Como calcular a potência de um painel solar?

Mais do que um indicador numa etiqueta, a potência do painel solar é um fator decisivo para determinar a rentabilidade do seu projeto fotovoltaico, quer se trate de autoconsumo total, de revenda total ou de autoconsumo + revenda.

Neste guia prático, vamos analisar as três diferentes "potências" dos painéis solares, os critérios para escolher a potência correcta para dimensionar a sua instalação, os factores que influenciam a eficiência do painel e concluir com uma FAQ. Partimos! 

Compreender as três potências dos painéis solares

Existem três níveis principais de potência dos painéis solares: potência máxima, potência real e potência variável (consoante as condições climatéricas). Vejamos mais pormenorizadamente. 

#1 Qual é a potência máxima de um painel solar?

Expressa em watts de pico (Wp) ou quilowatts de pico (kWp), a potência máxima de um painel solar é a potência eléctrica produzida pelo painel em condições óptimas de luz solar e de temperatura. Também conhecida como potência de pico, é determinada pelos fabricantes durante os testes efectuados em condições normalizadas numa base de 1 m² (luz solar de 1.000 W/m², temperatura de 25°C e espetro solar AM 1,5).

O objetivo da potência máxima é facilitar a comparação do desempenho dos diferentes painéis solares disponíveis no mercado. De um modo geral, os painéis solares têm potências máximas que variam entre 250 Wp e mais de 400 Wp, consoante a tecnologia da célula utilizada (monocristalina, policristalina ou de película fina) e a dimensão do painel.

Estamos aqui numa potência teórico. Como pode ver, o seu sistema fotovoltaico nunca atingirá esta potência máxima em condições reais. Para o ajudar a ver as coisas com mais clareza, eis um quadro recapitulativo da potência máxima estimada dos painéis solares por metro quadrado, em função da tecnologia utilizada nas células: 

Tecnologia	Potência máxima (Wp/m²)
Monocristalino	190 – 210
Policristalino	150 – 180
Amorfo (silício amorfo)	60 – 80
Filmes finos (CIGS, CdTe)	100 – 140

Como se pode ver, os painéis solares monocristalinos têm geralmente a melhor eficiência de conversão, seguidos dos painéis policristalinos. Os painéis amorfos e os painéis de película fina têm potências máximas mais baixas, mas podem ser mais adequados para determinadas situações, por exemplo, quando o espaço é limitado ou para aplicações integradas em edifícios (BIPV ou Building-integrated photovoltaics).

#2 A verdadeira potência de um painel solar

Como o nome sugere, a potência real de um painel solar mede a sua produção em condições de luz solar e temperatura típicas da sua região. Ao contrário da potência máxima, que é medida em condições ideais de laboratório, a potência real reflecte o desempenho que pode esperar da sua instalação no dia a dia.

Em França, a potência real de um painel solar varia geralmente entre 75 % e 80 % da sua potência máxima. Esta diferença pode ser explicada por vários factores, nomeadamente o ângulo de incidência do sol, a temperatura de funcionamento dos painéis, o sombreamento e a qualidade da célula fotovoltaica.

#3 A potência variável de um painel solar ?

É importante lembrar que a eletricidade produzida por um painel solar não é constante. Ela varia consoante a estação do ano e a hora do dia. 

Por exemplo, um painel produzirá mais eletricidade no verão do que no inverno. Isto é conhecido como potência variável e refere-se à eletricidade produzida por um painel solar em função das variações da luz solar e da temperatura ao longo do dia e do ano.

Para estimar a produção variável de um painel solar, podem ser utilizados modelos de simulação como o PVsyst (desenvolvido pela Universidade de Genebra) ou o SAM (System Advisor Model), que têm em conta a irradiação solar, a temperatura, a orientação e a inclinação do painel, bem como as características técnicas dos componentes da instalação. 

Vejamos um exemplo concreto para ilustrar a utilização de um modelo de simulação como o PVsyst para estimar a potência variável de um painel solar. Imaginemos que pretende instalar um sistema fotovoltaico de 5 kWp no telhado da sua casa no Sul de França. Para obter uma estimativa exacta da produção de energia do seu sistema, terá de introduzir as seguintes informações no PVsyst :

1. Localização Cidade ou região onde se situa a sua casa.
2. Orientação azimute dos painéis solares (por exemplo, sul = 0 graus, sudeste = -45 graus, sudoeste = +45 graus).
3. Tilt ângulo de inclinação dos painéis solares em relação à horizontal (por exemplo, 30 graus).
4. Tipo de painéis Modelo e marca dos painéis solares que tenciona instalar.
5. Potência de pico da sua instalação (neste exemplo, 5 kWp).

Uma vez introduzidos estes dados, o PVsyst simula a produção de energia da sua instalação, tendo em conta a irradiação solar, a temperatura, a orientação e a inclinação dos painéis, bem como as características técnicas dos componentes. O software fornecerá então estimativas da potência real e da produção anual de energia, ajudando-o a determinar se a instalação proposta satisfará as suas necessidades energéticas e os seus objectivos de rentabilidade.

Qual é a potência de um painel solar para 1 m²?

Para calcular a potência de um painel solar por metro quadrado, divida a potência nominal (ou potência de pico) do painel solar pela sua área de superfície. Eis a fórmula a utilizar:

Potência por m² = Potência nominal (Wp) / Área de superfície do painel (m²)

Eis como o fazer passo a passo:

1. Encontrar a potência nominal do painel solar: A potência nominal, também conhecida como potência de pico, é expressa em watts de pico (Wp) e pode normalmente ser encontrada na folha de dados técnicos do painel solar ou na etiqueta do produto.
2. Determinar a área de superfície do painel solar: Meça o comprimento (L) e a largura (W) do painel solar em metros (m) e multiplique-os para obter a área de superfície em metros quadrados (m²).

Área do painel (m²) = Comprimento (m) × Largura (m)

1. Calcular a potência por metro quadrado: Dividir a potência nominal (Wp) pela área de superfície do painel (m²) para obter a potência por metro quadrado (Wp/m²).

Potência por m² = Potência nominal (Wp) / Área de superfície do painel (m²)

Por exemplo, se tivermos um painel solar de 300 Wp com um comprimento de 1,6 m e uma largura de 1 m, a superfície do painel será de 1,6 m². A potência por metro quadrado seria então de :

Potência por m² = 300 Wp / 1,6 m² ≈ 187,5 Wp/m²

Isto significa que o painel solar produz cerca de 187,5 watts de pico por metro quadrado.

Como escolher a potência da instalação fotovoltaica de acordo com o consumo da casa?

Para dimensionar corretamente o seu painel fotovoltaico, é necessário basear a sua potência no consumo de eletricidade da sua casa. Eis os passos a seguir: 

• Estimar o consumo anual de eletricidade da sua casa (em kWh). Pode encontrar esta informação nas suas facturas de eletricidade ou através de um estudo energético da sua casa;
• Calcular a produção anual de eletricidade necessária para cobrir o consumo (tendo em conta a eficiência da instalação, que é de 80 % em média). Por exemplo, se o consumo anual da sua casa for de 5.000 kWh, a produção anual necessária será de 5.000 kWh / 0,80 = 6.250 kWh;
• Determinar a quantidade média de luz solar na sua região (em horas de sol por ano). Esta informação pode ser obtida a partir de dados meteorológicos locais ou através de ferramentas em linha;
• Calcular a potência necessária dos painéis solares dividindo a produção anual de eletricidade necessária pela quantidade média de luz solar (em kWh/h). Por exemplo, se a produção anual necessária for de 6.250 kWh e a quantidade média de sol for de 1.500 h, a potência necessária será de 6.250 kWh / 1.500 h = 4,17 kWp;
• Escolha painéis solares com uma potência máxima acumulada igual ou superior à potência calculada necessária. No exemplo acima, é necessário escolher painéis solares com uma potência máxima total de, pelo menos, 4,17 kWp, ou mais, se quiser vender à EDF OA.

Nota: um quilowatt-pico (kWp) produz cerca de 900 a 1 400 kWh por ano. Esta estimativa permitir-lhe-á determinar a potência necessária para cobrir o seu consumo.

Quais são as variáveis que afectam a eficiência de uma instalação solar?

O rendimento de uma instalação solar determina diretamente a quantidade de energia produzida e as poupanças que faz na sua fatura de eletricidade. Por isso, é necessário prestar-lhe especial atenção para evitar surpresas desagradáveis.

Para tirar o máximo partido do seu sistema fotovoltaico, é fundamental compreender e otimizar os factores que influenciam o seu desempenho:

• Orientação e inclinação dos painéis solares Virado para sul: em França e, de um modo geral, nos países do hemisfério norte, a orientação para sul é a melhor forma de maximizar a exposição ao sol. O ângulo ótimo depende da latitude do local;
• Sombreamento Sombreamento: as sombras projectadas por árvores, edifícios ou outros obstáculos podem reduzir a produção de eletricidade. Pode ser efectuado um estudo de sombreamento para avaliar o impacto do sombreamento no rendimento da instalação e determinar a melhor configuração dos painéis;
• A temperatura Coeficiente de temperatura: a eficiência dos painéis solares diminui com o aumento da temperatura. O coeficiente de temperatura, geralmente expresso como %/°C, indica a variação da potência do painel em função da temperatura. É importante escolher painéis solares com um coeficiente de temperatura baixo para minimizar as perdas de rendimento relacionadas com o calor;
• A qualidade dos componentes Boa qualidade: painéis solares e inversores de boa qualidade garantem um melhor desempenho e uma vida útil mais longa. Recomendamos que escolha componentes fabricados por marcas conhecidas e com várias certificações.

FAQ sobre a potência dos painéis solares

FAQ energia do painel solar

O que é "1 kWp"?

1 kWp (kiloWatt-peak, igual a 1.000 Wp) é uma unidade de medida da potência máxima (teórica) de um painel solar em condições normalizadas (insolação de 1.000 W/m², temperatura de 25°C e espetro solar AM 1,5). É a potência eléctrica produzida pelo painel quando este é exposto à luz solar ideal.

Que quantidade de energia produz um painel fotovoltaico de 1 m²?

A quantidade de energia produzida por um painel fotovoltaico de 1 m² depende da sua potência por m² (Wp/m²) e da quantidade média de sol na zona onde está instalado. Por exemplo, um painel de 187,5 Wp/m² com 1.500 horas de sol por ano produziria: 187,5 Wp/m² * 1.500 h = 281,25 kWh de energia por ano.

Quantos painéis solares para uma casa de 200 m²?

O número de painéis solares necessários para uma casa de 200 m² depende do consumo de eletricidade da casa e da potência dos painéis. 

Para determinar o número de painéis, é necessário dividir a potência necessária dos painéis solares (calculada com base no consumo) pela potência máxima de um painel solar. De um modo geral, uma casa de 200 m² pode acolher uma dúzia de painéis solares no seu telhado, cobrindo uma área de cerca de 20 m².

O que é que um painel solar produz durante um ano?

Em condições óptimas, um painel solar produz entre 900 e 1400 kWh por ano.