Como funciona a energia solar
Tudo começa em uma fatia de silício com menos de 0,2 mm de espessura e termina em um número na conta de luz. Entre um ponto e outro há física de semicondutores, eletrônica de potência e regras de medição.
1. O efeito fotovoltaico
A célula solar é feita de silício com duas camadas dopadas de forma diferente: uma do tipo n, com excesso de elétrons, e outra do tipo p, com falta deles. Na fronteira entre as duas, a junção p-n, forma-se um campo elétrico interno.
Quando um fóton com energia suficiente atinge o silício, ele libera um elétron e deixa uma "lacuna". O campo elétrico da junção separa essas cargas: elétrons vão para um lado, lacunas para o outro. Se houver um circuito externo ligando os contatos da célula, surge uma corrente contínua.
Uma célula de silício produz pouco mais de meio volt. Por isso, dezenas delas são ligadas em série dentro do módulo. Aprofunde no efeito fotovoltaico →
Módulos e strings
As células formam módulos; os módulos, ligados em série, formam strings. A tensão da string é a soma das tensões dos módulos e precisa caber na faixa de operação do inversor.
Inversor
Converte a corrente contínua em alternada a 60 Hz, ajusta continuamente o ponto de máxima potência (MPPT), sincroniza com a rede e se desliga automaticamente quando ela cai (anti-ilhamento).
Consumo no local
A energia passa pelo quadro de distribuição e abastece os aparelhos ligados naquele momento. Essa parcela, o consumo simultâneo, não chega a passar pelo medidor.
Medidor bidirecional
O excedente segue para a rede. O medidor registra, em canais separados, a energia consumida da rede e a injetada nela.
Créditos de energia
No faturamento, a energia injetada compensa a consumida. A sobra vira crédito em kWh, válido por 60 meses. Para sistemas da transição da Lei 14.300, parte do Fio B não é compensada. Veja a regra →
A curva do dia e a conta do mês
A potência acompanha a irradiância: cresce pela manhã, atinge o máximo perto do meio-dia solar e cai à tarde. Temperatura alta reduz um pouco a tensão das células e, com ela, a potência.
Para estimar a energia mensal, usa-se a irradiação média do local em horas de sol pleno (HSP) e uma taxa de desempenho (PR) que reúne as perdas:
Emês ≈ PkWp × HSP × 30 × PR
4 kWp × 4,9 × 30 × 0,78 ≈ 459 kWh
