Módulo fotovoltaico

Popularmente chamado de placa ou painel solar, o módulo fotovoltaico é o componente mais conhecido do sistema, uma vez que permanece totalmente visível em uma instalação, seja ela no telhado ou no solo.

Sua função é a de converter luz solar em energia elétrica, papel este desempenhado pelas células fotovoltaicas, que ao serem dispostas em conjunto e de maneira ordenada em série, compõem exatamente um módulo (tal arranjo permite um aumento da tensão do conjunto sem mexer na quantidade de corrente). E apenas para relembrar, a energia produzida nessa etapa é em corrente contínua, sendo posteriormente convertida para alternada.

Como dito, as células fotovoltaicas possuem a função mais importante de toda a cadeia, e é graças ao efeito fotovoltaico que isso é possível: surgimento de corrente elétrica a partir da luz solar em um elemento semicondutor (na maioria dos casos, este elemento químico formador da célula é o silício). O agrupamento em série de tais células dá origem aos módulos, que ainda apresentam alguns materiais extras de encapsulamento para aumento da resistência térmica e mecânica, além de favorecer suas características elétricas.

Estrutura de um módulo

A seguir são brevemente descritos alguns aspectos dos materiais constituintes da maioria dos módulos, seguindo a ordem de aplicação “em camadas”, do mais superior ao mais inferior.

Moldura de alumínio

Elemento leve e robusto em termos de corrosão, normalmente apresenta uma camada extra eletrostática, devendo ser devidamente aterrada.

Vidro

Material especial, pois apresenta características distintas dos vidros comuns. Além da transparência para passagem da luz do sol, deve ter alta resistência a impactos e intempéries extremas e anti aderência, reduzindo a retenção de sujeiras e afins. É a “parte da frente” do módulo.

Películas EVA

Acetato de etileno-vinil, encapsula as células fotovoltaicas, oferecendo proteção e resistência às mesmas, já que são originalmente muito finas e frágeis.

Fundo de proteção

Localizado na parte traseira, esse plástico é responsável por dar suporte à estrutura dos materiais componentes de um módulo, constituído majoritariamente por fluoreto de polivinila (PVDF), da mesma família do PVC.

Caixa de junção

Recipiente selado e acoplado atrás do fundo, tem como função oferecer a conexão entre células, cabos externos e elementos de proteção ao módulo, com componentes instalados em seu interior (por exemplo, os diodos de derivação, que evitam eventuais retornos de corrente). É dela também que partem os cabos de conexão dos módulos através de conectores padrão, como os MC4, específicos para aplicações fotovoltaicas.

Características

O primeiro fator que caracteriza um módulo é o número de células que o constituem. Há diferentes conjuntos, dentre eles os de 36, 48, 60, 72 e 96 células, que impactam diretamente a capacidade e as respectivas dimensões de cada painel.

Para os sistemas conectados à rede os mais comumente encontrados são os três últimos, sendo que os de 60 e 72 células são os mais utilizados por apresentarem, de maneira geral, melhor relação custo-benefício.

Em termos de capacidade nominal dos módulos fotovoltaicos, a quantidade de células tem um grande impacto. No entanto, não é o único aspecto a ser levado em consideração: qualidade dos demais componentes que constituem o dispositivo e da matéria prima, tipo de estrutura cristalina, processo de fabricação como um todo, conexões elétricas e mecânicas entre os elementos, dentre outras razões, explicam as diferentes potências nominais e qualidades entre equipamentos aparentemente similares, mas de fabricantes distintos.

Rapidamente, um aspecto interessante abordado acima diz respeito à estrutura do elemento base da célula fotovoltaica. Considerando o mais comum, o silício, a maneira como ele é ordenado em todo o painel determina sua classificação: monocristalino ou policristalino, sendo o primeiro arranjo mais eficiente, em geral, mas com um custo mais elevado.