Compreender os painéis solares nos sistemas solares de bombeamento de água

Conheça os diferentes tipos de painéis solares e saiba como pode usar e dimensionar os seus próprios painéis no Grundfos Product Center

Os painéis solares são essenciais numa solução alimentada a energia solar. Neste módulo, vamos analisar mais de perto os vários tipos de painéis solares, como funcionam e como os utilizadores podem adicionar e dimensionar painéis no programa de dimensionamento da Grundfos, o Grundfos Product Center.

Os painéis solares absorvem a energia dos raios solares e geram energia. Um painel solar é habitualmente composto por 36 a 72 células, entre os 50 e 300 watts de potência.

Existem dois tipos de painéis solares: cristalinos e de película fina. Vamos ver as principais diferenças entre os dois. Em termos gerais, o tipo cristalino é a forma mais comum de painel solar, mas há alguns critérios segundo os quais a película fina é uma opção melhor.

Por exemplo, a película fina oferece um melhor desempenho com o céu nublado e também em temperaturas quentes, enquanto o cristalino é a melhor escolha para o tempo frio. Mas é na eficiência, no tamanho e nas possibilidades onde estão algumas das principais diferenças.

Os níveis de eficiência da gama cristalina situam-se habitualmente entre 13-20%, enquanto a película fina atinge 6-8%. Os painéis cristalinos também são muito mais pequenos, o que os torna uma solução ideal para espaços compactos.

Nos painéis solares cristalinos há também duas versões diferentes: policristalinos e monocristalinos. Os monocristalinos são em preto sólido e são melhores em temperaturas quentes, ao mesmo tempo que atingem níveis de eficiência até 20%.

Os policristalinos, por outro lado, são uma combinação de azul claro e escuro, atingindo níveis de eficiência até 17%. No entanto, o seu fabrico é mais económico e desperdiçam menos silicone na produção.

Agora que listámos as características dos vários tipos de painéis solares, a próxima secção deste módulo irá ver mais de perto as propriedades elétricas de um painel solar.

Em primeiro lugar, há algumas propriedades elétricas essenciais a ter em conta durante a seleção dos painéis solares. São as seguintes: A tensão no ponto de potência máxima, ou Vmp que é a tensão quando os painéis solares estão carregados de modo otimizado.

Depois há também a corrente no ponto de potência máxima, ou Imp. Tal como a Vmp, é a corrente quando os painéis estão carregados idealmente. A seguir temos a tensão sem carga, ou Voc. Isto é a tensão quando os fios não estão ligados.

Por último, há a corrente de curto-circuito, ou Isc, que é a corrente quando os fios estão em curto-circuito. Em termos da ligação elétrica dos painéis solares, lidamos normalmente com ligações em série ou ligações em paralelo.

Estas ligações são também referidas como um “string” (cadeia) ou uma “matriz”. Como o nome sugere, uma ligação em série é um conjunto de painéis ligados em série, ou num “string”.

Cada painel no “string” aumenta a tensão, contribuindo para uma saída de tensão geral mais elevada. Por exemplo, se houver uma ligação composta por quatro painéis solares, em que cada painel tem uma saída de 37 V, a saída de tensão de cada painel na série é somada.

Significa que uma ligação de painéis em série composta por quatro painéis pode fornecer uma potência de até 148 V. Estes “strings” também podem ser ligados em paralelo, o que nos leva ao segundo tipo de ligação.

Para que uma ligação em paralelo funcione, cada “string” deve ter a mesma tensão e a mesma corrente. Ao ligar os “strings” em paralelo, cada “string” é somado à saída de corrente total da matriz, ou seja, se 2 “strings” forem ligados em paralelo com uma saída de corrente de 8 A, a saída de corrente geral será de 32 A.

Seja qual for a combinação de ligação elétrica que escolher, é importante que os seus painéis solares sejam dimensionados e ligados de acordo com as especificações do sistema elétrico. Vamos analisar em maior detalhe.

No bombeamento solar, recomenda-se geralmente que se obtenha uma tensão tão elevada quanto possível da configuração, dentro dos limites do produto. Ao fazê-lo, terá um rendimento superior e poderá usar cabos mais finos.

A cablagem dos painéis solares é feita simplesmente usando conectores de cabo. Uma das perguntas mais frequentes no âmbito das estações de bombeamento solar é se o cliente pode adicionar os seus próprios painéis solares para usar no dimensionamento do seu sistema no Grundfos Product Center.

A resposta é sim. Na parte final deste módulo vamos mostrar-lhe como isso funciona. Ao dimensionar a sua bomba no Grundfos Product Center, terá a opção de selecionar os módulos solares disponíveis da Grundfos ou de adicionar os seus próprios painéis no programa de dimensionamento.

Para adicionar os seus próprios painéis solares no Grundfos Product Center, basta iniciar o processo de dimensionamento, procurar 'Módulos solares' e selecionar ‘Calcular’. A partir daí, pode editar todas as informações relevantes para o painel solar específico que desejar criar.

Depois de terminar, não se esqueça de ativar 'Guardar e fechar com OK' para guardar as suas definições e de clicar em 'OK'. O seu painel solar será então adicionado ao programa de dimensionamento.

Além disso, pode comparar os resultados entre, por exemplo, duas marcas ou tamanhos diferentes de painéis solares. Basta selecionar o módulo com o qual pretende fazer a comparação na segunda escolha do menu de módulos solares.

Para ver o resultado, clique em 'Iniciar dimensionamento'. E terminamos a abordagem das principais características dos painéis solares. Vamos resumir o que aprendemos.

Existem dois tipos de painéis solares: cristalinos e de película fina. Os cristalinos oferecem níveis de eficiência entre 13 e 20%, enquanto os de película fina oferecem 6-8%.

Uma ligação em série é um conjunto de painéis solares ligados num “string”. Uma ligação de matriz é quando há mais de um “string” ligado em paralelo.

Por fim, já pode adicionar os seus painéis solares no Grundfos Product Center, com especificações de dimensionamento de acordo com as suas necessidades.

Visão geral do curso

Módulos
Módulos: 2
Tempo de duração
Tempo de duração: 18 minutos
Nível de dificuldade
Nível de dificuldade: Avançado

Compreender os painéis solares nos sistemas solares de bombeamento de água

Conheça os diferentes tipos de painéis solares e saiba como pode usar e dimensionar os seus próprios painéis no Grundfos Product Center

Solar panels are obviously essential in a solar-powered solution. 

In this module, we’re going to take a closer look at the various types of solar panels, how they work and finally how users can add and size their own solar panels in Grundfos’ sizing programme, Grundfos Product Center.

Simply put, solar panels absorb the energy from solar rays to generate energy. Typically, a solar panel consists of anything between 36 and 72 cells ranging from 50 to 300 watts in power. 

There are two types of solar panels: crystalline and thin film. Let’s take a look at the main differences between the two.

Generally speaking, crystalline is the most common type of solar panel, but there are some criteria in which thin film is a better solution. 

For instance, thin film offers a better performance in cloudy and hot conditions, while crystalline is the best choice for cold weather. The efficiency, size and possibilities, however, is where some of the main differences lie. Efficiency levels in the crystalline range typically lie between 13-20 %, while thin film reaches 6-8 %. Crystalline panels are also much smaller, making them an ideal solution for compact spaces.  

Crystalline solar panels offer two different versions: poly crystalline and mono crystalline. 

Mono crystalline is solid black and performs better in warm temperatures, while reaching an efficiency level of up to 20 %. 

Poly crystalline, on the other hand, is a mixture of light and dark blue, and reaches efficiency levels of up to 17 %. However, it’s cheaper to manufacture and wastes less silicone during production. 

Now that we’ve outlined the characteristics of the various types of solar panels, the next section of this module will take a closer look into the electrical properties of a solar panel. First of all, there are a few essential electrical properties to be aware of during the selection of solar panels.

These terms are:  

Voltage at maximum power point – or Vmp – which is the voltage when the solar panels are loaded optimally. "

Next, there’s the current at maximum power point – or Imp. Similar to Vmp, this is the current when the solar panels are loaded optimally. 

Next, there’s voltage without load – or Voc. This is the voltage when wires aren’t connected.

And finally, there’s the short circuit current – or Isc – which is the current when the wires are short-circuited.

When it comes to the electrical connection of solar panels, we typically deal with serial connections or parallel connections. These connection types are also referred to as a ‘String’ or an ‘Array’. 

As the name suggests, a serial connection is a set of solar panels connected in series – or a string. Each panel in the string increases the voltage, contributing to an overall higher voltage output. So, if for instance, there’s a solar panel connection of four panels, in which each panel has an output of 37V, the voltage output from each panel in the series is added up. 

Overall, this means that a serial solar panel connection consisting of four panels can deliver an output of 148V. "

These strings can also be parallel-connected, bringing us to the second connection type. In order for a parallel connection to work, each string must have the same voltage and current. When connecting the strings in parallel, each string adds to the total array current output, meaning that if four strings are connected in parallel with a current output of 8A, the overall current output will be 32A. 

Whichever electrical connection combination you choose, it’s important that your solar panels are sized and connected according to electrical system specifications. Let’s take a closer look.

In solar pumping, it is generally recommended that you get as high a voltage from the setup as possible – within the limits of the product. By doing so, you’ll get a higher performance and you can use thinner cables. Wiring of the solar panels is simply done by means of using cable connectors.

One of the most frequently asked questions within solar pumping stations is whether the customer can add their own solar panels to size their system in Grundfos Product Center. The answer is yes. In the final part of this module, we’re going to show you how it works. 

When sizing your pump in Grundfos Product Center, you’ll have the option to select available solar modules by Grundfos or add your own solar panels to the sizing programme. 

To add your own solar panels in Grundfos Product Center, simply start the sizing process and head to ‘System configuration’ and select ‘Calculate’. From here, you can edit all the relevant information for the specific solar panel you want to create. Once you’re done, make sure to enable 'Save and close with OK' to save your settings and click 'OK'. Your solar panel will then be added to the sizing programme.

Furthermore, you can compare the results between, for instance, two different brands or sizes of a solar panel.

So, that covers the main characteristics of solar panels. Let’s recap what we’ve learned.

There are two types of solar panels: crystalline and thin film. Crystalline offers efficiency levels between 13-20 %, while thin film offers 6-8 %.

A serial connection is a set of solar panels connected in a string. An array connection is when more than one string is connected in parallel. 

And finally, you can now add your own solar panels to Grundfos Product Center, thereby matching sizing specifications exactly according to your needs.

Visão geral do curso

Módulos
Módulos: 2
Tempo de duração
Tempo de duração: 18 minutos
Nível de dificuldade
Nível de dificuldade: Avançado