Parece quase mágico que você possa pegar uma placa plana e coberta de vidro (um painel solar), colocá-la ao sol e obter eletricidade para sair dela. Parece ainda mais mágico quando você considera que um sistema elétrico solar, quando dividido em seus elementos mais essenciais, é pouco mais que areia e fios. A verdadeira mágica por trás dos painéis solares é um material semicondutor (um produto mineral natural) que converte energia luminosa em eletricidade. Depois de produzir a energia elétrica, é apenas uma questão de transmiti-la através de fios - dos painéis solares para a sua casa ou para a rede elétrica. Puro, simples, científico Magia.
Os painéis solares geralmente são montados na superfície do telhado que recebe a exposição mais direta à luz solar.Noções básicas do sistema elétrico solar
Um sistema elétrico solar doméstico é, literalmente, uma usina elétrica doméstica. Ele gera eletricidade que é tão útil quanto a energia que você obtém da concessionária e, de fato, pode contribuir com energia para o sistema da concessionária. Dessa forma, você pode realmente produzir energia não apenas para sua própria casa, mas também para as casas dos vizinhos.
O coração de um sistema de energia solar são os painéis solares, que podem ser instalados no seu telhado ou no chão. Um grupo de painéis solares é chamado de matriz. Quando o sol está brilhando sobre a matriz, os painéis criam eletricidade e a alimentam com fios que finalmente se conectam ao painel de serviço elétrico da sua casa, à sua caixa de disjuntores. A partir daí, a eletricidade pode ser usada diretamente pelas luzes e aparelhos de sua casa. Se o seu conjunto estiver produzindo mais eletricidade do que a sua casa precisa a qualquer momento, o excesso de eletricidade passa por um medidor elétrico especial que permite que a energia passe para a rede elétrica, onde é usada por outros clientes.
Enquanto matrizes solares no telhado são as mais comuns, as matrizes montadas no solo oferecem mais opções de posicionamento para capturar o sol.Sistemas solares domésticos com rede
Um sistema solar doméstico conectado à rede elétrica é conhecido no setor como "ligado à rede" e é o tipo mais comum, mais simples e mais barato de sistema solar doméstico. Se você mora em uma área desenvolvida com serviço elétrico padrão e deseja compensar parte ou a maior parte de seu uso convencional de energia com eletricidade solar, provavelmente instalará um sistema ligado à rede. A principal distinção dos sistemas ligados à rede é que a energia flui nos dois sentidos. Quando a sua casa precisa de mais eletricidade do que o seu painel solar está produzindo, ela extrai energia da concessionária. Quando sua produção solar excede a demanda das famílias, você alimenta a rede com sua energia solar (e recebe crédito por ela, de uma forma ou de outra).
A maioria dos sistemas solares domésticos são instalados por profissionais, mas a instalação de bricolage é permitida em muitas áreas.Portanto, os sistemas ligados à rede confiam no utilitário para obter energia extra quando necessário. Eles também contam com a rede de concessionárias para operação. Quando a rede cai (como durante uma tempestade ou reparos nas concessionárias), os sistemas solares ligados à rede também param de funcionar. Os painéis ainda estão funcionais, é claro, mas o fluxo de eletricidade é cortado antes de chegar ao seu disjuntor ou ao medidor de energia. Esse é um recurso de segurança para impedir que as "centrais elétricas" energizem a rede quando a concessionária espera que ela seja desligada.
Outros tipos de sistemas solares domésticos
Existem dois outros tipos de sistemas solares, além do padrão vinculado à rede. A alternativa mais comum à rede ligada é uma sistema fora da rede. Ele possui a maioria dos mesmos componentes de uma instalação vinculada à rede e se conecta à caixa de interruptores da casa, mas não se conecta à rede elétrica. Em vez disso, inclui uma grande coleção de baterias, chamada de banco de baterias, que armazena excesso de energia solar durante o dia. Quando o sol se põe e a matriz para de gerar eletricidade, a casa retira a energia armazenada do banco de baterias. No dia seguinte, quando o sol voltar a aparecer, a matriz recarrega as baterias e o ciclo diário continua.
Os sistemas off-grid usam baterias especiais de "ciclo profundo" projetadas para carregamento e descarregamento lentos. Eles duram cerca de 5 a 15 anos.Sistemas fora da rede são comuns em áreas remotas onde a conexão de serviços públicos não está disponível ou é muito cara. Eles também são populares entre os entusiastas da energia solar (ou de energia renovável) que preferem fornecer toda a sua própria energia doméstica. Os sistemas fora da rede custam cerca de duas vezes o valor da rede e requerem muito mais monitoramento e manutenção, mas oferecem a recompensa de total independência energética.
O terceiro tipo de sistema é uma combinação de vinculado à rede e fora da grade e é chamado, sem surpresa, ligado à rede com bateria de reserva. O nome resume muito bem o que faz. Está ligado à rede e possui um banco de baterias para energia de reserva quando a rede cai. Normalmente, o banco de baterias é relativamente pequeno e alimenta apenas algumas "cargas críticas" da casa, como a geladeira, o equipamento de aquecimento e algumas luzes e tomadas. Ele também pode usar as baterias para tirar proveito das taxas de serviços fora do pico, consumindo energia da rede quando é relativamente barato. No entanto, adicionar backup de bateria a um sistema vinculado à rede requer equipamentos sofisticados e caros, sem mencionar o design e instalação complexos, bem como a manutenção da bateria. Por esse motivo, a maioria dos proprietários optam por sistemas básicos vinculados à rede.
crédito: studio023 / iStock / GettyImagesUm painel solar padrão é composto de cerca de 60 a 72 células solares; cada célula produz cerca de 0,5 volt de eletricidade.As porcas e parafusos dos sistemas solares ligados à rede
A eletricidade solar é tecnicamente chamada fotovoltaicoou PV, que é uma mistura das palavras foto (para luz) e volt (para eletricidade). A luz solar contém unidades de energia luminosa chamadas fótons. Um painel solar converte essa energia em eletricidade com suas células solares feitas de silício cristalino, um semicondutor - um material que transforma uma forma de energia em eletricidade. Simplificando, os fótons da luz atingem um lado das células solares; isso excita elétrons no semicondutor e a eletricidade sai do outro lado. Os materiais condutores (essencialmente os fios) capturam essa energia e alimentam o sistema solar (PV).
Os painéis solares produzem energia na forma de corrente diretaou DC, eletricidade. Mas seus eletrodomésticos e luzes acendem corrente alternada, CA, potência. Portanto, o DC dos painéis solares deve ser convertido em CA com um dispositivo chamado Inversor DC-AC. Alguns sistemas usam um único inversor (chamado de inversor de string), que converte a energia de todos os painéis solares; outros usam microinversores, que se conectam a um ou dois painéis cada e ocultos em cada painel (ou par de painéis).
Os inversores solares tornam a energia CC adequada para uso doméstico e na rede elétrica.Depois que a energia é convertida em CA, ela passa por uma chave seccionadora (que é usada para isolar o painel solar do resto do sistema, para segurança, reparos etc.) e depois por um medidor de produção fotovoltaica, que monitora o energia solar produzida. Finalmente, a energia é inserida na caixa de disjuntores da casa, geralmente com dois disjuntores especiais. No outro lado da caixa do disjuntor, há uma medidor líquido que permite que a energia circule dentro e fora da rede, ao contrário de um medidor unidirecional padrão, que permite que a energia flua apenas da rede para a casa. O medidor de rede registra a energia de entrada e saída, para que você e a empresa de serviços públicos possam rastrear os internet uso de eletricidade.
Todos os sistemas vinculados à rede incluem um meio de "desligamento rápido" ou a capacidade de desativar o sistema na matriz. Isso permite que o pessoal de emergência (bombeiros, etc.) desligue um sistema fotovoltaico de fora da casa antes de entrar nele. Os sistemas com inversores de cadeia incluem equipamento de desligamento separado, enquanto aqueles com microinversores têm capacidade de desligamento automático incorporada aos microinversores.
