Um sistema fotovoltaico (FV) é um sistema que converte diretamente a energia da radiação solar em energia elétrica. Seu componente principal é um painel de células solares. Quando a luz solar incide sobre a célula solar (geralmente feita de silício), os fótons excitam os elétrons no semicondutor, produzindo o "efeito fotovoltaico" e gerando corrente contínua (CC). Essa energia CC é então convertida em corrente alternada (CA) por um inversor, que pode ser conectado à rede elétrica ou usado para alimentar cargas.
I. Tipos comuns de sistemas de geração de energia fotovoltaica
| Dimensões de classificação | Tipos | Características |
| É necessária ligação à rede elétrica. | Conectado à rede | Conectado à rede elétrica pública, o excesso de eletricidade pode ser "vendido" de volta à rede (medição líquida/conexão total à rede), sem necessidade de baterias e com investimento mínimo. |
| Fora da rede elétrica | Pode funcionar de forma totalmente independente e deve ser equipado com uma bateria e um controlador de carga/descarga para uso em áreas sem eletricidade ou como fonte de energia de reserva de emergência. | |
| Híbrido | Pode ser conectado à rede elétrica ou desconectado dela, e possui armazenamento de energia próprio, podendo assim continuar a fornecer energia quando a rede for interrompida, combinando economia e confiabilidade. | |
Método de instalação | Usinas de energia centralizadas montadas no solo | Usinas de energia de grande escala em desertos e montanhas, com capacidade de megawatts ou mais, podem alcançar baixos custos de geração de energia por meio do aumento da tensão e da conexão à rede elétrica. |
| Estufas agrícolas/em telhados/garagens distribuídas | 10 kW – vários megawatts, consumo local, redução das perdas de transmissão e distribuição e subsídios políticos substanciais. | |
| PV+ (BIPV, energia fotovoltaica agrícola, energia fotovoltaica para pesca, energia solar flutuante) | Ao ser integrada com a construção civil, a agricultura, a pesca e os corpos d'água, essa prática economiza terra e traz benefícios adicionais. | |
| Tecnologia de componentes | Silício cristalino (PERC monocristalino, TOPCon, HJT) | Taxa de conversão de 20% a 25%, participação de mercado superior a 90%. |
| Filmes finos (CdTe, CIGS, perovskita) | Possui bom desempenho em condições de baixa luminosidade, é flexível e dobrável, e tem uma eficiência de 13% a 22%, mas o custo ainda é relativamente alto. | |
| Tandem/Perovskita-Silício | Laboratório >30%, tecnologia de alto potencial de próxima geração. |
II. Principais vantagens dos sistemas de geração de energia fotovoltaica
Energias renováveis e emissão zero
Ao longo de todo o seu ciclo de vida (25 a 30 anos), as emissões de carbono são de apenas 10 a 25 g CO₂/kWh, 1/30 das emissões da energia gerada a partir do carvão.
Escala modular e flexível
Desde uma instalação de 3 kW no telhado para uma única residência até uma usina de energia de 1 GW no deserto, a capacidade pode ser combinada livremente, facilitando a expansão.
Baixa manutenção e longa vida útil.
Sem peças móveis; limpeza e inspeção são tudo o que é necessário. Os módulos têm garantia de 25 anos e os inversores podem ser substituídos a cada 10 a 12 anos.
LCOE em constante declínio
O LCOE médio global em 2023 foi de aproximadamente US$ 0,03 a 0,06/kWh, já inferior ao preço de referência do carvão ("paridade de rede").
Abundância de instrumentos políticos e financeiros
Diversos países oferecem tarifas de incentivo (FIT), medição líquida, certificados verdes, comércio de carbono e empréstimos com juros baixos, reduzindo o período de retorno do investimento para 4 a 7 anos. Redução de picos de demanda e compensação de vales com o auxílio de microrredes:
Em conjunto com o armazenamento de energia, pode participar no nivelamento do pico de demanda e na resposta à procura, melhorando a resiliência da rede; os sistemas isolados da rede resolvem a escassez de energia em áreas remotas.
Valor agregado em múltiplos cenários:
Painéis fotovoltaicos em telhados reduzem a temperatura interna em 2 a 3 °C; sistemas híbridos agrícolas-solares aumentam a produtividade da terra em 20% a 40%; sistemas de água flutuantes reduzem a evaporação e suprimem o crescimento de algas.
Os sistemas de geração de energia fotovoltaica convertem diretamente a luz solar em eletricidade. Podem ser conectados à rede elétrica ou funcionar de forma autônoma e apresentam vantagens significativas, como serem sustentáveis, modulares, duráveis e de baixo custo. Atualmente, representam o método de geração de energia renovável de crescimento mais rápido e economicamente competitivo.