Os painéis solares fotovoltaicos absorvem a luz solar como fonte de energia para gerar eletricidade. Um módulo fotovoltaico (PV) é um conjunto empacotado e conectado de células solares fotovoltaicas tipicamente 6×10. Os módulos fotovoltaicos constituem o arranjo fotovoltaico de um sistema fotovoltaico que gera e fornece eletricidade solar em aplicações comerciais e residenciais.

Cada módulo é classificado pela sua potência de saída CC em condições de teste padrão (STC) e normalmente varia de 100 a 365 Watts (W). A eficiência de um módulo determina a área de um módulo com a mesma saída nominal – um módulo de 230 W com 8% de eficiência terá o dobro da área de um módulo de 230 W com eficiência de 16%. Existem alguns módulos solares disponíveis comercialmente que excedem a eficiência de 24%

Um único módulo solar pode produzir apenas uma quantidade limitada de energia; a maioria das instalações contém vários módulos. Um sistema fotovoltaico normalmente inclui uma matriz de módulos fotovoltaicos, um inversor, uma bateria para armazenamento, fiação de interconexão e, opcionalmente, um mecanismo de rastreamento solar.

A aplicação mais comum da coleta de energia solar fora da agricultura são os sistemas de aquecimento solar de água.

O preço da energia solar continua a cair, de modo que em muitos países ela se tornou mais barata que a eletricidade a partir de combustíveis fósseis da rede elétrica desde 2012, um fenômeno conhecido como paridade de rede.

Teoria e Construção
Módulos fotovoltaicos usam energia de luz (fótons) do Sol para gerar eletricidade através do efeito fotovoltaico. A maioria dos módulos usa células de silício cristalino à base de wafer ou células de película fina. O membro estrutural (portador de carga) de um módulo pode ser a camada superior ou a camada posterior. As células também devem ser protegidas contra danos mecânicos e umidade. A maioria dos módulos é rígida, mas os semi-flexíveis baseados em células de filme fino também estão disponíveis. As células devem ser conectadas eletricamente em série, uma à outra.

Uma caixa de junção PV é anexada à parte de trás do painel solar e é a sua interface de saída. Externamente, a maioria dos módulos fotovoltaicos usam o tipo de conectores MC4 para facilitar conexões à prova de intempéries com o resto do sistema. Além disso, a interface de energia USB pode ser usada.

As conexões elétricas do módulo são feitas em série para obter uma tensão de saída desejada ou em paralelo para fornecer uma capacidade de corrente desejada (amperes). Os fios condutores que retiram a corrente dos módulos podem conter prata, cobre ou outros metais de transição condutores não magnéticos. Os diodos de derivação podem ser incorporados ou usados ​​externamente, no caso de sombreamento parcial do módulo, para maximizar a saída das seções do módulo ainda iluminadas.

Alguns módulos solares fotovoltaicos especiais incluem concentradores nos quais a luz é focalizada por lentes ou espelhos em células menores. Isso permite o uso de células com alto custo por unidade de área (como o arsenieto de gálio) de maneira econômica.

Os painéis solares também usam estruturas metálicas que consistem em componentes de estantes, suportes, formas refletoras e calhas para melhor suportar a estrutura do painel.

História
Em 1839, a capacidade de alguns materiais para criar uma carga elétrica a partir da exposição à luz foi observada pela primeira vez por Alexandre-Edmond Becquerel. Esta observação não foi reproduzida novamente até 1873, quando Willoughey Smith descobriu que a carga poderia ser causada pela leve absorção do selênio. Após essa descoberta, William Grylls Adams e Richard Evans Day publicaram “A ação da luz no selênio” em 1876, descrevendo o experimento usado para replicar os resultados de Smith. Em 1881, Charles Fritts criou o primeiro painel solar comercial, que foi relatado por Fritts como “contínuo, constante e de considerável força, não só pela exposição à luz solar, mas também pela luz difusa e difusa da luz do dia”. No entanto, estes painéis solares eram muito ineficientes, especialmente em comparação com usinas termoelétricas a carvão. Em 1939, Russell Ohl criou o design de célula solar que é usado em muitos painéis solares modernos. Ele patenteou seu design em 1941. Em 1954, esse design foi usado pela primeira vez pela Bell Labs para criar a primeira célula solar de silício comercialmente viável.

Eficiências
Dependendo da construção, os módulos fotovoltaicos podem produzir eletricidade a partir de uma faixa de freqüências de luz, mas geralmente não podem cobrir toda a faixa solar (especificamente, ultravioleta, infravermelho e luz baixa ou difusa). Assim, grande parte da energia solar incidente é desperdiçada por módulos solares, e eles podem fornecer eficiências muito mais altas se iluminados com luz monocromática. Portanto, outro conceito de design é dividir a luz em seis a oito faixas de comprimentos de onda diferentes que produzirão uma cor diferente de luz e direcionar os feixes para diferentes células sintonizadas nessas faixas. Isso foi projetado para ser capaz de aumentar a eficiência em 50%.

Cientistas da Spectrolab, uma subsidiária da Boeing, relataram o desenvolvimento de células solares multi-junção com uma eficiência de mais de 40%, um novo recorde mundial de células solares fotovoltaicas. Os cientistas da Spectrolab também prevêem que as células solares concentradoras poderiam alcançar eficiências de mais de 45% ou mesmo 50% no futuro, com eficiências teóricas de cerca de 58% nas células com mais de três junções.

Atualmente, a melhor taxa de conversão da luz solar alcançada (eficiência do módulo solar) é de cerca de 21,5% em novos produtos comerciais tipicamente mais baixos do que a eficiência de suas células isoladamente. Os módulos solares produzidos em massa mais eficientes [disputed-discuss] têm valores de densidade de energia de até 175 W / m2 (16,22 W / ft2).

Uma pesquisa do Imperial College, em Londres, mostrou que a eficiência de um painel solar pode ser aprimorada pelo preenchimento da superfície semicondutora de recepção de luz com nanocilindros de alumínio semelhantes aos sulcos em blocos de Lego. A luz espalhada então viaja ao longo de um caminho mais longo no semicondutor, o que significa que mais fótons podem ser absorvidos e convertidos em corrente. Embora esses nanocilindros tenham sido usados ​​anteriormente (o alumínio foi precedido por ouro e prata), a dispersão de luz ocorreu na região do infravermelho próximo e a luz visível foi absorvida fortemente. Descobriu-se que o alumínio absorveu a parte ultravioleta do espectro, enquanto as partes visível e infravermelha próxima do espectro foram encontradas espalhadas pela superfície de alumínio. Isso, segundo a pesquisa, poderia reduzir significativamente o custo e melhorar a eficiência, já que o alumínio é mais abundante e menos dispendioso do que o ouro e a prata. A pesquisa também observou que o aumento da corrente torna os painéis solares de filmes mais finos tecnicamente viáveis ​​sem “comprometer as eficiências de conversão de energia, reduzindo assim o consumo de material”.

As eficiências do painel solar podem ser calculadas pelo valor MPP (ponto de potência máxima) dos painéis solares
Os inversores solares convertem a energia CC em energia CA executando o processo MPPT: o inversor solar coleta a energia de saída (curva IV) da célula solar e aplica a resistência adequada (carga) às células solares para obter a máxima potência.
MPP (ponto máximo de energia) do painel solar é composto por MPP de tensão (V mpp) e corrente MPP (I mpp): é uma capacidade do painel solar e o valor mais alto pode fazer maior MPP.
Os painéis solares micro-invertidos são ligados em paralelo, o que produz mais saída do que os painéis normais que são ligados em série com a saída da série determinada pelo painel de menor desempenho (isto é conhecido como o “efeito de luz de Natal”). Os micro-inversores trabalham de forma independente, de modo que cada painel contribui com sua saída máxima possível, dada a luz solar disponível.

Tecnologia
A maioria dos módulos solares é atualmente produzida a partir de células solares de silício cristalino (c-Si) feitas de silício multicristalino e monocristalino. Em 2013, o silício cristalino foi responsável por mais de 90% da produção mundial de fotovoltaicos, enquanto o restante do mercado geral é formado por tecnologias de filme fino usando telureto de cádmio, CIGS e silício amorfo.

Tecnologias solares emergentes de terceira geração usam células avançadas de filme fino. Eles produzem uma conversão relativamente alta eficiência pelo baixo custo em comparação com outras tecnologias solares. Além disso, as células de junção múltipla retangulares (MJ) de alto custo, alta eficiência e compactadas de perto são usadas preferencialmente em painéis solares em espaçonaves, uma vez que oferecem a maior proporção de energia gerada por quilo levantada no espaço. As células MJ são semicondutores compostos e feitas de arsenieto de gálio (GaAs) e outros materiais semicondutores. Outra tecnologia PV emergente usando células MJ é a fotovoltaica concentradora (CPV).

Filme fino
Em módulos de película fina rígida, a célula e o módulo são fabricados na mesma linha de produção. A célula é criada sobre um substrato de vidro ou superstrato, e as conexões elétricas são criadas in situ, uma chamada “integração monolítica”. O substrato ou superstrato é laminado com um encapsulante em uma folha frontal ou traseira, geralmente outra folha de vidro. As principais tecnologias de células nessa categoria são o CdTe, ou o a-Si, ou o a-Si + uc-Si, ou CIGS (ou variante). O silício amorfo tem uma taxa de conversão de luz solar de 6 a 12%

Células e módulos flexíveis de filme fino são criados na mesma linha de produção, depositando a camada fotoativa e outras camadas necessárias em um substrato flexível. Se o substrato for um isolante (por exemplo, filme de poliéster ou poliimida), a integração monolítica pode ser usada. Se for um condutor, outra técnica de conexão elétrica deve ser usada. As células são montadas em módulos laminando-as em um fluoropolímero transparente incolor no lado frontal (tipicamente ETFE ou FEP) e um polímero adequado para ligação ao substrato final no outro lado.

Módulos solares inteligentes
Várias empresas começaram a incorporar eletrônicos em módulos fotovoltaicos. Isso permite executar o rastreamento de ponto de potência máxima (MPPT) para cada módulo individualmente e a medição de dados de desempenho para monitoramento e detecção de falhas no nível do módulo. Algumas dessas soluções fazem uso de otimizadores de potência, uma tecnologia de conversão de DC para DC desenvolvida para maximizar a geração de energia a partir de sistemas solares fotovoltaicos. A partir de 2010, essa eletrônica também pode compensar os efeitos de sombreamento, em que uma sombra que cai em uma seção de um módulo faz com que a saída elétrica de uma ou mais cadeias de células no módulo caia para zero, mas não tendo a saída do módulo. todo o módulo cai para zero.

Desempenho e degradação
O desempenho do módulo é geralmente avaliado sob condições de teste padrão (STC): irradiância de 1.000 W / m2, espectro solar de AM 1.5 e temperatura do módulo a 25 ° C.

As características elétricas incluem potência nominal (PMAX, medida em W), tensão de circuito aberto (VOC), corrente de curto-circuito (ISC, medida em amperes), tensão máxima de energia (VMPP), corrente máxima de alimentação (IMPP), potência de pico -pico, Wp) e eficiência do módulo (%).

Tensão nominal refere-se à voltagem da bateria que o módulo é mais adequado para carregar; Este é um termo que sobrou dos dias em que os módulos solares eram usados ​​apenas para carregar baterias. A saída de tensão real do módulo muda à medida que a iluminação, a temperatura e as condições de carga mudam, portanto, nunca há uma tensão específica na qual o módulo opera. A voltagem nominal permite aos usuários, de relance, certificar-se de que o módulo é compatível com um determinado sistema.

Voltagem de circuito aberto ou VOC é a voltagem máxima que o módulo pode produzir quando não está conectada a um circuito ou sistema elétrico. O VOC pode ser medido com um voltímetro diretamente nos terminais de um módulo iluminado ou em seu cabo desconectado.

A taxa de potência máxima, Wp, é a saída máxima sob condições de teste padrão (não a saída máxima possível). Módulos típicos, que podem medir aproximadamente 1 m × 2 m ou 3 ft 3 in × 6 ft 7 in, serão classificados de tão baixos quanto 75 W até tão altos quanto 350 W, dependendo de sua eficiência. No momento do teste, os módulos de teste são agrupados de acordo com os resultados do teste, e um fabricante típico pode classificar seus módulos em incrementos de 5 W, e classificá-los em +/- 3%, +/- 5%, + 3 / -0% ou + 5 / -0%.
A capacidade dos módulos solares de resistir a danos causados ​​por chuva, granizo, carga de neve pesada e ciclos de calor e frio varia de acordo com o fabricante, embora a maioria dos painéis solares no mercado dos EUA seja listada na UL, o que significa que eles passaram por testes para resistir a granizo. Muitos fabricantes de módulos de silício cristalino oferecem uma garantia limitada que garante a produção elétrica por 10 anos a 90% da potência nominal e 25 anos a 80%.

A degradação induzida potencial (também denominada PID) é uma potencial degradação do desempenho induzida em módulos fotovoltaicos cristalinos, causada pelas chamadas correntes parasitas. Este efeito pode causar perda de energia de até 30%.

O maior desafio para a tecnologia fotovoltaica é dito ser o preço de compra por watt de eletricidade produzida, novos materiais e técnicas de fabricação continuam a melhorar o preço para o desempenho de energia. O problema reside na enorme energia de ativação que deve ser superada para que um fóton excite um elétron para fins de colheita. Avanços em tecnologias fotovoltaicas trouxeram o processo de “dopagem” do substrato de silício para diminuir a energia de ativação, tornando o painel mais eficiente na conversão de fótons em elétrons recuperáveis.

Químicos como o boro (tipo p) são aplicados no cristal semicondutor para criar níveis de energia do doador e do receptor substancialmente mais próximos das bandas de valência e condutor. Ao fazê-lo, a adição de impureza de boro permite que a energia de ativação diminua 20 vezes, de 1,12 eV para 0,05 eV. Como a diferença de potencial (EB) é tão baixa, o boro é capaz de ionizar termicamente à temperatura ambiente. Isso permite transportadores de energia livres nas bandas de condução e de valência, permitindo maior conversão de fótons em elétrons.

Manutenção
A eficiência de conversão do painel solar, normalmente na faixa de 20%, é reduzida pela poeira, sujeira, pólen e outras partículas que se acumulam no painel solar. “Um painel solar sujo pode reduzir suas capacidades de energia em até 30% em áreas com alto índice de poeira / pólen ou deserto”, diz Seamus Curran, professor associado de física da Universidade de Houston e diretor do Instituto de NanoEnergia, especializado no setor. projeto, engenharia e montagem de nanoestruturas.

Pagar para limpar painéis solares geralmente não é um bom investimento; Pesquisadores descobriram que painéis que não foram limpos, ou chovidos, por 145 dias durante uma seca de verão na Califórnia, perderam apenas 7,4% de sua eficiência. No geral, para um sistema solar residencial típico de 5 kW, os painéis de lavagem na metade do verão se traduziriam em um ganho de apenas US $ 20 na produção de eletricidade até a seca do verão – em cerca de dois meses e meio. Para sistemas comerciais de telhado maiores, as perdas financeiras são maiores, mas ainda raramente são suficientes para justificar o custo de lavagem dos painéis. Em média, os painéis perderam um pouco menos de 0,05% de sua eficiência geral por dia.

Reciclando
A maioria das partes de um módulo solar pode ser reciclada, incluindo até 95% de certos materiais semicondutores ou do vidro, bem como grandes quantidades de metais ferrosos e não ferrosos. Algumas empresas privadas e organizações sem fins lucrativos estão atualmente envolvidas em operações de devolução e reciclagem de módulos em fim de vida.

As possibilidades de reciclagem dependem do tipo de tecnologia usada nos módulos:

Módulos baseados em silício: molduras de alumínio e caixas de derivação são desmontadas manualmente no início do processo. O módulo é então esmagado em um moinho e as diferentes frações são separadas – vidro, plásticos e metais. É possível recuperar mais de 80% do peso recebido. Este processo pode ser realizado por recicladores de vidro plano, uma vez que a morfologia e composição de um módulo fotovoltaico é semelhante aos vidros planos usados ​​na indústria de construção e automotiva. O vidro recuperado, por exemplo, é prontamente aceite pela indústria da espuma de vidro e isolamento de vidro.
Módulos não baseados em silício: eles exigem tecnologias de reciclagem específicas, como o uso de banhos químicos para separar os diferentes materiais semicondutores. Para módulos de telureto de cádmio, o processo de reciclagem começa esmagando o módulo e, subsequentemente, separando as diferentes frações. Este processo de reciclagem é projetado para recuperar até 90% do vidro e 95% dos materiais semicondutores contidos. Algumas instalações de reciclagem em escala comercial foram criadas nos últimos anos por empresas privadas. Para refletor de chapa plana de alumínio: a modernidade dos refletores foi criada fabricando-os usando uma fina camada (cerca de 0,016 mm a 0,024 mm) de revestimento de alumínio presente dentro das embalagens de plástico de alimentos não reciclados.
Desde 2010, há uma conferência anual europeia que reúne fabricantes, recicladores e pesquisadores para analisar o futuro da reciclagem de módulos fotovoltaicos.

Produção
Em 2010, 15,9 GW de instalações de sistemas fotovoltaicos solares foram concluídas, com pesquisa de preços de fotovoltaicos solares e pesquisa de mercado da empresa PVinsights relatando um crescimento de 117,8% na instalação de fotovoltaicos solares em uma base ano-a-ano.

Com mais de 100% de crescimento ano a ano na instalação do sistema fotovoltaico, os fabricantes de módulos fotovoltaicos aumentaram drasticamente seus embarques de módulos solares em 2010. Eles expandiram ativamente sua capacidade e se transformaram em players GW de gigawatt. De acordo com o PVinsights, cinco das dez principais empresas de módulos fotovoltaicos em 2010 são players de GW. A Suntech, a First Solar, a Sharp, a Yingli e a Trina Solar são agora produtoras de GW, e a maioria delas duplicou seus embarques em 2010.

A base da produção de painéis solares gira em torno do uso de células de silício. Essas células de silício são tipicamente 10-20% eficientes na conversão de luz solar em eletricidade, com modelos de produção mais novos agora excedendo 22%. Para que os painéis solares se tornem mais eficientes, pesquisadores de todo o mundo têm tentado desenvolver novas tecnologias para tornar os painéis solares mais eficazes em transformar a luz solar em energia.

Em 2014, os quatro maiores produtores de módulos solares do mundo em termos de capacidade expedida durante o ano civil de 2014 foram Yingli, Trina Solar, Sharp Solar e Canadian Solar.

Preço
As informações médias de preços dividem-se em três categorias de preços: as que compram pequenas quantidades (módulos de todos os tamanhos na faixa de quilowatts por ano), compradores intermediários (normalmente até 10 MWp por ano) e grandes compradores (autoexplicativos – e com acesso para os preços mais baixos). A longo prazo, há claramente uma redução sistemática no preço das células e módulos. Por exemplo, em 2012, estimou-se que o custo da quantidade por watt era de cerca de US $ 0,60, que era 250 vezes menor do que o custo em 1970 de US $ 150. Um estudo de 2015 mostra que o preço / kWh caiu 10% ao ano desde 1980, e prevê que a energia solar poderia contribuir com 20% do consumo total de eletricidade até 2030, enquanto a Agência Internacional de Energia prevê 16% até 2050.

Os custos de produção de energia no mundo real dependem muito das condições climáticas locais. Em um país nublado como o Reino Unido, o custo por kWh produzido é maior do que em países mais ensolarados como a Espanha.

Seguindo os elementos RMI, Balance-of-System (BoS), isto é, o custo não modular de módulos solares não microinversores (como fiação, conversores, sistemas de estantes e vários componentes) compõe cerca de metade dos custos totais das instalações.

Para as usinas de energia solar mercante, onde a eletricidade está sendo vendida para a rede de transmissão de eletricidade, o custo da energia solar precisará coincidir com o preço da eletricidade no atacado. Este ponto é às vezes chamado de ‘paridade de rede de atacado’ ou ‘paridade de barramento’.

Alguns sistemas fotovoltaicos, como instalações de telhado, podem fornecer energia diretamente a um usuário de eletricidade. Nesses casos, a instalação pode ser competitiva quando o custo de saída corresponde ao preço pelo qual o usuário paga pelo consumo de eletricidade. Essa situação é às vezes chamada de ‘paridade de grade de varejo’, ‘paridade de soquete’ ou ‘paridade de grade dinâmica’. Pesquisas realizadas pela UN-Energy em 2012 sugerem que áreas de países ensolarados com altos preços de eletricidade, como Itália, Espanha e Austrália, e áreas que usam geradores a diesel, atingiram a paridade de rede de varejo.

Montagem e rastreamento
Os sistemas fotovoltaicos montados no solo são geralmente usinas de energia solar grandes, em escala de utilidade pública. Seus módulos solares são mantidos no lugar por racks ou estruturas que são conectados a suportes de montagem baseados em terra. Suportes de montagem baseados em terra incluem:

Suportes para poste, que são direcionados diretamente para o solo ou embutidos no concreto.
Montagens de fundação, como lajes de concreto ou sapatas
Suportes de apoio lastreados, como bases de concreto ou aço que usam peso para prender o sistema do módulo solar em posição e não exigem penetração no solo. Este tipo de sistema de montagem é adequado para locais onde a escavação não é possível, como aterros com tampa e simplifica o descomissionamento ou a realocação de sistemas de módulos solares.
Os sistemas de energia solar instalados no telhado consistem em módulos solares mantidos no lugar por racks ou estruturas presas a suportes de montagem baseados no teto. Suportes de montagem baseados em telhado incluem:

Suportes para poste, que são fixados diretamente na estrutura do teto e podem usar trilhos adicionais para prender as estantes ou estruturas do módulo.
Suportes de apoio lastreados, como bases de concreto ou de aço que usam peso para prender o sistema do painel na posição e não exigem penetração. Este método de montagem permite o descomissionamento ou a realocação de sistemas de painéis solares sem efeito adverso na estrutura do telhado.
Toda a fiação que conecta módulos solares adjacentes ao equipamento de coleta de energia deve ser instalada de acordo com os códigos elétricos locais e deve ser executada em um conduíte apropriado para as condições climáticas.
Os rastreadores solares aumentam a quantidade de energia produzida por módulo a um custo de complexidade mecânica e necessidade de manutenção. Eles detectam a direção do Sol e inclinam ou giram os módulos conforme necessário para a exposição máxima à luz. Alternativamente, as cremalheiras fixas mantêm os módulos estacionários à medida que o sol se move no céu. O rack fixo define o ângulo no qual o módulo é mantido. Ângulos de inclinação equivalentes à latitude de uma instalação são comuns. A maioria desses racks fixos é colocada em postes acima do solo. Painéis voltados para o Ocidente ou Oriente podem fornecer energia ligeiramente inferior, mas compensam o fornecimento e podem fornecer mais energia durante a demanda de pico.

Padrões
Padrões geralmente utilizados em módulos fotovoltaicos:

IEC 61215 (desempenho de silício cristalino), 61646 (desempenho de película fina) e 61730 (todos os módulos, segurança)
Energia Solar ISO 9488 – Vocabulário.
UL 1703 da Underwriters Laboratories
UL 1741 da Underwriters Laboratories
UL 2703 da Underwriters Laboratories
Marca CE
Série de Testes de Segurança Elétrica (EST) (EST-460, EST-22V, EST-22H, EST-110).

Conectores
Painéis solares externos geralmente incluem conectores MC4. Painéis solares automotivos também podem incluir isqueiro de carro e adaptador USB. Painéis internos (incluindo vidros solares, filmes finos e janelas) podem integrar microinverter (painéis solares AC).

Aplicações
Existem muitas aplicações práticas para o uso de painéis solares ou fotovoltaicos. Pode ser usado primeiramente na agricultura como fonte de energia para irrigação. Em saúde, painéis solares podem ser usados ​​para refrigerar suprimentos médicos. Também pode ser usado para infraestrutura. Os módulos fotovoltaicos são usados ​​em sistemas fotovoltaicos e incluem uma grande variedade de dispositivos elétricos:

Centrais Fotovoltaicas
Sistemas solares fotovoltaicos de telhado
Sistemas fotovoltaicos autônomos
Sistemas de energia híbrida solar
Fotovoltaica concentrada
Aviões solares
Lasers de bombeamento solar
Veículos solares
Painéis solares em naves espaciais e estações espaciais

Limitações
Poluição e Energia na Produção
O painel solar tem sido um método bem conhecido de gerar eletricidade limpa e livre de emissões. No entanto, produz apenas eletricidade de corrente contínua (DC), que não é o que os aparelhos normais usam. Os sistemas solares fotovoltaicos (sistemas fotovoltaicos solares) são frequentemente constituídos por painéis solares fotovoltaicos (módulos) e inversores (comutação de CC para CA). Os painéis fotovoltaicos solares são feitos principalmente de células solares fotovoltaicas, o que não tem nenhuma diferença fundamental no material para fazer chips de computador. O processo de produção de células fotovoltaicas solares (chips de computador) é intensivo em energia e envolve produtos químicos tóxicos altamente venenosos e ambientais. Existem poucas fábricas de painéis solares fotovoltaicos em todo o mundo que produzem módulos fotovoltaicos com energia produzida a partir de PV. Esta medida reduz significativamente a pegada de carbono durante o processo de fabricação. O gerenciamento dos produtos químicos usados ​​no processo de fabricação está sujeito às leis e regulamentações locais das fábricas.

Impacto na Rede de Eletricidade
Com os níveis crescentes de sistemas fotovoltaicos em telhados, o fluxo de energia se torna bidirecional. Quando há mais geração local do que consumo, a eletricidade é exportada para a rede. No entanto, a rede de eletricidade tradicionalmente não é projetada para lidar com a transferência de energia de 2 vias. Portanto, alguns problemas técnicos podem ocorrer. Por exemplo, em Queensland, na Austrália, até o final de 2017, mais de 30% dos domicílios com fotovoltaicos fotovoltaicos estão instalados. A famosa curva californiana do pato 2020 aparece com muita frequência para muitas comunidades a partir de 2015. Uma questão de sobretensão pode surgir à medida que a eletricidade flui dessas residências fotovoltaicas de volta à rede. Existem soluções para gerenciar o problema de sobretensão, como regulagem do fator de potência do inversor fotovoltaico, novos equipamentos de controle de tensão e energia no nível do distribuidor de eletricidade, re-condução dos fios de eletricidade, gerenciamento do lado da demanda, etc. estas soluções.

Implicação na gestão de contas de eletricidade e investimento energético
Não há bala de prata na demanda de eletricidade ou energia e gerenciamento de contas, porque os clientes (sites) têm diferentes situações específicas, por exemplo, diferentes necessidades de conforto / conveniência, diferentes tarifas de eletricidade ou diferentes padrões de uso. A tarifa de eletricidade pode ter alguns elementos, como taxa diária de acesso e medição, taxa de energia (com base em kWh, MWh) ou taxa de demanda de pico (por exemplo, um preço para o maior consumo de energia de 30 minutos em um mês). O PV é uma opção promissora para reduzir a carga de energia quando o preço da eletricidade é razoavelmente alto e continuamente crescente, como na Austrália e na Alemanha. No entanto, para locais com taxa de demanda de pico no local, o VP pode ser menos atraente se as demandas de pico ocorrerem principalmente no final da tarde até o começo da noite, por exemplo, comunidades residenciais. No geral, o investimento em energia é em grande parte uma decisão econômica e é melhor tomar decisões de investimento com base na avaliação sistemática de opções em melhoria operacional, eficiência energética, geração no local e armazenamento de energia.