AULA 4 FUNDAMENTOS DE ENERGIA SOLAR

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AULA 4 
FUNDAMENTOS DE 
ENERGIA SOLAR 
CONVERSA INICIAL 
Olá! Seja bem-vindo à quarta aula de Fundamentos da Energia 
Solar. 
Meu nome é Juliana D’Angela Mariano. Sou formada no curso 
técnico e tecnólogo em Eletrotécnica e mestre em Engenharia de 
Sistemas Fotovoltaicos. Antes de entrar na carreira acadêmica, 
trabalhei alguns anos com elaboração de projetos elétricos prediais 
e industriais. Atualmente, faço doutorado em Engenharia de 
Sistemas Fotovoltaicos, além de trabalhar como professora de 
Energia Solar. 
Nessa quarta aula falaremos sobre a as características técnicas 
dos módulos fotovoltaicos e suas condições de operação. 
Também falaremos sobre as vantagens e desvantagens da 
aplicação de cada tecnologia de módulo fotovoltaico, destacando 
as informações técnicas que cada produto oferece. 
Também vamos entender como se dá a leitura das folhas de dados 
presentes nestes equipamentos, as mesmas folhas que 
acompanham todos os aparelhos elétricos e eletrônicos. 
Efeitos como temperatura e outras variáveis podem interferir no 
funcionamento de nossos módulos fotovoltaicos, por isso, vamos 
nos aprofundar mais nesse assunto na aula de hoje. 
Bons estudos! 
CONTEXTUALIZANDO 
Você se lembra dos variados tipos de células fotovoltaicas 
explicados na aula anterior? Essas células podem ser aplicadas 
nos módulos fotovoltaicos que, quando ligados em um painel, 
geram energia elétrica nas mais variadas condições de operação. 
Dentro do universo fotovoltaico, o qual teve início com a primeira e 
a segunda geração de tecnologias tradicionais (que utilizavam 
silício mono e policristalino), é essencial entender as características 
de cada tecnologia. A terceira geração de tecnologia fotovoltaica é 
composta pelos filmes finos que são derivados de compostos 
químicos menos abundantes da superfície da Terra. 
Cada material que compõe uma célula e posteriormente integra um 
módulo fotovoltaico apresenta propriedades bem definidas quanto 
a sua eficiência de conversão, além de contar com resposta 
espectral diferente conforme o comprimento da onda e efeitos 
variados quando sob altas temperaturas. Evidentemente, toda 
tecnologia apresenta prós e contras na sua aplicação. 
02 
Para que os consumidores possam comparar e se decidirem por 
uma tecnologia, existe uma folha de dados de resultados de testes 
que foram padronizados por órgãos competentes — no caso do 
Brasil, o Inmetro. Nessa folha de dados é possível encontrar muitas 
informações elétricas, mecânicas, térmicas e operacionais, 
garantindo confiabilidade ao produto. 
Na aula de hoje definiremos os termos presentes na folha de dados 
encontrada nos módulos fotovoltaicos, como: condições STC; AM 
(Air Mass); tensão de circuito aberto; corrente de curto circuito e 
curvas I x V (Tensão x Corrente) diversas. Esses parâmetros são 
primordiais ao projetista ao longo do projeto, pois aumentam o 
leque de opções que possibilitam a melhor tomada de decisões 
mediante a necessidades do cliente. 
Muitos termos técnicos, não é mesmo? Não se preocupe, pois na 
aula de hoje o objetivo é nos familiarizarmos com esses termos e 
começar a agregá-los no vocabulário técnico dos projetistas. 
TEMA 1 – MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE SILÍCIO 
CRISTALINO 
Iniciaremos esta aula apresentando os diferentes tipos de módulos 
fotovoltaicos, principalmente os de silício cristalino, destacando sua 
eficiência de conversão e suas variadas aplicações. 
Um módulo fotovoltaico é composto de um conjunto de células 
dispostas sobre uma estrutura rígida e interligadas eletricamente. É 
nele que ocorre a fotogeração através do fenômeno do efeito 
fotovoltaico. 
A fotogeração se baseia em três fenômenos físicos principais, que 
são: 
• �  a absorção da radiação pelo dispositivo e geração de 
pares elétron-lacuna; 
• �  a movimentação interna dos portadores gerados; 
• �  a separação dos portadores gerados por meio de um 
campo elétrico interno 
ao dispositivo, gerando uma barreira de potencial (VB) 
Em síntese, esses três fenômenos ocorrem na junção PN da 
célula fotovoltaica. 
03 
Figura 1 – A célula de silício cristalino 
Fonte: Shutterstock, 2017. 
É possível fabricar esses conjuntos de células fotovoltaicas a partir 
dos mais diferentes componentes químicos, como silício cristalino 
(caracterizando a tecnologia tradicional), ou em filmes finos, que 
são geralmente aplicados em substratos rígidos e flexíveis, 
constituindo um módulo fotovoltaico. 
A seguir explicaremos as características da tecnologia tradicional 
dos módulos fotovoltaicos de silício cristalino, destacando sua 
eficiência de conversão, as vantagens e as desvantagens de cada 
tecnologia. 
1.1 Módulo de silício monocristalino (m-Si) 
A utilização dos módulos de silício monocristalino merece um 
destaque especial por ser a tecnologia antecessora empregada na 
conversão fotovoltaica. No entanto, devido ao seu processo de 
fabricação, que utiliza um único cristal de silício ultrapuro, esta 
tecnologia é a mais custosa dentre as tecnologias fotovoltaicas. 
Por isso, é possível reconhecer facilmente as diferenças entre este 
módulo e o de silício policristalino, pois apresentam uma cor 
uniforme, indicando silício de alta pureza, e cantos tipicamente 
arredondados, como você pode ver na imagem a seguir. 
04 
Figura 2 – Módulo de silício monocristalino. 
Fontes: Yingli Solar, 2017 (esq.); Shutterstock, 2017 (dir.). 
Quanto às suas características, cabe destacar que 
[e]les são feitos a partir de um único cristal de silício ultrapuro (lingotes de silício 
de forma cilíndrica), este é fatiado como um "salame" fazendo assim lâminas de 
silício individuais, que são então tratadas e transformadas em células 
fotovoltaicas. Cada célula fotovoltaica circular tem seus “4 lados” cortados fora 
para otimizar o espaço disponível no painel solar monocristalino e aproveitar 
melhor a área do painel. O painel solar é composto por uma matriz de células 
fotovoltaicas em formações de série e paralelo (Portal Solar, 2017). 
Estudos apontam que a eficiência comercial média de um módulo 
de silício monocristalino é de 18%. O processo de produção 
utilizado é o Czochralski, conferindo uma forma arredondada aos 
lingotes de silício, que posteriormente apresentarão coloração azul-
escuro ou quase preto (com antirreflexo), cinza ou azul-
acinzentado (sem antirreflexo) (Villalva; Gazolli, 2012). 
Vantagens: 
• �  Módulos fotovoltaicos de silício monocristalino 
ocupam menos espaço devido a sua maior eficiência, pois 
necessitam de menos espaço para gerar a mesma quantidade 
de energia elétrica. 
• �  A vida útil dos módulos monocristalinos é maior que 
30 anos e eles têm com garantia de 25 anos. 
• �  Tendem a funcionar melhor do que módulos 
policristalinos em condições de pouca luz (Portal Solar, 2017). 
Desvantagens: 
• �  Módulos monocristalinos são os mais caros. Do ponto 
de vista financeiro, um painel solar que é feito de silício 
policristalino e, em alguns casos, de filme fino pode ser uma 
escolha melhor para os proprietários que se importam com o 
custo. 
05 
� O processo Czochralski usado para produzir silício 
monocristalino resulta em grandes lingotes cilíndricos. Quatro lados 
são cortados dos lingotes para fazer as lâminas de silício, por isso 
uma quantidade significativa do silício não é aproveitada naquela 
célula e precisa ser reciclado (Portal Solar, 2017). 
1.2 Módulo de silício policristalino (m-Si) 
Os módulos de silício policristalino foram introduzidos no mercado 
em 1981. A principal diferença relativa aos módulos de silício 
policristalino se apresenta em relação ao método de fabricação 
empregado. Este método se desenvolve pela fundição dos cristais, 
ou seja, cristais de silício são fundidos em um bloco, preservando 
assim a formação dos múltiplos cristais. Quando esse bloco é 
cortado e fatiado, é possível observar essa formação múltipla de 
cristais, conforme mostrado na imagem a seguir. 
Figura 3 – Módulo de silício policristalino. 
Fonte: Yingli Solar,2017 (esq.); Shutterstock, 2017 (dir.). 
Apresentam eficiência na conversão de, em média, 15%. Após 
serem fundidos e aquecidos em forma quadrada, recebem uma 
coloração azul (com antirreflexo) ou cinza-prateado (sem 
antirreflexo). 
Vantagens: 
• �  A quantidade de silício residual gerado durante o 
processo de corte das células fotovoltaicas é menor em 
comparação com o processo de obtenção de silício 
monocristalino. 
• �  Painéis policristalinos tendem a ser um pouco mais 
baratos que os painéis solares monocristalinos. 
• �  A vida útil dos painéis policristalinos ultrapassa os 30 
anos e eles têm garantia de 25 anos. 
 
06 
Desvantagens: 
� A eficiência de módulos fotovoltaicos policristalinos é reduzida 
se comparada ao silício monocristalino devido à menor pureza do 
polisilício. 
� Menor energia por m2, necessitando assim de alocação de uma 
área maior para gerar a mesma quantidade de Watts/m2 que o 
painel monocristalino. 
TEMA 2 – MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE FILMES 
FINOS 
Agora passaremos à a tecnologia dos módulos fotovoltaicos de 
filmes finos, os quais apresentam como principal característica sua 
aplicação, que pode ser feita em substratos rígidos ou flexíveis. 
Essa tecnologia também é conhecida como células fotovoltaicas de 
película fina (TFPV),e pode ser constituída dos seguintes materiais: 
• �  silício amorfo (a-Si); 
• �  telureto de cádmio (CdT e); 
• �  disseleneto de cobre e índio (CIS); 
• �  disseleneto de cobre, índio e gálio (CIGS); 
• �  silício micromorfo (µcSi/a-Si); 
• �  célula fotovoltaica orgânica. 
Figura 4 – Célula de filme fino 
As principais características dos módulos de filmes finos são 
definidas a seguir. 
� Utilizam pouca matéria-prima quando fabricadas a partir de: c-Si 
– 250 µm (0,25 mm) de espessura. 
 
07 
a-Si – 1 µm (0,001 mm) de espessura. 
• �  Os substratos podem ser aplicados em superfícies 
rígidas (vidro) ou 
flexíveis (aço inoxidável), ou em superfícies planas, curvas, 
transparentes. 
• �  Essa característica confere a esse material uma boa 
aparência estética, podendo substituir elementos 
arquitetônicos. Os módulos 
semitransparentes responde bem à luz natural. 
• �  A integração monolítica entre células permite que 
essas células de 
multijunção apresentem uma tensão de circuito aberto (VOC) 
elevada. 
• �  Os processos são automatizados, garantindo o baixo 
custo de produção se 
produzidos em grande escala. 
A seguir será apresentada a descrição de cada material. 
2.1 Módulo de silício amorfo (A-Si) 
Devido à produção de energia elétrica ser baixa nesta 
tecnologia, as células fotovoltaicas baseadas em silício 
amorfo, tradicionalmente, só foram usadas em aplicações de 
pequena escala, como calculadoras de bolso. No entanto, as 
inovações recentes permitiram que esta tecnologia passasse 
a ser utilizada também em aplicações de larga escala. 
Figura 5 – Módulo de silício amorfo 
Fonte: Hanergy, 2017. 
Com uma técnica de fabricação chamada de "empilhamento", várias camadas de 
células de silício amorfo podem ser combinadas, o que resulta em taxas mais 
elevadas de eficiência (tipicamente cerca de 6- 9%). Apenas 1% do silício 
utilizado em células solares de silício cristalino é necessário nas células solares 
de silício amorfo. Por outro lado, o empilhamento é caro. (Portal Solar, 2017) 
08 
2.2 Módulo de telutero de cádmio (CdTe) 
A tecnologia de telureto de cádmio é a única tecnologia de painéis 
solares de película fina que superou o custo/eficiência de painéis 
fotovoltaicos de silício cristalino em uma parcela significativa do 
mercado mundial de painéis solares. 
Figura 6 – Módulo de telureto de cádmio 
Fonte: First Solar, 2017. 
A eficiência de módulos fotovoltaicos com base na tecnologia de 
telureto de cádmio é muito similar à apresentada pelo silício 
cristalino, podendo chegar a 17%. A aplicação desta tecnologia é 
geralmente utilizada em grande escala nas usinas fotovoltaicas. 
2.3 Módulo de disseleneto de cobre, índio e gálio (CIS, 
CIGS) 
A produção comercial de módulos fotovoltaicos CIGS flexível foi 
iniciada na Alemanha em 2011. Em comparação a outras 
tecnologias de filme-fino, como as descritas anteriormente, as 
células solares CIGS mostraram o maior potencial em termos de 
eficiência e contêm menor quantidade do cádmio (material tóxico 
que é encontrado em células solares de CdTe). 
 
09 
Figura 7 – Módulo de telureto de cádmio 
Fonte: SMA, 2017. 
Os índices de eficiência para painéis solares CIGS normalmente 
operam na faixa de 10-12%, e já existem alguns que ultrapassam 
os 13% sendo vendidos no Brasil. 
2.4 Módulo de células orgânicas (OPV) 
As mais recentes tecnologias ainda em fase de desenvolvimento são as células 
orgânicas, tipo de célula solar de polímero que usa a eletrônica orgânica, 
utilizando o processo industrial (roll to roll) de impressão de células fotovoltaicas 
orgânicas em substrato leve, flexível e transparente. (Portal Solar, 2017) 
Figura 8 – Módulo de células orgânicas. 
Fonte: Light by Solar, 2017. 
010 
Entre suas principais características, é possível destacar: 
A célula solar de polímero orgânico foi idealizada há muitos anos como uma 
tecnologia fotovoltaica flexível, de baixo custo, feita utilizando processos de 
impressão, máquinas simples e materiais abundantes. Eles utilizam um processo 
industrial (roll to roll) de impressão de células fotovoltaicas orgânicas em 
substrato leve, flexível e transparente. As eficiências das células orgânicas 
variam (Portal Solar, 2017). 
Vantagens dos filmes finos: 
• �  A produção em massa é simples em comparação 
com a tecnologia cristalina. Isto os torna potencialmente mais 
baratos de fabricar do que as células de silício cristalino. 
• �  Sua aparência homogênea é esteticamente bonita. 
• �  Pode ser flexível, o que abre um leque de aplicações 
muito grande. 
• �  Altas temperaturas e sombreamento de árvores e 
outras obstruções têm 
menos impacto sobre o desempenho do painel solar de filme 
fino (Portal Solar, 2017). 
Desvantagens dos filmes finos: 
• �  Módulos de filme fino não são, em geral, utilizados na 
maioria das instalações de sistemas fotovoltaicos residenciais. 
Eles são baratos, mas também exigem uma grande 
quantidade de espaço. 
• �  Menos eficiência por m2 significa que o seu custo 
com estrutura de instalação, mão de obra e cabeamento tende 
a aumentar. 
• �  Painéis solares de filme fino tendem a se degradar 
mais rapidamente do que os painéis solares monos e 
policristalinos, e é por isso que eles geralmente vêm com uma 
garantia mais curta (Portal Solar, 2017). 
TEMA 3 – CURVAS E PARÂMETROS 
CARACTERÍSTICOS 
Toda vez que você precisar pesquisar características dos 
módulos fotovoltaicos você poderá encontrá-las na folha de 
dados, a qual chamamos de datasheet. Ela geralmente se 
encontra disponível no portal dos fabricantes de módulos 
fotovoltaicos. 
Termos como condições STC; AM (Air Mass); tensão de 
circuito aberto; corrente de curto-circuito e curvas I x V 
(Tensão x Corrente) serão necessários para guiar as escolhas 
do projetista ao longo do projeto. 
011 
Por esse motivo passaremos agora a falar sobre esses termos para 
saber como e quando utilizá-los. Todas as definições a seguir 
podem ser encontradas na legislação do Inmetro para ensaio de 
módulos fotovoltaicos. 
3.1 Parâmetros característicos 
� 
� 
Condições-padrão para ensaio (STC ! Standard Test 
Conditions): visam determinar as características elétricas do 
módulo nas seguintes condições (Urbanetz Jr, 2017): 
" Temperatura de junção da célula: 25°C. 
" Irradiância total: 1000W/m2, normal à superfície de ensaio. " 
Espectro solar para AM 1,5. 
Massa de Ar (AM ! Air Mass): Razão entre o caminho ótico 
percorrido pelos raios solares na atmosfera e o caminho vertical na 
direção de zênite ao nível do mar (Urbanetz Jr, 2017). 
Figura 9 – Representação do Air Mass 
Fonte: Urbanetz Jr, 2017. 
� Tensão de Circuito Aberto (VOC ! Open Circuit Voltage):tensão gerada por um conversor fotovoltaico sem carga (saída 
aberta), para valores preestabelecidos de temperatura e irradiância 
total (Urbanetz Jr, 2017). 
� Corrente de Curto-Circuito (ISC ! short Circuit Current): 
corrente de saída de um conversor fotovoltaico, na condição de 
curto-circuito, e para valores preestabelecidos de temperatura e 
irradiância total (Urbanetz Jr, 2017). 
� Curva característica ou Curva I-V: representação dos valores 
da corrente de saída de um conversor fotovoltaico, em função da 
sua tensão de saída, para condições preestabelecidas de 
temperatura e de irradiância total (Urbanetz Jr, 2017). 
 
012 
Figura 10 – Representação do ponto de máxima potência 
Fonte: Urbanetz Jr, 2017. 
� 
Potência Nominal de um Módulo (PNOM): É o valor de potência 
que o módulo fornece nas condições-padrão de ensaio (STC) e é 
especificado na etiqueta pelo fabricante (Urbanetz Jr, 2017). 
" Corresponde ao Ponto de Potência Máxima (PMP) nas STC. 
" A potência nominal do módulo é especificada em Wp (watt-
pico) e é 
dada pela seguinte equação: 
PNOM = PMP = IMP x VMP (@ STC)!Wp (watt-pico) 
Fator de Forma (FF ! Fill Factor): razão entre a potência 
máxima (PMP) e o produto da tensão de circuito aberto (VOC) pela 
corrente de curto- circuito (ISC), especificada na forma de 
porcentagem (Urbanetz Jr, 2017). 
� 
Figura 11 – Representação do fator de forma 
Fonte: Urbanetz Jr, 2017. 
3.2 Curvas características 
� Curvas características (I-V) de módulo fotovoltaico – 
Influência da Irradiância (W/m2): A seguir são mostradas as Curvas 
I-V de um módulo para vários níveis de Irradiância (W/m2), com 
temperatura constante em 25°C. 
 
 
013 
Figura 12 – Curva I-V 
Fonte: Yingli Solar, 2017. 
Quanto maior a irradiância, maior será a tensão e a corrente nesse 
módulo, proporcionais à potência que pode ser produzida por este 
módulo. 
� Influência da Temperatura (°C): As Curvas I-V de um módulo 
para várias temperaturas das células são mostradas a seguir, 
considerando-se uma Irradiância constante em 1000W/m2 e AM 
1,5. 
Figura 13 – Curva I-V para temperatura 
Fonte: Yingli Solar, 2017. 
Quanto maior a temperatura de operação do módulo, maiores são 
as correntes, mas menores são as tensões interferindo na potência 
de operação que pode ser reduzida. 
Exemplo de uma folha de dados de um módulo fotovoltaico: 
 
014 
Figura 14 – Folha de dados de um módulo fotovoltaico 
Fonte: Yingli Solar, 2017. 
Nessa folha de informações você encontrará: 
• �  parâmetros elétricos nas condições-padrão de teste e 
na condição nominal 
de circuito aberto; 
• �  características térmicas; 
• �  condições de operação; 
• �  características gerais; 
• �  especificações de embalagem. 
TEMA 4 – EFICIÊNCIA DE CONVERSÃO DA 
CÉLULA FV E DO MÓDULO FV 
Dados sobre a eficiência de conversão da célula fotovoltaica e 
do módulo também são encontrados na folha de dados 
abordada anteriormente. Geralmente esses dados são 
apresentados em forma de símbolos, e em nossa aula eles 
serão definidos para o maior conhecimento da tecnologia 
fotovoltaica. Continuaremos, assim, a definir mais parâmetros 
característicos. 
� Eficiência de conversão (Ƞ) 
Ƞ = Po / Pi 
Po = potência obtida na saída do conversor. 
Pi = potência da radiação solar incidente sobre a área do conversor 
(célula ou módulo) fotovoltaico. 
015 
� Eficiência de conversão de célula ou módulo – Ƞ (%) 
É a razão entre a potência máxima fornecida pela célula (ou 
módulo 
fotovoltaico) e o produto da área da célula (ou do módulo) pela 
irradiância total. 
AMT – área total do módulo ACT – área total da célula 
� Eficiência de conversão (Módulos comerciais @ STC) 
Cada tecnologia apresenta uma eficiência de conversão conforme 
especificações de seu fabricante. Na sequência iremos definir as 
faixas de eficiência de conversão para cada tecnologia empregada 
nos módulos fotovoltaicos: 
" Módulos de silício monocristalino (m-Si): entre 14% e 17%. 
"Módulos de silício monocristalino especiais (m-Si): entre 17% e 
20% 
(“HIT”; “back contact”). 
• " #Módulos de silício monocristalino bifaciais: superior 
a 20%. 
• " #Módulos de silício policfristalino (p-Si): entre 13% e 
16%. 
• " #Módulos de silício amorfo (a-Si) estabilizado: entre 
6% e 8%. 
• " #Módulos de Telureto de Cádmio (CdTe): entre 7% e 
10 %. 
• " #Módulos de Disseleneto de Cobre, Índio e Gálio 
(CIGS): entre 9% e 11%. 
• " #Módulos de silício que utilizam silício microamorfo 
(a-Si/µc-Si): entre 8% 
e 9%. 
4.1 Escolha da tecnologia 
A escolha da tecnologia muitas vezes depende de diversas 
variáveis que devem ser consideradas em um projeto 
fotovoltaico. Entre essas variáveis, destacam-se os aspectos 
energéticos, pois, como vimos, toda tecnologia existente 
apresenta características próprias, principalmente no que se 
refere à eficiência de conversão. 
Outro fator importante no desenvolvimento e na aplicação de 
projetos fotovoltaicos são os aspectos arquitetônicos, nos 
quais a estética do edifício deve ser respeitada, o que acaba 
por interferir no posicionamento e na estrutura desses 
sistemas. 
 
016 
A área disponível deve ser uma das premissas mais importantes, 
pois exercem influência proporcionalmente sobre a potência 
instalada (Wp), definindo a capacidade do sistema de atender a 
determinadas demandas por energia elétrica. Quando se deseja 
obter maior eficiência, conforme vimos nesta aula, 
consequentemente a área utilizada será menor. 
Assim, um bom projeto deve ter bem definido qual será o foco da 
aplicação: maior eficiência aplicada em uma área limitada, ou 
ampla gama de escolhas de tecnologias em um vasto espaço. 
Para simplificar, vamos trazer um ótimo exemplo elaborado pela 
empresa SMA, que representa a aplicação de cada tecnologia de 
módulo fotovoltaico na instalação de 1kWp: 
Figura 15 – Área necessária para instalar 1kWp 
Fonte: SMA, 2017. 
Podemos notar que existe uma grande variação entre as áreas 
necessárias para aplicar os mesmos 1kWp de potência nas 
tecnologias apresentadas. Os módulos de silício monocristalino 
requerem uma área menor, enquanto os módulos de silício amorfo 
necessitam de uma área quase duas vezes maior. 
Existem ainda outros fatores que podem limitar a eficiência dos 
módulos fotovoltaicos e estão em fase de pesquisa. São eles: 
• �  reflexão; 
• �  absorção incompleta dos fótons; 
• �  recombinação; 
• �  recuperação parcial da energia dos portadores 
fotogerados; 
• �  operação fora do ponto de máxima potência; 
 
017 
• �  resistência de contatos; 
• �  sombreamento pela grade de contato. 
TEMA 5 – EFEITOS DA TEMPERATURA E 
RESPOSTA ESPECTRAL DAS CÉLULAS 
O último tema da aula refere-se aos efeitos da temperatura 
sobre os módulos fotovoltaicos abordados nesta aula. 
Finalizaremos falando sobre a resposta espectral de cada tipo 
de célula fotovoltaica, que, como vimos, apresenta diferentes 
eficiências de conversão. 
5.1 Coeficientes de temperatura 
O aumento da temperatura de operação, de um modo geral, 
tem efeito negativo no desempenho dos dispositivos 
fotovoltaicos, reduzindo a eficiência de conversão. Esses 
efeitos podem interferir em 3 outros parâmetros de operação. 
São eles: 
• �  Coeficiente de temperatura sobre a corrente (α) 
influenciando diretamente no ligeiro aumento de ISC. 
• �  Coeficiente de temperatura sobre a tensão (β) pode 
resultar na diminuição acentuada de VOC. 
• �  Coeficiente de temperatura atua sobre a potência (γ), 
resultando na diminuição da potência máxima, pois o efeito da 
temperatura sobre VOC é maior do que sobre ISC. 
O coeficiente γ depende da tecnologia fotovoltaica aplicada e 
em geral é negativo. 
Normalmente esses parâmetros são especificados na 
folha de dados do módulo para irradiância de 1000 W/m2 e 
AM 1,5. 
Um exemplo para um módulo fotovoltaico de silício 
monocristalino m-Si é apresentado a seguir, em que: 
α = +2,2 mA/°C 
β = -0,14 V/°C 
γ = -0,38%/°C 
Nesse exemplo, o coeficiente detemperatura sobre a corrente 
é de 2,2 mA 
para cada grau aumentado. Logo, temos o coeficiente de 
temperatura sobre a tensão de -0,14 Volts para cada grau 
aumentado, e, consequentemente, um 
018 
coeficiente de temperatura sobre a potência de -0,38% para cada 
grau aumentado. 
A seguir apresentamos quais tecnologias apresentam maiores 
quedas em relação às potências quando o coeficiente de 
temperatura é aumentado. 
Figura 16 – Resposta das células conforme a temperatura 
Fonte: Urbanetz Jr, 2017. 
A seguir, mais alguns exemplos para tecnologias de silício cristalino 
em comparação com o silício amorfo: 
c-Si: γ = -0,45 %/°C 
a-Si: γ = -0,13 %/°C 
Com o gráfico apresentado na figura anterior e o exemplo mostrado 
acima, 
podemos concluir que módulos de silício cristalino apresentam 
menor queda de potência quanto maior a temperatura no módulo 
fotovoltaico. 
5.2 Resposta espectral dos diferentes tipos de células FV 
• �  A radiação solar não é monocromática, apresenta 
diferentes comprimentos de onda. 
• �  As células fotovoltaicas, dependendo dos materiais 
empregados, apresentam diferentes sensibilidades para cada 
comprimento de onda da radiação solar incidente, conforme 
figura a seguir: 
 
019 
Figura 17 – Resposta espectral conforme comprimento de onda 
Fonte: Urbanetz Jr, 2017. 
De acordo com o gráfico, podemos novamente concluir que o silício 
cristalino apresenta maior sensibilidade de resposta conforme o 
comprimento de onda. As células compostas por disseleneto de 
cobre e índio também apresentam uma boa resposta. Já as células 
compostas de silício amorfo são mais sensíveis a espectros 
menores de ondas. 
Como já foi dito antes, um bom projeto fotovoltaico deve levar em 
consideração a tecnologia a ser empregada, analisando o ambiente 
onde esta será aplicada, devido às características de luminosidade, 
temperatura e sombreamento que interferem consideravelmente na 
aplicação desses sistemas. 
NA PRÁTICA 
Vimos, na Figura 15, um exemplo prático trazido pela empresa 
SMA, que mostra as diversas tecnologias estudadas nesta aula e a 
área necessária para instalação de um potência de 1kWp. Neste 
exemplo prático podemos notar a variação entre áreas e eficiências 
dos módulos, devido ao fato de que a eficiência impacta de forma 
inversamente proporcional a área de aplicação, ou seja, quanto 
maior a eficiência, menor a área requerida para instalação dos 
módulos fotovoltaicos. 
FINALIZANDO 
Nesta aula apresentamos as características da tecnologia 
tradicional dos módulos fotovoltaicos de silício cristalino e filmes 
finos, destacando sua eficiência de conversão, as vantagens e as 
desvantagens de cada tecnologia. 
020 
Definimos termos presentes na folha de dados dos módulos 
fotovoltaicos, como condições STC, AM (Air Mass), tensão de 
circuito aberto, corrente de curto- circuito e curvas I x V (Tensão x 
Corrente) diversas, com o objetivo de auxiliar as escolhas do 
projetista ao longo do projeto. 
Falamos também sobre a eficiência de conversão da célula 
fotovoltaica e do módulo, assim como os efeitos da temperatura e a 
resposta espectral das células. Na próxima aula, falaremos sobre 
as maneiras de trabalhar com dados solarimétricos. 
Bons estudos e até lá! 
021 
REFERÊNCIAS 
BRASIL. Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio 
Exterior. Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e 
Qualidade Industrial – INMETRO. Portaria no 004, de 04 de janeiro 
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