Como calcular a produção elétrica dos painéis solares?
A produção de uma célula fotovoltaica depende obviamente do sol. Portanto, é impossível dizer antecipadamente quanta eletricidade um painel solar produzirá: a produção será diferente dependendo do local onde você o instalar e até mesmo da posição que você lhe der.
O objetivo deste artigo é ajudá-lo a avaliar a produção real no local onde você planeja instalar seus painéis solares.
Watt, watt-pico, watt-hora?
A potência dos painéis solares é expressa em watt-pico: um painel de 1kWp produz uma potência de 1kW em condições padrão, a energia produzida é, portanto, de 1kWh por hora nessas mesmas condições. Mas atenção, isso só é verdade em laboratório, para uma instalação real, não há ligação direta entre watt-pico, watt e watt-hora!
A energia produzida em condições reais será geralmente muito inferior à que teria sido produzida em condições padrão. Ela dependerá essencialmente de 3 fatores:
- a radiação global diária, ou seja, a insolação
- a posição dos painéis solares (orientação e inclinação)
- a temperatura
Existem duas maneiras de calcular a produção:
- Você pode usar um software de simulação de insolação, por exemplo, aquele que a União Europeia oferece gratuitamente para calcular o potencial solar em qualquer lugar da Europa ou África
- Se você não encontrar uma ferramenta que atenda às suas necessidades ou se desejar verificar por si mesmo os resultados fornecidos por um software, deve usar o método abaixo.
Primeira etapa: o sol
Para começar, você deve procurar qual é, na sua região, a quantidade de energia recebida diariamente do sol. Essa quantidade é chamada de irradiação diária ou radiação global diária ou radiação solar integrada, e é expressa em Watt-hora por metro quadrado por dia (Wh/m²/dia) para uma inclinação dada.
Este dado pode ser obtido junto aos serviços meteorológicos ou profissionais (por exemplo, seu fornecedor de painéis solares).
A insolação varia obviamente em função da estação, por isso é frequentemente fornecida em média mensal. Na prática, é principalmente o valor do pior mês (no inverno em zonas temperadas, durante a estação das chuvas em zonas equatoriais e tropicais) que nos interessará, pois o objetivo é projetar uma instalação solar capaz de cobrir as necessidades de energia durante todo o ano: quem pode o mais pode o menos, o dimensionamento será geralmente baseado no pior mês.
O valor do melhor mês também pode ser interessante para ter uma ideia da produção máxima da instalação.
O valor fornecido também depende do ângulo sob o qual a medição foi realizada. Em geral, a medição é feita na horizontal. Se você deseja obter a irradiação em outro ângulo, basta dividir o valor na horizontal pelo cosseno do ângulo que lhe interessa.
Perdas relacionadas à orientação dos painéis
O ângulo formado pelos raios do sol e o painel solar é chamado de ângulo de incidência (notado α). A produção é máxima se os raios do sol atingirem a superfície do painel perpendicularmente ao meio-dia (hora solar).
Em geral, busca-se otimizar a produção durante o mês de menor insolação: é necessário que os raios do sol sejam perpendiculares ao painel durante esse mês.
Para saber mais sobre este assunto, veja o artigo: Encontrar a orientação e inclinação ideal para um painel solar
Perdas relacionadas à temperatura
A potência de pico é dada para uma temperatura de 25°C. Se a temperatura real for muito superior a esse valor, será necessário levá-la em conta. As perdas serão então de 0,4% por grau para uma célula mono ou policristalina (as mais comuns) e de 0,3% por grau para outras tecnologias.
Atenção: trata-se da temperatura do painel solar e não da temperatura ambiente. A temperatura do painel é superior à temperatura do ar (por exemplo, em 10°C).
Para concluir
A energia que será fornecida para 1kWc instalado é aproximadamente:
Irradiação global diária x sen(α) x (1 - (temperatura - 25) x 0,004)