Sol Central oferece toda a gama de componentes necessários para a implantação de sistemas de geração fotovoltaica, desde módulos fotovoltaicos a inversores interativos (on-grid e off-grid), desde estruturas de sustentação de painéis solares, até chaves seccionadoras, caixas de junção, baterias e componentes eletrônicos. Detalhamos abaixo as principais categorias desses componentes, oferecendo mais detalhes de marcas e modelos específicos em "links" para páginas seguintes.

Inversores Interativos transformam a energia elétrica de corrente contínua, proveniente de um painel solar ou bateria,  em corrente alternada, padronizada na sua tensão e frequência, pronta para ser consumida por aparelhos elétricos comuns. Os inversores podem ser on-grid, quando estão conectados à rede elétrica das distribuidoras de energia, ou off-grid quando funcionam isolados da rede elétrica. Para ambos os tipos existe uma grande variedade de modelos, com diferentes potências nominais e faixas de tensão de operação, além de diversos e sofisticados mecanismos de optimização (MPPTs), de proteção,  e de monitoramento.

Inversores On-Grid (Grid-tie)

 

Inversores de Energia Elétrica conectados à rede, ou On-Grid, são construídos para aplicações específicas de geração fotovoltaica distribuída, para a compensação de energia e obtenção de créditos junto às distribuidoras de energia elétrica. Como o nome diz, esses inversores são alimentados por paineis fotovoltaicos e trabalham conectados à rede elétrica, produzindo/injetando energia elétrica com características idênticas à da rede que estão conectados, gerando créditos de energia para o seu usuário. Esses inversores são fabricados nas mais diversas configurações, de monofásicos a trifásicos, para potências desde 1 kWp até 100 kWp, e possuem diversos subsistemas de segurança conforme normas internacionais, podendo ser operados e monitorados inclusive à distância, através de "data-loggers" conectados à Internet.

 

Além da função básica de um inversor ou conversor CC/CA, também fazem a sincronização com a rede pública de eletricidade, ou seja, garantem que a energia solar produzida seja fornecida exatamente como aquela que recebemos da rede elétrica. Sua função é transformar a energia solar produzida pelos painéis fotovoltaicos – Corrente Continua (CC) – em energia elétrica na forma convencional que utilizamos, ou seja, Corrente Alternada (CA) 127/220V. Como o sistema fotovoltaico funciona em paralelo com a rede pública, ele também garante que não haja conflitos entre as duas fontes de energia, através de uma precisa sincronização e proteções elétricas necessárias.

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Inversores Off-Grid

 

Inversores de Energia Elétrica desconectados da rede, ou Off-Grid são utilizados principalmente em lugares remotos, sem acesso às redes elétricas, alimentados por jogos de baterias de 12, 24 ou 48 Volts, produzindo de 110V a 220V de saída, com frequências de 50 ou 60Hz, com potências variando desde 300W até 5.000W ou mais. Esse inversores podem apresentar na sua saída uma forma de onda Quadrada ou Modificada, que são adequadas para a maioria dos equipamentos eletrônicos, ou ainda na forma Senoidal Pura, mais adequada para aparelhos com motores elétricos tais como refrigeradores e/ou bombas, mas também de maior custo. Esses inversores são geralmente usados em combinação com painéis fotovoltaicos e controladores de carga ligados a baterias em sistemas denominados isolados (ou off-grid), ou ainda em aplicações mais específicas, tais como "campings" e/ou "carros de som".

 

Inversores de Onda Quadrada:

São os inversores mais simples e econômicos, porém não podem ser utilizados com qualquer aparelho. Servem apenas para pequenas aplicações (Linha verde no gráfico).

 

Inversores de Onda Senoidal Modificada:

Muito utilizado e bastante econômico, produz uma onda intermediária entre a quadrada e a senoidal pura. Atende a maioria das aplicações, com exceção de aparelhos mais exigentes. Aparelhos com controle de velocidade ou timers podem não funcionar adequadamente. Estes inversores são uma boa escolha para pequenas instalações (Linha azul no gráfico).

 

Inversores de Onda Senoidal Pura:

Produzem uma onda senoidal praticamente perfeita e muitas vezes até mais limpa que a da própria rede elétrica. Podem ser utilizados virtualmente com qualquer aparelho. Apesar de mais caros, seu preço tem se aproximado aos inversores de onda modificada e, portanto tem sido cada vez mais utilizados (Linha vermelha no gráfico).

 

Os diferentes tipos de onda podem ser representados em um gráfico no plano cartesiano bidimensional da tensão pelo tempo (V x t):

 

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Módulos Fotovoltaicos são dispositivos de construção e características padronizadas, utilizados para converter a energia da luz do Sol diretamente em energia elétrica. São formados por células solares, que captam, em geral, a luz do Sol e geram uma corrente elétrica. Estas células são, por vezes, e com maior propriedade, chamadas de células fotovoltaicas, ou seja, células que criam uma diferença de potencial elétrico por ação da luz (seja do Sol ou qualquer outra fonte de luz). As células solares utilizam o "efeito fotovoltaico" para absorver a energia do sol e fazer uma corrente elétrica fluir entre as duas camadas de cargas opostas.

 

As células fotovoltaicas absorvem a radiação solar em uma faixa muito estreita do espectro da radiação eletromagnética, a saber, o espectro da luz visível. Fótons com energia superior à necessária (com frequências acima da luz ultravioleta) concedem energia em excesso, que não será transformada em corrente elétrica. Fótons com energia inferior à necessária (com frequências abaixo da luz infra-vermelha) não concedem energia suficiente para a liberação do elétrons de sua orbita, e essa energia é também convertida em calor. Mesmo dentro da faixa aproveitável, apenas uma parte dos fótons têm a energia correta para o efeito fotoelétrico, e os fótons com mais energia contribuem com mais geração de calor. Com o calor as células fotovoltaicas perdem eficiência, pois a tensão da célula cai, e consequentemente a potência que essa célula pode gerar cai também. Ainda assim, os fotons do espectro visível são capazes de produzir energia elétrica com eficiências da ordem de 15%, suficiente para que módulos fotovoltaicos possam ser economicamente viáveis. 

 

O aumento do custo e da escassez dos combustíveis fósseis, ao mesmo tempo que a experiência adquirida na produção de células solares aumenta, tem reduzido o custo de produção das mesmas, indicando que este tipo de fonte de energia será mais predominantemente utilizado nos próximos anos.

 

Os Módulos Fotovoltaicos são construídos com células fotovoltaicas de 3 tecnologias predominantes: (i) células de silício monocristalino, (ii) células de silício policristalino, e (iii) células de filme fino. Ainda que existam outras tecnologias sendo desenvolvidas, estas três são as principais em aplicações comerciais.

 

 

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Monocristalino

São mais eficientes e feitos de células monocristalinas de silício. O silício utilizado deve ter elevada pureza, o que envolve um processo complexo para fabricar os cristais únicos de cada célula.

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Policristalino

São um pouco menos eficientes que os monocristalinos. Nestes painéis as células são formadas por diversos e não somente um cristal, dando uma aparência de vidro quebrado à célula.

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Filme Fino

O material fotovoltaico é depositado diretamente sobre uma superfície, como metal ou vidro para formar o painel. São muito mais baratos e também muito menos eficientes. A área disponível no local de instalação pode ser uma restrição, pois a baixa eficiência deve ser compensada por uma área maior.

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As Caixas de Junção, também chamadas de String Boxes, servem para acomodar todas as conexões dos circuitos de corrente contínua vindos do Painel Fotovoltaico, através dos dispositivos de proteção, tais como Chaves Seccionadoras, Fusíveis, Disjuntores e Proteção Contra Surtos (DPSs), produzindo uma saída (CC) – já devidamente protegida – que se conecta à entrada CC do Inversor de Energia Elétrica. Muitas vezes a saída (CA) do Inversor de Energia retorna para a mesma String Box, e através de Disjuntores (CA) e DPSs, seguem para os circuitos de distribuição de energia do local. As Caixas de Junção são geralmente instaladas próximas ao Inversor de Energia, mas podem também ser instaladas no telhado, próximas ao Painel Fotovoltaico, sendo por isso construídas para suportar as mais adversas condições ambientais (normas IP55, IP65, etc.).

São construídas como um quadro de proteção e isolamento para o lado CC e/ou CA indispensável para instalações fotovoltaicas conectadas à rede com inversores centrais. Realiza a proteção e isolamento do lado CC e/ou CA em sistemas Grid-Tied. Inclui fusíveis, chave seccionadora, DPS entre outros.

O quadro de proteção e isolamento solar possui componentes desenvolvidos especificamente para aplicações fotovoltaicas, assegurando uma instalação com desempenho e segurança superiores.

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São utilizadas para fazer o seccionamento do circuito geral em CC. São componentes de uso previsto em norma, para facilitar a isolação do gerador fotovoltaico. Dadas as dificuldades com o seccionamento de circuitos em CC de altas correntes, devido à ocorrência de arcos voltaicos de difícil extinção, essas chaves foram criadas especificamente para a aplicação em sistemas de energia solar fotovoltaica.

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PWM (Pulse Width Modulation)

São os mais utilizados, pois apesar da menor eficiência se justificam pelo custo. Controlam a carga/descarga e flutuação da tensão no banco de baterias, geralmente possuem a função de corte por mínima e máxima tensão.

É um método de carga muito eficiente, pois mantém a bateria em sua carga máxima e minimiza a sulfatação da bateria, por meio de pulsos de tensão de alta frequência.

 

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MPPT (Maximum Power Point Tracking)

Possuem maior eficiência e são cerca de duas vezes mais caros. Controlam a carga/descarga e flutuação da tensão no banco de baterias, geralmente possuem a função de corte por mínima e máxima tensão.

É um moderno sistema de carga, projetado para extrair a máxima energia possível de um módulo solar, através da alteração de sua tensão de operação para maximizar a potência de saída.

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As baterias são utilizadas nos sistemas fotovoltaicos para armazenar a energia excedente produzida pelos painéis solares, para ser utilizada durante a noite, em dias nublados ou com baixa insolação. A capacidade da bateria ou banco de baterias determina sua autonomia.

As baterias mais utilizadas em sistemas fotovoltaicos são geralmente do tipo chumbo-ácido. Devem ser do tipo “descarga profunda” ou estacionárias, ou seja, podem ser descarregadas entre 20% e 80% de sua capacidade máxima e recarregadas novamente todos os dias, durando muitos anos, conforme especificação do fabricante.

Baterias são o primeiro item de desgaste em um sistema fotovoltaico e, portanto, a sua escolha deve levar em conta a dificuldade/custo de manutenção e troca. Sistemas de energia renovável são feitos para durar 30 anos ou mais e economizar em baterias pode não ser a melhor opção no longo prazo.

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DEVEM SER EVITADAS. Estas baterias foram projetadas para fornecer grandes correntes por curtos períodos de tempo, como durante as partidas de motores, por exemplo. No entanto, não suportam descargas profundas e por isso sua vida útil fica extremamente reduzida se utilizada em sistemas solares.

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Estacionária Comum

Utiliza placas mais grossas que as convencionais, o que permite a elas passar por descargas profundas. São as mais econômicas e uma boa opção para sistemas pequenos.

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OPzS (Ortsfeste Panzerplatte Spezial)

Placa tubular estacionária especial. São muito utilizadas para sistemas de energia alternativa em outros países. Estas baterias são ventiladas, ou seja, liberam gás e devem ter reposição de água de tempos em tempos. Os gases são explosivos e, portanto deve permanecer em locais apropriados. Possuem vida útil maior de 10 anos.

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OPzV (Ortsfeste Panzerplatte Verschlossen)

Placa tubular estacionária selada. São muito utilizadas para sistemas de energia alternativa em outros países. Estas baterias são seladas, ou seja, não liberam gás. Possuem vida útil maior de 10 anos.

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Gel

São baterias seladas de gel, que não liberam gás e que, portanto, podem ficar em locais fechados. Também são adequadas para embarcações, pois o gel não se movimenta dentro da bateria.

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AGM

Nestas baterias uma capa de vidro é utilizada para conter o eletrólito. São baterias seladas, que não liberam gás, e com excelente desempenho. São mais caras, mas geralmente pagam o investimento.

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Diodos são dispositivos semicondutores, válvulas de uma via para a eletricidade. São classificados pela corrente máxima que podem transmitir quando ligados, e pela tensão máxima que podem bloquear quando desligados. Em condições ideais, o diodo impedirá o fluxo da corrente. Em usinas solares, os diodos são geralmente utilizados em dois tipos de aplicações, para Derivação e para Bloqueio. Veja mais detalhes abaixo.

Derivação

Um diodo de bloqueio no painel "compensa" as células sombreadas. O diodo permite que a perda de tensão de uma célula sombreada possa ser compartilhada entre as outras, de modo que o painel funcione normalmente.

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Bloqueio

Quando a tensão da bateria é mais alta do que a do painel solar, um diodo de bloqueio desliga o fluxo. Durante o dia pode evitar também a descarga da bateria causada por células danificadas. Em uma função similar à dos diodos de derivação, as células ruins são isoladas das outras.

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Servem para agrupar os módulos fotovoltaicos em fileiras. Geralmente são constituídas de alumínio anodizado. Cada tipo de telhado e cada tipo de telha possuem equipamentos levemente diferentes.

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Conector MC-3

Os conectores MC-3 foram desenvolvidos e patenteados pela empresa alemã Multi-Contact para utilização em sistemas fotovoltaicos. São usualmente utilizados em sistemas fotovoltaicos de pequeno porte.

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Conector MC-4

Os conectores MC4 foram desenvolvidos e patenteados pela empresa alemã Multi-Contact para utilização em sistemas fotovoltaicos. Existem gerações anteriores, mas o MC4 se estabeleceu como um padrão mundial em conectores para painéis fotovoltaicos.

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Cabo Solar

Pode ser instalado em sistemas em que os módulos fotovoltaicos estejam sobre o telhado ou em sistemas apoiados sobre o solo, mas não deve ser deixado diretamente sobre a terra. Possui vida útil estimada de 25 anos, grande resistência mecânica, permitindo a instalação interna ou externa, sem a proteção de eletrodutos. O seu duplo isolamento confere resistência a intempéries, como o sol, o vento e a chuva, além de grande resistência ao calor e a variações de temperatura.

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Prensa cabos

O prensa cabos tem por finalidade a proteção mecânica, fixação e isolação do cabos, de torção e umidade.

Tampões

O tampão serve para lacrar uma saída já feita, pode ser removido posteriormente. Seu grau de isolação depende do fabricante, podendo ser desde totalmente impermeável até permeável.

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