Qual painel solar é o mais eficiente?

A eficiência de um painel solar não é apenas o que a placa converte a partir da incidência da luz solar, mas sim a relação entre a energia capturada versus a área ocupada e as condições climáticas.

O que isso significa?

Em termos práticos, um painel fotovoltaico de alta eficiência gera mais energia em uma área menor.

É bem isso o que queremos, certo? Painéis solares eficientes que nos façam economizar substancialmente na conta de energia elétrica.

Como saber que um painel solar é eficiente? O que devo analisar antes de comprar uma placa solar?

Vamos aos fatos.

Diferentes tipos de painéis solares

Primeiramente é importante você saber que existem dois tipos de painéis solares no mercado – o monocristalino e o policristalino.

Ambos os tipos de placas solares têm suas vantagens e desvantagens, e a melhor escolha depende de fatores como orçamento, espaço disponível e suas necessidades específicas de energia. 

Vamos te ajudar a verificar a melhor opção para a sua necessidade!

Mas antes, você sabe o que são placas solares monocristalinas?

Os painéis monocristalinos são feitos a partir de silício puro, cultivado em um único cristal contínuo, o que lhes confere uma aparência uniforme e geralmente escura (preto ou azul bem escuro). 

Essa estrutura de cristal único é o segredo por trás de sua alta eficiência.  

Algumas vantagens da placa solar monocristalina são:

• Maior eficiência: Convertem mais luz solar em eletricidade, com taxas de eficiência entre 18% e 22% (ou até mais em modelos premium). Isso significa que você gera mais energia por metro quadrado.

• Melhor desempenho em condições de pouca luz: Funcionam bem em dias nublados ou em áreas com sombra parcial. Se o painel tiver tecnologia PERC, a eficiência energética é melhor ainda.

• Estética: Seu visual uniforme e elegante é mais atraente para quem se preocupa com a aparência no telhado.  

• Durabilidade: Tendem a ter uma vida útil um pouco maior, frequentemente com garantias de 25 a 30 anos.

As duas únicas desvantagens que podemos mencionar é que placas solares monocristalinas costumam ser um pouco mais caras por causa do processo de fabricação complexo e do uso de silício de alta pureza; e o impacto ambiental, uma vez que é utilizada uma quantidade superior de matéria-prima.

Os painéis solares policristalinos, por sua vez, são produzidos a partir de silício fundido que é derramado em moldes e resfriado, formando múltiplos cristais. Isso resulta em uma aparência menos uniforme, com tons de azul mesclados e um padrão “granulado”.

As vantagens deste tipo de placa solar são o custo mais acessível e processo de fabricação mais sustentável, já que há menos desperdício de silício uma vez que não são exigidos cortes tão precisos.

Como desvantagem podemos citar menor eficiência quando comparado à placa solar monocristalina (taxa fica entre 15% e 18%) e menor desempenho em dias de calor intenso, uma vez que este tipo de painel solar é mais sensível a temperaturas elevadas, perdendo eficiência em dias muito quentes.

Qual devo escolher: placa solar monocristalina ou policristalina?

A resposta depende do seu cenário. Aqui estão algumas dicas para guiar sua decisão:  

Se você tem espaço limitado:

Opte pelas placas solares monocristalinas. Como são mais eficientes, você precisará de menos painéis para gerar a mesma energia, ideal para telhados pequenos ou áreas restritas.

Se o orçamento é sua prioridade:

Escolha as placas solares policristalinas. Eles oferecem um bom custo-benefício, especialmente se você tem um telhado grande onde pode instalar mais painéis para compensar a menor eficiência.  

Se vive em uma região muito quente ou com sombra: 

As placas solares monocristalinas levam vantagem, já que lidam melhor com altas temperaturas e condições de luz difusa.  

Se a estética importa:

As placas solares monocristalinas têm um visual mais moderno e discreto, valorizando o design da sua casa.

Considerando o contexto brasileiro . . .

No Brasil, com nosso clima tropical e alta incidência solar, ambos os tipos funcionam bem, mas há nuances. 

Em regiões quentes como o Nordeste, as placas solares monocristalinas podem ser mais vantajosas pela maior resistência ao calor. 

Já em áreas rurais ou com telhados amplos, as placas solares policristalinas são uma escolha popular pelo menor custo, permitindo instalar sistemas maiores sem estourar o orçamento.

Fatores que interferem na eficiência de um painel solar

Você sabe o que significa uma placa solar ter, por exemplo, 18% de eficiência energética?

Quando dizemos que um painel solar tem 18% de eficiência energética significa que ele é capaz de converter 18% da energia solar que incide sobre sua superfície em energia elétrica utilizável.

Os oitenta e dois por cento restantes de energia solar é perdido especialmente na forma de calor ou reflexo.

A quantidade de luz solar recebida por 1 metro quadrado, sob condições ideais, é 1.000 watts.

Se o painel tem uma eficiência de 18%, então serão gerados 180 watts.

O que são estas condições ideais?

Tratam-se das condições padrão de teste (STC – Standard Test Conditions), que servem como referência para determinar o desempenho de um painel solar em laboratório.

Mas como funciona na vida real?

Na vida como ela é, temos fatores que influenciam diretamente na eficiência de uma placa solar, como:

• condições climáticas;
• temperatura do painel;
• ângulo e posição da instalação; e
• sombra e sujeira no painel.

Vamos ver como é afetada a eficiência de um painel solar em cada um destes cenários tomando como exemplo a placa solar de rendimento energético de 18% do exemplo acima.

a) Condições climáticas

A irradiação solar pode ser menor que 1.000 W/m² em dias nublados ou em regiões de menor incidência solar. Isso reduz proporcionalmente a energia gerada.

Exemplo: Se a irradiação for 500 W/m² (um dia parcialmente nublado), o painel do exemplo geraria: 0,18 × 500 × 1 = 90 watts.

Uma alternativa interessante neste cenário de dias nublados é ter placas solares com tecnologia PERC. Placas solares PERC têm um custo insignificantemente menor e uma eficácia consideravelmente superior.

Já ouviu falar destas placas?

Tratamos deste assunto aqui, mas em resumo, os painéis PERC dão à luz “perdida” uma segunda chance de ser convertida em energia, por assim dizer. Placas solares PERC têm melhor desempenho em dias nublados bem como no início e fim de dia, quando a incidência de luz cai.

Além disso, ao contrário do que muitos pensam, quando a temperatura aumenta muito, os painéis solares perdem eficiência. Isto acontece pois o calor reduz a capacidade das células solares de gerar energia. 

Painéis PERC, no entanto, possuem um coeficiente térmico mais baixo, ou seja, a queda no desempenho por cada grau acima de 25°C é menor do que em painéis tradicionais. A Solarburn possui placas solares com tecnologia PERC. Você encontra aqui.

b) Temperatura do painel

Como recentemente comentamos, em dias de alta temperatura, a eficiência real do painel solar será um pouco menor do que o valor nominal.

Aqui cabe ressaltarmos algo relevante: luz solar é diferente de calor.

O principal fator que determina a geração de energia é a luz solar (irradiação), e não o calor. 

Painéis solares são “alimentados” por fótons de luz visível; não luz infravermelha, que é o calor.

Quando a temperatura ambiente aumenta, o painel absorve mais calor do que pode dissipar, e sua eficiência diminui.

Mas intenso calor e maior incidência de luz solar não andam de mãos dadas?

Nem sempre.

Há situações em que a luz solar é intensa, mas não necessariamente causa muito calor — e vice-versa.

Em regiões de alta altitude, como desertos frios (ex.: Andes ou Deserto do Atacama), a luz solar pode ser extremamente intensa, mas as temperaturas do ambiente permanecem baixas por causa da falta de retenção de calor na atmosfera.

Painéis solares instalados em regiões como essas geram muita energia porque a luz é abundante e a eficiência dos mesmos não sofre impacto negativo significativo, já que o calor ambiental é mínimo.

Por outro lado, em regiões tropicais muito úmidas (ex.: Amazônia), mesmo em dias nublados, o calor pode ser elevado devido ao efeito estufa local, onde a atmosfera retém calor. Apesar disso, a luz solar direta é reduzida.

Como resultado, placas solares que forem instaladas nestas localidades terão baixa produção de energia porque a luz é pouca, mesmo que o painel esteja quente.

c) Ângulo e posição de instalação

O desempenho de um painel fotovoltaico é afetado pela orientação e pela inclinação da placa em relação ao sol. 

Se o ângulo não for ideal, o painel pode captar menos luz solar e gerar menos energia.

A orientação ideal de um painel solar depende do hemisfério. No hemisfério sul, onde está localizado o Brasil, as placas solares devem estar voltadas para o norte, onde recebem mais luz solar ao longo do dia.

E quanto ao ângulo de inclinação do painel fotovoltaico em relação ao plano horizontal?

Esse ângulo deve ser ideal para que o painel esteja o mais perpendicular possível aos raios de luz solar. Desta forma, as placas solares receberão a maior quantidade de luz solar direta ao longo do dia.

Qual é o ângulo ideal?

Uma regra básica para determinar a inclinação é usar um ângulo aproximado à latitude local. Por exemplo:

• Em São Paulo (latitude ~23° sul), o ângulo de inclinação ideal seria cerca de 23°.
• Em Recife (latitude ~8° sul), o ângulo seria bem menor, cerca de 8° a 10°.

Também, os ângulos podem ser ajustados para uma produção mais eficiente dependendo das estações:

• Verão: O Sol está em posição mais alta no céu, e os painéis podem ser inclinados em ângulos menores para captar mais luz.

• Inverno: O Sol está mais baixo no céu; ajustar os painéis em ângulos maiores maximiza a captação.

Exemplo prático:

Na latitude de São Paulo (~23°S):

• Inclinação para o verão: cerca de 13° a 15°.
• Inclinação para o inverno: cerca de 30° a 35°.

Para maximizar o desempenho em locais onde a luz solar pode variar, algumas pessoas utilizam sistemas tracker para (rastreamento solar), que ajustam automaticamente a orientação e a inclinação dos painéis ao longo do dia para seguir o movimento do Sol. Apesar de aumentarem a eficiência das placas fotovoltaicas, estes sistemas têm custos iniciais altos e exigem mais manutenção.

d) Sombra e sujidade

Sombra e sujidade são fatores críticos que podem afetar diretamente a eficiência dos painéis solares. 

Quando sombras — seja de árvores, prédios, antenas, folhas, nuvens ou outros objetos — atingem as placas solares, elas bloqueiam parte da luz solar que normalmente atingiria as células fotovoltaicas, reduzindo a geração de energia. 

Mas isso não é o pior.

O problema é que mesmo pequenas uma discreta folha de árvore caída sob a placa fotovoltaica pode reduzir significativamente a eficiência geral do sistema por causa da forma como as células solares trabalham.

Elas costumam funcionar assim:

Os painéis solares geralmente têm suas células organizadas em circuitos em série dentro de cada módulo. Isto significa que se uma única célula em série for sombreada, o fluxo de corrente elétrica nas outras células conectadas será comprometido.

Se, por exemplo, 5% de um painel solar estiver sombreado, a perda de eficiência pode ser muito maior do que 5%, chegando até a 20%, dependendo do sistema e da configuração.

Além de reduzir a energia gerada, sombras constantes podem causar hot spots, que é quando partes da placa solar sombreadas aquecem mais porque acumulam energia elétrica como calor em vez de energia útil. Isso pode causar danos permanentes ao painel solar.

Ademais, painéis expostos a sombras parciais frequentemente experimentam desgaste mais rápido.

Para lidar com as sombras, a solução mais viável e definitiva é comprar painéis fotovoltaicos com maior tolerância a sombras. Há modelos, como estes aqui, projetados de forma que a dividir as células em um maior número de grupos, o que permite desacoplar o efeito da baixa incidência solar em apenas determinadas partes dos módulos, e não a placa inteira.

Falando agora sobre a sujidade nas placas, a sujeira acumulada sob os paineis solares bloqueia o caminho da luz solar até as células fotovoltaicas.

A sujeira a que nos referimos pode ser poeira, fuligem, excrementos de pássaros, folhas, acúmulo de areia e poluição industrial.

Sabia que o grau de perda de eficiência varia de acordo com o nível e o tipo de sujeira?

É mais ou menos asim:

• Poeira leve: Pode reduzir a eficiência em até 5% a 10%.
• Sujeira pesada (areia ou resíduos): Pode causar quedas de 20% ou mais na geração de energia.

Por exemplo: Se o seu sistema solar deveria produzir 100 kWh/mês, mas os painéis estão muito sujos, você pode perder cerca de 20 kWh/mês ou mais. 

Mesmo após uma chuva, resíduos de poeira ou sujeira que não escorrem adequadamente podem se acumular nas bordas do painel. Esse efeito é chamado de muddy edge effect, e pode deteriorar os painéis ao longo do tempo.

Sujeira acumulada pode criar uma camada abrasiva sobre a placa fotovoltaica, reduzindo sua transparência com o tempo.

Então, como minimizar os impactos da sujidade?

Na maioria dos casos, a chuva ajuda a lavar os painéis solares de forma natural, especialmente em áreas com baixo acúmulo de sujeira. No entanto, em climas áridos isso pode não ser suficiente.

Fabricantes aconselham limpar os painéis solares a cada seis meses, usando apenas água e esponjas macias.

E aqui uma correlação interessante de alguns pontos que vimos: Um painel com inclinação ideal (não completamente plano) consegue evitar o acúmulo de sujeira e poeira em sua superfície, pois isso facilita o escoamento de água da chuva.

NÃO COMPRE um painel solar antes de ler isso

Antes de adquirir um painel solar, é fundamental realizar uma pesquisa criteriosa para garantir que o produto escolhido atende às expectativas de eficiência e qualidade. 

Certifique-se de que o painel tenha as certificações internacionais, em caso de ser importado, além de apresentar o selo A do Inmetro.

Qual é a importância do selo A do Inmetro?

No universo das placas solares, o selo A do Inmetro avalia a eficiência energética do painel, ou seja, a capacidade de converter luz solar em eletricidade. 

Além disso, também assegura que o equipamento foi submetido a testes rigorosos e atende às normas técnicas e de segurança brasileiras.

A escala vai de A (mais eficiente) a E (menos eficiente). 

O selo A, em particular, indica alta eficiência energética, geralmente com uma conversão de luz solar superior a 18-20%, o que os torna mais eficientes e produtivos.

E os painéis classificados como B no Inmetro?

Embora os painéis com certificação B ou C também possam ser utilizados, sua eficiência é menor. Isso implica que eles produzem menos energia elétrica para as mesmas condições de luz e tamanho.

No mercado brasileiro, existem ofertas de placas solares fabricadas nacionalmente que alegam ter eficiência superior dentro de sua categoria, mas que é classificada como nível B pelo Inmetro. 

Essa situação pode gerar dúvida: como um painel pode ser considerado tão eficiente, mas ainda assim apresentar classificação B?

Se um painel realmente tiver uma eficiência superior, seria esperado que ele figurasse entre os mais altos níveis da escala. Por isso, é essencial estar atento a essas nuances para evitar investimentos que não ofereçam o melhor custo-benefício.

Após revisar as opções disponíveis no mercado brasileiro e compreender os critérios de avaliação, seguem três recomendações importantes para quem deseja adquirir painéis solares:

1. Priorize a tecnologia PERC: painéis com essa tecnologia têm melhor eficiência na captação da luz solar.

2. Escolha painéis com certificação A no Inmetro: isso garante que você está adquirindo um produto de alta eficiência energética.  

3. Fique de olho nas certificações internacionais: como a maioria das placas solares comercializadas no Brasil é importada, a presença de selos de qualidade internacionais é um indicativo confiável de desempenho técnico e segurança. Quanto mais certificações, melhor!

Painéis solares em números concretos

Vamos ver em números qual é a eficácia de uma placa solar?

Separamos algumas das perguntas mais feitas sobre painéis fotovoltaicos. As respostas vão te ajudar a entender quanto de energia elétrica você pode esperar ser produzida por uma placa solar.

Como base das respostas estamos considerando um painel solar monocristalino de 150W, que é o mais consumido pelo mercado.

É fundamental lembrar que as simulações abaixo tratam-se de estimativas, uma vez que a produção real de energia pode variar devido à localização geográfica, estação do ano, condições climáticas, orientação e inclinação do painel, sombreamento, temperatura e perdas do sistema

1. Quanta energia produz 10 placas solares?

Somadas, 10 placas solares têm uma potência máxima instalada de 1.500 Wp, ou 1,5 kWp (quilowatt-pico).

Para converter essa potência em energia diária (kWh), precisamos considerar as “Horas de Sol Pleno” (HSP) ou “Peak Sun Hours” (PSH) de cada localização, que varia muito de uma região para outra e até mesmo ao longo do ano na mesma localidade.

No Brasil, a média de Horas de Sol Pleno varia, mas podemos considerar um valor conservador de 4 a 5 horas/dia para a maioria das regiões como base para uma estimativa.

Estimativa de produção diária para 10 placas solares:

• Potência total instalada: 10 placas x 150 Wp/placa = 1.500 Wp (ou 1,5 kWp)
• Estimativa de Horas de Sol Pleno (HSP): 4

Energia diária estimada = Potência Total (kWp) x HSP (horas/dia)

Energia diária = 1,5 kWp x 4 horas/dia = 6 kWh/dia

2. Quantos kW geram 10 placas solares?

Se cada placa tem uma potência máxima de 150 Watts-pico (Wp) a potência total de 10 placas solares é 1.500 Wp.

Convertendo para quilowatts (kW): 1.500 Wp = 1,5 kWp

Portanto, 10 placas solares geram uma potência máxima de 1,5 kWp. Lembre-se que essa é a capacidade nominal, atingida em condições ideais de laboratório. Na prática, a potência de saída varia constantemente com a intensidade da luz solar.

3. Quantas placas solares são necessárias para gerar 300 kWh por mês?

Uma residência grande consome em média 300 kWh por mês.

Primeiro, precisamos transformar o objetivo de 300 kWh por mês em um consumo diário médio. 

Para isso, dividimos o consumo mensal pelo número médio de dias no mês (usaremos 30 dias para um cálculo aproximado):

Consumo diário médio desejado: 300 kWh / 30 dias = 10 kWh/dia

Vamos usar a mesma estimativa de produção por placa que calculamos na primeira pergunta. Considerando um painel de 150 Wp e uma média de 4 Horas de Sol Pleno (HSP) por dia:

Produção diária por uma placa: 150 Wp x 4 HSP = 600 Wh/dia = 0,6 kWh/dia

Agora, para calcular o número de placas necessárias para gerar 300 kWh/mês:

Número de placas = Consumo diário desejado / Produção diária por placa

Número de placas = 10 kWh/dia / 0,6 kWh/dia/placa

Número de placas = 16,66 placas

Como não podemos instalar frações de placas, arredondamos para cima. Assim, seriam necessárias aproximadamente 17 placas solares de 150 Wp.

4. Quantas placas solares são necessárias para alimentar um ar-condicionado de 12.000 BTUs que fica ligado oito horas por dia?

Um ar-condicionado de 12.000 BTUs/hora tem um consumo de energia que varia de acordo com sua eficiência. 

Modelos mais antigos ou menos eficientes podem consumir mais, enquanto modelos inverter são mais econômicos.

Em média, um ar-condicionado de 12.000 BTUs/hora consome entre 1.100 W e 1.500 W de potência elétrica (watts). Vamos usar uma média de 1.200 W (ou 1,2 kW) para o nosso cálculo, que é um valor comum para modelos mais recentes.

Consumo diário do ar-condicionado:

Consumo = Potência (W) * Horas de uso por dia

Consumo = 1.200 W * 8 horas/dia = 9.600 Wh/dia

Convertendo para kWh:

Consumo = 9.600 Wh/dia = 9,6 kWh/dia

Agora, vamos calcular quantas placas de 150 Wp seriam necessárias para gerar essa energia diária, utilizando a mesma estimativa de 4 Horas de Sol Pleno (HSP) por dia para o painel solar (0,6 kWh/dia por placa):

Número de placas = Consumo diário do ar-condicionado / Produção diária por placa

Número de placas = 9,6 kWh/dia / 0,6 kWh/dia/placa

Número de placas = 16 placas

Para alimentar um ar-condicionado de 12.000 BTUs/h funcionando 8 horas por dia, seriam necessárias aproximadamente 16 placas solares de 150 Wp.

E então? Animado para fazer um investimento com placas solares? 

Dúvidas e comentários, use o espaço abaixo. Será um prazer interagirmos.

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