Eficiência (η) é a proporção de energia utilizável que sai de uma máquina para energia que entra nela; é tipicamente expressa como uma porcentagem. Quanto mais luz solar for transformada em energia elétrica pelos painéis solares, mais eficientes eles serão.
Painéis solares de alta eficiência são mais caros, mas requerem menos espaço, o que os torna uma boa opção para proprietários de imóveis com pequenos espaços no telhado.
A eficiência das células fotovoltaicas (PV), baseada no tipo de silício e no design da célula, e a eficiência total do painel , baseada no layout da célula, na configuração e na área do painel, são os dois principais determinantes da eficiência de um painel solar.
Ao criar uma área de superfície maior para capturar a luz solar, aumentar o tamanho do painel também pode aumentar a eficiência. Os painéis solares mais potentes agora podem produzir até 700 W de eletricidade. Os dois fatores, eficiência da célula fotovoltaica e eficiência do painel, são descritos mais adiante:
Eficiência da célula fotovoltaica (PV)
A estrutura da célula e o substrato utilizado — que normalmente é silício tipo P ou silício tipo N — determinam a eficácia da célula. O fator de preenchimento (FF), que é a eficiência de conversão máxima de uma célula fotovoltaica na melhor tensão e corrente de operação, é usado para determinar a eficiência da célula.
A eficiência (η) do painel é significativamente influenciada pela arquitetura da célula. A variedade de silício, a configuração da barra coletora , a junção e o tipo de passivação são características importantes.
Devido ao substrato de silício tipo N de alta pureza e à ausência de perdas por sombreamento nas barras coletoras, os painéis construídos com células IBC de alto custo apresentam atualmente a maior eficiência (21-23%). No entanto, os painéis fabricados com as mais recentes células monocristalinas PERC, TOPCON tipo N e células de heterojunção avançadas (HJT) apresentam valores de eficiência significativamente superiores a 21%.
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Eficiência do painel
Em condições de teste padrão (STC), a eficiência de um painel solar é calculada usando uma temperatura da célula de 25°C, irradiação solar de 1000W/m2 e uma massa de ar de 1.5.
A potência máxima, ou Pmax (W) em condições padrão de teste (STC), é determinada dividindo-se a área total do painel , expressa em metros quadrados, pela eficiência (%) do painel.
Diversas variáveis, como temperatura, nível de irradiância, tipo de célula e interconexão de células, podem afetar a eficácia geral de um painel.
Os painéis mais eficazes são aqueles feitos com células de contato traseiro interdigitado ou IBC de última geração, seguidos por células de heterojunção (HJT), células TOPcon, células PERC monocristalinas de meio corte e multibarra, células shingled e células mono de 60 células (4-5 barramentos).
Os painéis menos eficazes e menos dispendiosos são normalmente os painéis policristalinos ou multicristalinos de 60 células.
