamente um sistema para a sua casa? É compreensível, mas espere! Antes de tomar uma decisão, é crucial investigar exaustivamente as vantagens e desvantagens dos sistemas de células fotovoltaicas. Felizmente, este artigo vai guiá-lo nesse processo.
A energia solar surgiu como uma solução sustentável e mais económica para muitas comunidades. De acordo com o Calculadora de Equivalências de Gases de Efeito Estufa da EPASe uma casa média utilizar energia solar durante um ano, isso equivale a
- Evitar a libertação de 6,25 toneladas de CO2 na atmosfera terrestre.
- Plantação de cerca de 122 mudas de árvores e seu crescimento durante 10 anos.
- Evitando o consumo de 4 toneladas de carvão.
- Reduzir a quilometragem do automóvel em 18.000 quilómetros.
Embora os painéis solares ofereçam benefícios ambientais e económicos significativos, também têm algumas limitações. Estas desvantagens são particularmente relevantes para estruturas mais antigas que podem não ser ideais para instalações de energia solar.
A questão crucial é: Será que as vantagens da energia solar compensam as potenciais desvantagens na sua situação específica?
Este artigo explora em pormenor as vantagens e desvantagens dos sistemas de células fotovoltaicas para o ajudar a tomar uma decisão informada sobre se a energia solar é a escolha certa para a sua casa
Qual é a definição de uma célula fotovoltaica?
Antes de explorar as suas opções de células solares, vamos explicar brevemente o que são as células fotovoltaicas. Estas, também conhecidas como células solares, são os blocos de construção fundamentais dos painéis solares e o núcleo de qualquer sistema de energia solar. Cada painel é composto por numerosas células individuais
Existem três tipos principais de painéis solares fotovoltaicos, com base nos materiais utilizados nas suas células solares: monocristalino, policristalino e de película fina. Cada tipo tem as suas próprias vantagens e desvantagens
Comparação de células solares fotovoltaicas monocristalinas, policristalinas e de película fina
- Monocristalino:Estas células são fabricadas a partir de um único cristal de silício, oferecendo a maior eficiência e o melhor aspeto dos três tipos.
- Policristalino:Formadas a partir de múltiplos fragmentos de silício fundido, estas células são geralmente menos eficientes do que as monocristalinas, mas são mais económicas por painel.
- Película fina (amorfa):Estas células são a opção mais económica, normalmente cerca de 30% mais baratas do que as outras, mas têm uma eficiência inferior. No entanto, são adequadas para regiões com pouca luz solar.
Vantagens das células fotovoltaicas
Verde
Amigo do ambiente
Eliminar a eletricidade
custos
Fácil de manter
Benefícios fiscais
Ganhar dinheiro
Aumenta o valor da propriedade
Ideal para comunidades remotas
Gera emprego
Custo mais baixo/eficiência elevada
1:Fonte de energia renovável
As células fotovoltaicas, utilizadas em painéis solares para casas e iluminação pública, aproveitam a energia renovável.
São uma solução sustentável porque dependem do sol, uma fonte de energia inesgotável, e não necessitam de combustíveis fósseis como o petróleo, o carvão ou o gás natural
2:Fonte de energia limpa
Os sistemas solares fotovoltaicos são altamente vantajosos entre as opções de energia renovável devido à sua produção de energia limpa.
Têm também um impacto ambiental mínimo em comparação com as centrais hidroeléctricas, nucleares e eólicas.
3:Reduzir os custos de eletricidade
Quer instale energia solar no telhado da sua casa ou edifício, quer utilize iluminação pública alimentada por energia solar, pode reduzir significativamente ou mesmo eliminar as suas contas de eletricidade.
Isto é especialmente verdadeiro para sistemas solares fora da rede. Com uma manutenção adequada, os seus painéis fotovoltaicos podem durar 20-25 anos, proporcionando poupanças a longo prazo nos custos de eletricidade.
4：Acessível e de baixa manutenção
O design aerodinâmico do painel solar permite que a neve deslize facilmente durante o inverno. No entanto, pode ser necessária uma limpeza periódica para remover a neve acumulada ou os detritos. Também estão disponíveis serviços profissionais de limpeza de painéis solares.
Como os sistemas de energia solar são estáticos, sem partes móveis como motores ou geradores, são inerentemente menos propensos a danos.
Os painéis solares oferecem normalmente uma garantia a longo prazo de 20-30 anos e a sua vida operacional pode atingir os 35 anos, dependendo da sua qualidade. Isto significa que a principal preocupação em termos de manutenção passa a ser a vida útil dos componentes de apoio, como o inversor e a bateria.
Dado que o inversor tem uma vida útil de 5-10 anos, é provável que precise de ser substituído pelo menos duas vezes durante o período de funcionamento do painel. As baterias, dependendo do tipo utilizado, duram geralmente 10-15 anos, necessitando de duas a três substituições durante a vida útil do painel.
5:Beneficiar de benefícios fiscais
O governo oferece incentivos fiscais aos proprietários de casas que instalem sistemas de painéis solares. Estes incentivos ajudam a compensar o investimento inicial, o que pode ser um impedimento para quem adopta a energia solar a título individual.
6:Gerar rendimentos adicionais
Para incentivar a adoção de sistemas solares fotovoltaicos, o governo criou mecanismos para obter receitas enquanto fornece energia à rede. Através dos programas Net Metering e SREC (Certificado de Energia Solar Renovável), as empresas de serviços públicos compensam-no pela energia que fornece.
Por conseguinte, os sistemas de energia solar permitem-lhe contribuir para a sustentabilidade ambiental e, simultaneamente, gerar um rendimento extra. Isto também acelera o retorno do investimento (ROI) ao longo de vários anos
7:Aumenta o valor da sua propriedade
Pode surpreendê-lo o quanto a sua casa se torna mais atractiva para os potenciais compradores - e a um preço mais elevado - quando inclui sistemas de energia solar. Nos Estados Unidos, as casas com instalações solares e equipamento de medição foram vendidas por mais 4,1% do que as casas comparáveis sem elas.
8.Fonte de energia efectiva para casas isoladas e regiões
Quer esteja a acampar ou a viver num local isolado e fora da rede, os painéis fotovoltaicos oferecem uma solução ideal para carregar dispositivos móveis e alimentar vários equipamentos.
Além disso, a iluminação pública alimentada por energia solar está a tornar-se uma caraterística normal em aldeias remotas e comunidades rurais em países como a Índia, as Filipinas e a Nigéria, entre outros.
Isto deve-se ao facto de estas luzes serem simples de instalar e manter, necessitando frequentemente apenas de um controlo remoto. Com o controlo MPPT, a identificação de problemas no seu sistema solar fotovoltaico também é simplificada. As aplicações contemporâneas podem agora automatizar grande parte da manutenção remota típica.
9. Apoia o emprego
Com o aumento do número de casas que optam por soluções de energia solar, a procura de produção, distribuição e instalação de células fotovoltaicas criou inúmeras oportunidades de emprego. O Censo de Empregos Solares mostra que a indústria solar oferece atualmente mais empregos do que a indústria do carvão.
Quando estiver a pensar em comprar painéis solares, lembre-se que a sua compra ajuda a manter estes postos de trabalho
10. um futuro melhor: Mais acessível e mais eficiente
O mercado atual de painéis solares é altamente competitivo, com mais fabricantes do que nunca. Esta concorrência, combinada com uma procura crescente e uma ampla oferta, resultou numa redução significativa dos preços dos painéis fotovoltaicos. Nos últimos seis anos, os consumidores registaram uma redução de 50% nos custos dos painéis solares.
A procura de uma maior eficiência por parte dos fabricantes significa que os consumidores podem esperar um desempenho ainda melhor dos painéis solares no futuro.
Desvantagens das células fotovoltaicas
Há alguma fonte de energia renovável que seja completamente perfeita? Infelizmente, até os painéis solares têm alguns inconvenientes. Embora estes sejam relativamente pequenos, é importante reconhecê-los. Aqui estão alguns dos contras dos painéis solares que pesquisámos e compilámos.
Produção de energia não contínua
Investimento inicial elevado
Inadequado para telhados planos
Sensibilidade ao sombreamento
Inversão de CC para CA
Subprodutos tóxicos do fabrico de painéis fotovoltaicos
1. produção de energia intermitente
Uma preocupação comum relativamente aos sistemas de painéis solares é a sua dependência da luz solar. A perceção de que a luz solar consistente é essencial para as necessidades energéticas diárias continua a ser uma barreira para alguns potenciais utilizadores. Compreensivelmente, uma fonte de energia estável é um requisito fundamental.
No entanto, a cobertura de nuvens pode reduzir a produção de energia solar. É importante notar que, mesmo em dias menos solarengos, os painéis solares continuam a produzir energia.
Os painéis solares captam a luz disponível, maximizando a produção de energia.
Os avanços na tecnologia fotovoltaica levaram a um aumento da eficiência da conversão solar. Ao selecionar painéis solares, dê prioridade a modelos com eficiências entre 15% e 23% para otimizar a conversão de energia e garantir valor.
Além disso, alguns postes de iluminação pública alimentados por energia solar utilizam baterias de iões de lítio de elevada capacidade, capazes de armazenar energia durante 2 a 7 dias sem luz solar.
Nos casos de períodos prolongados sem irradiação solar suficiente devido a condições climatéricas adversas, existem soluções. Uma opção é instalar sistemas solares com painéis ajustáveis e inclináveis, permitindo o reposicionamento para minimizar o sombreamento, particularmente durante o inverno. Para mais informações, consulte o nosso artigo sobre o desempenho de "as luzes solares funcionam no inverno"
2. custo inicial elevado
Embora o investimento inicial para um sistema de energia solar possa variar entre $10.000 e $20.000 para uma instalação residencial típica de 5 kW (com painéis que custam $2.000 a $4.000), é importante considerar o valor a longo prazo.
A energia solar permite-lhe essencialmente pagar antecipadamente cerca de 25 anos de eletricidade, reduzindo significativamente as despesas de energia a longo prazo e minimizando os custos de manutenção. A própria fonte de energia - a luz solar - é gratuita e inesgotável.
O custo dos componentes solares, incluindo painéis, baterias, inversores e LEDs, tem vindo a diminuir significativamente. Os preços actuais são de cerca de $0,4/W para compras em grande escala e $0,9/W para consumidores individuais.
Os incentivos governamentais, tais como créditos fiscais, descontos e empréstimos a juros baixos, podem compensar ainda mais o investimento inicial.
Com o aumento dos custos da eletricidade, mesmo aqueles que preferem evitar empréstimos devem considerar seriamente as poupanças a longo prazo e a possibilidade de eliminar as contas mensais de eletricidade que a energia solar oferece
3.Adequação do telhado
Nem todos os telhados são adequados para a instalação de painéis solares. Os inquéritos realizados nos EUA indicam que uma parte significativa das casas não pode acomodar facilmente os painéis solares. Enquanto algumas casas mais antigas podem ser modificadas para suportar painéis fotovoltaicos, outras apresentam maiores desafios. Os telhados planos, por exemplo, podem impedir a queda de neve e detritos, tornando-os menos ideais para instalações solares. Da mesma forma, os telhados com sombras significativas podem não receber luz solar suficiente para uma produção efectiva de energia. Obstáculos como árvores ou chaminés também podem impedir a colocação de painéis solares. Nestes casos, a energia solar pode não ser uma opção viável.
Como resolver o problema?
Segunda forma: utilizar suportes inclinados para a instalação
Terceira forma: instalar o sistema de painéis solares num local aberto e espaçoso
Uma via : Microinversores e aumento da capacidade dos painéis No entanto, existem soluções para enfrentar estes desafios. As opções incluem a utilização de microinversores, o aumento do número de painéis solares para otimizar a relação CC-CA ou a utilização de painéis solares de alta eficiência.
Segunda via Para telhados planos, existe outro método de instalação de sistemas solares fotovoltaicos: pedir ao fabricante de sistemas fotovoltaicos que forneça suportes inclinados. Durante a instalação, alinhe a extremidade dos painéis solares com a extremidade do beiral. Isto facilita o deslizamento automático da neve acumulada no inverno e das folhas e detritos nos dias normais
Terceira via :instalar o sistema de painéis solares num local aberto e espaçoso".
Como mostra a imagem
4. sensibilidade ao sombreamento
As células fotovoltaicas apresentam uma sensibilidade significativa ao sombreamento. Esta suscetibilidade impede a plena realização e otimização da sua eficiência de conversão quando os painéis estão obstruídos.
Como resolver o problema?
Sistemas de backup ligados à rede Uma solução é implementar um sistema fotovoltaico com um backup ligado à rede. Esta configuração permite uma transição sem problemas para a energia da rede quando a produção de energia solar é insuficiente
5.Conversão de CC para CA
Embora muitas vezes seja uma consideração menor, é importante notar que os painéis solares e as baterias geram eletricidade de corrente contínua (DC), enquanto a maioria dos aparelhos domésticos utiliza corrente alternada (AC). Por conseguinte, é necessário um inversor para converter a CC em CA. Esta conversão pode introduzir ineficiências, particularmente se o sistema solar estiver localizado a uma distância significativa do ponto de utilização, tornando a transmissão a longa distância um desafio.
O que é que podemos fazer?
Implementação do inversor (quando necessário) Alguns sistemas de energia solar, como os postes de iluminação solar autónomos, não requerem inversores. Estes sistemas utilizam tipicamente LEDs para iluminação, baterias de lítio para armazenamento de energia e painéis solares para produção de energia, todos eles funcionando com energia CC. Um inversor só é necessário em configurações de iluminação pública solar ligadas à rede para fornecer energia CA à rede
6. impacto ambiental da célula fotovoltaica
Produção O fabrico de células fotovoltaicas apresenta desafios ambientais, exigindo que os fabricantes implementem protocolos rigorosos de eliminação de resíduos para os subprodutos.
O processo de produção, contrariamente à natureza benéfica para o ambiente dos produtos finais, envolve a utilização de materiais perigosos durante e após o fabrico.
A conversão do silício metalúrgico em polissilício gera tetracloreto de silício, um composto altamente tóxico que liberta fumos corrosivos e contamina o solo.
Outros processos de refinação utilizam também o tetracloreto de silício. A reação do ácido clorídrico com silício de elevada pureza para formar triclorossilano, que reage depois com hidrogénio, produz tetracloreto de silício líquido adicional.
O processo global consome cerca de 3 a 4 toneladas de tetracloreto de silício. Além disso, são emitidos gases com efeito de estufa, como o trifluoreto de azoto e o hexafluoreto de enxofre. As práticas anteriores de eliminação incorrecta de produtos químicos pelos fabricantes de painéis solares resultaram em danos ambientais significativos, incluindo a contaminação de rios e solos.
Solução: Conformidade regulamentar e práticas de fabrico melhoradas Consequentemente, foram implementadas regulamentações ambientais mais rigorosas para os fabricantes de painéis solares em regiões como a China e os EUA, obrigando à reciclagem de subprodutos e à eliminação adequada de resíduos. Os esforços contínuos dos fabricantes são cruciais para minimizar o impacto ambiental adicional.
Conclusão
Esperamos que esta visão geral das vantagens e desvantagens dos sistemas de células fotovoltaicas tenha sido informativa e tenha ajudado a determinar a adequação das soluções de iluminação solar para telhados e para exteriores às suas necessidades específicas.
Dada a crescente proeminência da energia solar como uma fonte de energia renovável preferida, encorajamos o desenvolvimento de estratégias de implementação eficazes para propriedades residenciais e comerciais.
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Para mais informações sobre sistemas de energia solar, manutenção e instalações, convidamo-lo a consultar os nossos recursos adicionais ou a contactar a bestsolarlight.
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