Comparação entre painéis solares monocristalinos versus painéis solares policristalinos
Os painéis monocristalinos são feitos de um único cristal de silício puro. O processo de fabricação envolve o corte de lingotes cilíndricos de um bloco de silício e depois o corte em finas lâminas, cujos cantos acabam sendo arredondados.
Painéis policristalinos são feitos de recortes de células de silício monocristalino. Estas são derretidas para criar células de silício azuladas, cuja vantagem é que podem ser criadas em qualquer formato, embora geralmente sejam quadradas para aproveitar todo o espaço disponível no painel.
O desempenho do monocristalino é maior se apenas a célula de silício for levada em consideração, mas o desempenho geral do painel é o mesmo. A única diferença que tem dos policristalinos é que são menores em tamanho, mas com células solares de maior desempenho.
Por outro lado, os painéis policristalinos apresentam desempenho inferior se apenas a célula de silício for levada em consideração, mas como no outro tipo, em geral o desempenho é o mesmo. Por possuírem células solares com eficiência padrão, o tamanho de seus painéis é maior que os monocristalinos.
Em relação à eficiência, os painéis monocristalinos apresentam maior eficiência com valores entre 15% e 22%, enquanto os painéis policristalinos apresentam desempenho entre 13% e 17%.
Por fim, o custo de fabricação dos painéis monocristalinos é mais elevado (devido à sua pureza) e requerem um pouco mais de tempo para amortização, enquanto os painéis policristalinos demoram menos por não serem tão puros.
Nos últimos anos, a energia solar ganhou um impulso significativo como fonte de energia renovável e sustentável. Os painéis solares, que captam a luz solar e a convertem em eletricidade utilizável, estão na vanguarda desta revolução. Entre os vários tipos de painéis solares disponíveis atualmente, os painéis monocristalinos e policristalinos são os mais utilizados. Este artigo pretende explorar as diferenças fundamentais entre estas duas tecnologias, esclarecendo a sua composição, eficiência, relação custo-eficácia e adequação para diferentes aplicações. Para que o interessado em instalar painéis solares conheça as vantagens e desvantagens de cada um. E, desta forma, escolha o mais adequado às suas condições físicas, econômicas e de desempenho.
Painéis solares monocristalinos
Composição e Processo de Fabricação de painéis solares
Os painéis monocristalinos são compostos por uma estrutura cristalina única, geralmente feita de silício de alta pureza. O processo de fabricação envolve o corte de lingotes cilíndricos de um grande bloco de silício e depois o corte em wafers finos. Esses wafers têm formato de quadrados com cantos arredondados, resultando na aparência distinta de células solares monocristalinas.
Eficiência do painel solar
Os painéis monocristalinos são conhecidos pelas suas taxas de eficiência mais elevadas em comparação com os painéis policristalinos. A estrutura cristalina uniforme permite que os elétrons se movam mais livremente, resultando em melhor condutividade elétrica. Os painéis monocristalinos normalmente têm níveis de eficiência entre 15% e 22%, o que os torna muito eficientes na conversão da luz solar em eletricidade.
Rentabilidade dos painéis solars
Os painéis monocristalinos tendem a ser mais caros que os painéis policristalinos devido aos custos de fabricação mais elevados associados à sua produção. A necessidade de silício de alta pureza e o intrincado processo de fabricação contribuem para o aumento do preço. No entanto, a eficiência superior dos painéis monocristalinos pode compensar o maior investimento inicial através de uma maior produção de eletricidade ao longo da sua vida útil.
Sensibilidade à temperatura
Os painéis monocristalinos apresentam melhor desempenho de temperatura em comparação com os painéis policristalinos. Eles têm um coeficiente de temperatura mais baixo, o que significa que sua queda de eficiência é menos pronunciada em condições de alta temperatura. Esta característica torna os painéis monocristalinos muito adequados para ambientes com climas quentes ou áreas onde as flutuações de temperatura são significativas. Por outro lado, os painéis monocristalinos tendem a ter um desempenho um pouco melhor em condições de pouca luz ou nublados, o que os torna uma melhor opção para áreas com menos luz solar.
Espaço que ocupam
Os painéis monocristalinos apresentam maior eficiência, o que significa que requerem menos espaço para gerar a mesma quantidade de energia que os painéis policristalinos. Se você tem espaço limitado no telhado ou deseja instalar painéis solares em uma área menor, os painéis monocristalinos podem ser uma opção melhor. Além disso, o facto de ocupar menos espaço representa também uma menor estrutura de alumínio e, portanto, uma poupança económica no suporte dos painéis solares.
Painéis solares policristalinos
Composição e Processo de Fabricação de painéis solares
Os painéis policristalinos, também conhecidos como painéis multicristalinos, são feitos de múltiplos cristais de silício. No processo de fabricação, o silício fundido é despejado em um molde quadrado e resfriado, formando um bloco sólido. Este bloco é então cortado em wafers, resultando na aparência “granulada” característica das células solares policristalinas.
Eficiência do painel solar
Os painéis policristalinos têm taxas de eficiência ligeiramente inferiores em comparação com os seus homólogos monocristalinos. A presença de múltiplos cristais cria limites de grãos que impedem o movimento dos elétrons. Como resultado, os painéis policristalinos normalmente apresentam níveis de eficiência que variam entre 13% e 17%. No entanto, os avanços nas técnicas de fabricação reduziram a lacuna de eficiência entre os dois tipos nos últimos anos.
Rentabilidade dos painéis solares
Os painéis policristalinos são geralmente mais económicos do que os painéis monocristalinos. O processo de fabricação mais simples e o uso de silício de qualidade inferior ajudam a reduzir os custos de produção. Como resultado, os painéis policristalinos são mais acessíveis a uma gama mais ampla de consumidores, proporcionando uma opção acessível para quem procura aproveitar a energia solar.
Sensibilidade à temperatura
Os painéis policristalinos têm um coeficiente de temperatura ligeiramente superior, causando uma perda de eficiência ligeiramente maior à medida que as temperaturas aumentam. Embora isto possa ser uma desvantagem em regiões com temperaturas ambientes elevadas, é importante notar que o preço mais baixo compensa este facto.
Espaço que ocupam
Os painéis policristalinos têm uma eficiência ligeiramente inferior em comparação com os painéis monocristalinos. Este era um problema há 10 anos, quando os painéis eram feitos por tamanho. Fabricação de um painel monocristalino do mesmo tamanho de um painel policristalino. Portanto o primeiro modelo sempre foi mais eficiente. Porém, hoje, quando fabricados com base na sua potência, os 2 painéis oferecerão na prática o mesmo resultado. A única diferença será o seu tamanho. E, portanto, ocupam mais espaço o que pode ser um inconveniente se tiver espaço muito limitado para a sua colocação. Por outro lado, se o espaço não for um problema, os painéis policristalinos costumam ser mais baratos, com a consequente economia no total da compra.
| painéis solares monocristalinos | Painéis solares policristalinos | |||||||
| Composição e Processo de Fabricação de painéis solares | Os painéis monocristalinos são compostos por uma estrutura cristalina única, geralmente feita de silício de alta pureza. O processo de fabricação envolve o corte de lingotes cilíndricos de um grande bloco de silício e depois o corte em wafers finos. Essas bolachas têm formato de quadrados com cantos arredondados, resultando na aparência distinta de células solares monocristalinas. | Os painéis monocristalinos são compostos por uma estrutura cristalina única, geralmente feita de silício de alta pureza. O processo de fabricação envolve o corte de lingotes cilíndricos de um grande bloco de silício e depois o corte em wafers finos. Essas bolachas têm formato de quadrados com cantos arredondados, resultando na aparência distinta de células solares monocristalinas. | ||||||
| Desempenho do painel solar | O desempenho é maior se apenas a célula de silício for levada em consideração. Mas quando um painel solar é preparado e fabricado, o desempenho geral do painel é o mesmo. A única diferença está no tamanho menor do painel graças a células solares com maior desempenho. | El rendimiento es inferior si se tiene en cuenta solamente la célula de silicio. Pero cuando se prepara y fabrica un panel solar, el rendimiento global del panel es el mismo. La única diferencia radica en el mayor tamaño del panel ya que necesita compensar el rendimiento mediante un tamaño del panel policristalino mayor, que el tamaño del panel monocristalino. | ||||||
| Eficiência do painel solar | Os painéis monocristalinos apresentam maior eficiência com valores entre 15% e 22%. | Os painéis policristalinos apresentam uma eficiência inferior face aos painéis monocristalinos, com valores entre 13% e 17%. | ||||||
| Rentabilidade dos painéis solares | O custo de fabricação dos painéis monocristalinos é mais alto, por isso eles precisam de um pouco mais de tempo para se pagarem. | O custo de fabricação dos painéis policristalinos é menor, pois não possuem a pureza dos painéis monocristalinos. Eles são amortizados mais rapidamente no custo total de uma instalação solar. | ||||||
| Sensibilidade à temperatura em painéis solares | Os painéis monocristalinos possuem um coeficiente de temperatura mais baixo, o que significa que em temperaturas mais altas há uma menor queda de eficiência. | Os painéis policristalinos apresentam um coeficiente de temperatura mais elevado, o que se traduz numa maior perda de eficiência a temperaturas mais elevadas. | ||||||
| Espaço ocupado por painéis solares | O maior desempenho das células monocristalinas permite que o tamanho global do painel seja menor e consequentemente é necessária uma estrutura de alumínio menor, o que se traduz num menor custo na estrutura. | O menor desempenho das células policristalinas faz com que o tamanho global do painel seja maior e consequentemente a estrutura de alumínio necessite ser maior, o que atualmente se traduz num custo global da instalação solar mais elevado devido ao preço caro do alumínio. |
| Cor dos painéis solares | Os painéis monocristalinos têm cor preta porque são formados a partir de monocélulas extraídas de lingotes de silício puro. | Os painéis policristalinos apresentam coloração azulada porque suas células solares apresentam esta cor. Isto é produzido pelo tratamento de fusão dos cortes monocelulares em combinação com o revestimento anti-reflexo que é aplicado às células solares. |
De onde é obtido o silício para fazer painéis solares?
Atualmente os painéis solares que dominam o mercado mundial são aqueles criados com silício. O silício utilizado na fabricação dos painéis fotovoltaicos é obtido principalmente a partir da sílica, composto natural encontrado em grande abundância na superfície de todo o planeta. As 2 principais fontes de obtenção de sílica são:
Quartzo: O quartzo é um dos minerais mais abundantes da Terra e é uma importante fonte de sílica. Pode ser encontrado em rochas, principalmente rochas ígneas e metamórficas, bem como em arenitos e outros depósitos sedimentares.
Areia: A areia de sílica, composta principalmente de quartzo, é uma fonte de sílica amplamente disponível. É frequentemente encontrado em áreas costeiras, leitos de rios e desertos. A areia de sílica é usada em diversas indústrias, incluindo fabricação de vidro, fundição e, claro, produção de silício para painéis solares.
Vale a pena notar que a disponibilidade específica e a qualidade dos depósitos de sílica podem variar de acordo com a região e as condições geológicas. Locais com reservas significativas de depósitos de sílica muitas vezes possuem operações de mineração para extrair e processar a sílica para diversos usos industriais, incluindo a produção de silício para painéis solares. É importante seguir os regulamentos e directrizes locais ao extrair sílica ou envolver-se em qualquer actividade mineira para garantir a sustentabilidade ambiental e a gestão adequada dos recursos.
Quais são as etapas para fabricar um painel solar do início ao fim?
Os painéis solares têm um processo de fabricação longo, mas interessante, até chegarem à sua casa. São feitos com silício extraído da sílica abundante na areia e no quartzo.
O primeiro passo é produzir lingotes de silício. O silício de alta pureza é fundido em um forno, geralmente usando um método chamado processo Czochralski. O silício fundido é então resfriado e solidificado para formar um lingote cilíndrico. Wafers finos são cortados deste lingote com uma serra de arame ou lâmina diamantada. Que passam por um processo conhecido como texturização para melhorar a absorção de luz. Isso envolve gravar a superfície dos wafers para criar uma superfície mais áspera que reduza o reflexo e melhore a captura de luz. Finalmente, uma camada de fósforo é colocada na superfície texturizada dos wafers, criando uma ligação positiva/negativa na superfície. Desta forma, estará formada a base para o efeito fotovoltaico. E como trabalho final nos wafers, contatos metálicos serão adicionados às superfícies frontal e traseira para facilitar o fluxo de eletricidade.
A partir de agora, esses wafers serão chamados de células solares e passarão por testes laboratoriais para garantir que atendam aos padrões de qualidade e eficiência. Dividindo entre células de classe A e células de classe B.
Em marcas com elevados padrões de qualidade, como as exigidas para comercialização na Europa, as células de baixo desempenho serão deixadas de lado e não utilizadas. As células que passarem pela fase de testes seguirão para a montagem do módulo Classe A. No qual, diversas células solares são interligadas para criar o famoso painel solar fotovoltaico. Uma tampa de vidro temperado será colocada sobre eles para proteção na frente e uma folha de material na parte traseira. Por fim, será colocada uma moldura de alumínio para suporte estrutural e resistência às intempéries.
A diferença de forma das células solares monocristalinas e policristalinas
Como já indicamos, a criação de pastilhas de silício resulta em um lingote circular e, portanto, em células solares monocristalinas completamente redondas.
No entanto, a colocação de células redondas deixaria muito espaço em excesso e não utilizado na superfície do painel. Razão pela qual o resultado final das células monocristalinas é um formato quadrado com cantos arredondados. Ou seja, partes da célula solar são cortadas para obter um formato que melhor otimize o espaço do painel.
Por outro lado, no processo de criação do painel solar policristalino, as células policristalinas são formadas pela união dos pedaços de células cortados do wafer arredondado original. Desta forma, essas células policristalinas obtêm uma coloração mais azulada como resultado da união de diferentes cristais em diferentes orientações.
A grande vantagem das células poli é que podem ser criadas em qualquer formato, ou seja, são criadas em formato totalmente quadrado para aproveitar toda a superfície do painel solar.
Onde estão localizadas as fábricas de células solares de silício mais importantes?
No mundo existem 2 fábricas de células de silício muito importantes que cobrem atualmente mais de 95% da produção global. Essas duas fábricas estão localizadas na China. Neste país, mais de 50% do seu território é desértico e é onde está localizado o deserto mais seco do mundo, o Deserto de Gobi. Consequentemente, suas fábricas estão localizadas nessas áreas onde possuem matéria-prima em quantidades infinitas.
Embora seja necessária uma quantidade significativa de energia para fabricar painéis solares, ela é compensada graças à sua longa vida útil, durante a qual será gerada muita energia limpa de origem renovável. Prevenir a expulsão de grandes quantidades de dióxido de carbono para a atmosfera e ajudar a combater as alterações climáticas resultantes da poluição criada pelo homem.
Tipos de painéis de silício de acordo com o número de células solares
Painéis solares com 32 ou 36 células. Possuem tensão adaptada para uso em instalações solares de 12V. Permite até potências de 200W. Recomendamos o painel solar 200W 12V da Ecosolar Green Energy Products por preço e desempenho.
Painéis solares de 60 células. São placas que foram originalmente projetadas para uso em fazendas solares. Por se tratarem de painéis que sacrificam a sua tensão para obter um desempenho muito elevado, pois o objetivo era vender a eletricidade gerada à rede elétrica. Atualmente podem ser utilizados em instalações solares isoladas de 24V e 48V, bem como em autoconsumo solar.
Painéis solares de 72 células. São painéis concebidos para utilização em instalações solares isoladas ou autónomas com baterias. Também podem ser utilizados em instalações solares de autoconsumo.
Painéis solares semi-cortados com 144 células. Painéis de última geração para painéis com potências a partir de 400W. Atualmente muito utilizado tanto para instalações isoladas de 24V como de 48V e para instalações de autoconsumo solar.
