Painéis monocristalinos e policristalinos: diferenças, vantagens, desvantagens e o básico do que você precisa saber!

Green Friday Ecoa EnergiasPowered by Rock Convert

Ao conversar com fornecedores de sistemas solares fotovoltaicos você irá se deparar com uma série de nomenclaturas, modelos e marcas de painéis solares fotovoltaicos.

Uma das principais diferenças entre os modelos é o tipo de tecnologia das células fotovoltaicas. As células são os componentes responsáveis por captar a radiação e transformá-la em energia, por isso são um dos principais componentes do painel solar fotovoltaico.

Tipos de tecnologias das células: cristalina e filmes finos

Basicamente existem duas tecnologias principais que dominam o mercado mundial de células fotovoltaicas: a cristalina e a dos filmes finos.

A principal diferença entre elas é o material que as compõem. As células cristalinas possuem como matéria prima o silício (Si) e dominam o mercado com a aproximadamente 80% da produção mundial.

Já as células de filme fino são formadas por materiais como: silício amorfo (a-Si); silício microcristalino; telureto de cádmio (CdTe); cobre, índio e gálio seleneto (CIS / CIGS), células solares fotovoltaicas orgânicas (OPV), entre outros.

A tecnologia dos filmes finos possui vantagens como a possibilidade de ser flexível, ser esteticamente mais bonita (aparência homogênea), e a temperatura e sombreamento ter menos influência sobre ela.

Apesar disso, ela acaba perdendo mercado para a tecnologia cristalina principalmente por terem menos eficiência e por isso exigirem maior espaço para instalação de um sistema de mesma capacidade de geração de energia.

Embora os módulos feitos de filme fino quando comparados de forma isolada poderem ser até mais baratos que os cristalinos, a necessidade de mais espaço, gera necessidade de mais estrutura de fixação, cabeamento e entre outros, tornando o projeto completo mais custoso que a tecnologia cristalina. Além disso, a garantia de fabricação dos módulos de filme fino é menor em comparação aos módulos cristalinos.

Tecnologia Cristalina de módulos fotovoltaicos

Vamos focar neste post na tecnologia que domina o mercado. A tecnologia cristalina pode ser separada em monocristalina e policristalina.

Veremos a diferença, vantagens e desvantagens entre os dois grupos de cristalinas.

Diferença entre célula monocristalina e policristalina

Ambas possuem a matéria prima o silício (Si), mas a principal diferença é o método de fabricação e manipulação do silício.

Os módulos policristalinos são feitos a partir de vários pequenos cristais de silício. Estes vários cristais são fundidos e dão origem a grandes blocos, e a partir destes blocos são produzidas as células fotovoltaicas. Já os módulos monocristalinos são formados por um bloco único cristalino, mais puro.

Pelo fato dos módulos policristalinos serem formados por vários pequenos cristais, as fronteiras presentes entre estes cristais dificultam a passagem de corrente elétrica. Por isso, módulos monocristalinos são mais eficientes quando analisamos potência por área, pois possuem maior espaço para os elétrons se mexerem e então gerarem energia.

De aparência física, os módulos monocristalinos se diferem por terem uma cor homogênea e cantos tipicamente arredondados. Para muitos, são considerados esteticamente mais agradáveis. Já os policristalinos são geralmente azulados e não tão homogêneos.

Painel solar fotovoltaico monocristalino

Apesar do silício policristalino historicamente ter uma maior participação no mercado, o silício monocristalino é uma tecnologia até mais antiga.

Desde 2018 o monocristalino vem ganhando espaço com as novas tecnologias. Produzem cada vez módulos mais eficientes e estão conseguindo alcançar um preço competitivo no mercado. Os fabricantes preveem que o mono domine o mercado cada vez mais nos próximos anos.

Vantagens dos módulos monocristalinos

  1. Possuem maior eficiência quando comparados a outras tecnologias comercialmente viáveis.
  2. Necessitam menos espaço para gerar a mesma quantidade de energia.
  3. Garantia da maioria dos fabricantes é de 25 anos.
  4. Em condições de pouca luz, ou incidência de sombras, se comportam melhor do que os policristalinos.

Desvantagens dos módulos monocristalinos

  1. Módulos monocristalinos são mais caros quando comparados com os policristalinos e com alguns de filme fino.
  2. Geram um maior recorte de silício do bloco ao produzir as células, que é descartado. Então, existe uma sobra maior de material que precisa ser reciclado.

Painel solar fovotoltaico policristalino

O silício policristalino também é conhecido tecnicamente, apesar de menos usual, por multicristalino. Devido a sua simplicidade de fabricação, e consequentemente menor custo, historicamente o silício policristalino dominou o mercado.

Ele vem perdendo um pouco de espaço nos últimos anos, mas ainda assim é uma das tecnologias mais utilizadas devido ao seu custo-benefício. 

Vantagens dos módulos policristalinos

  1. Tendem a possuir um custo mais barato em comparação aos módulos monocristalinos.
  2. Comercialmente mais viáveis devido à forte presença no mercado e preço competitivo. Apesar de isto estar mudando, veremos mais a frente.
  3. Garantia da maioria dos fabricantes é de 25 anos.
  4. Geram menos resíduos proveniente do corte do silício.

Desvantagens dos módulos policristalinos

  1. São menos eficientes do que os monocristalinos, principalmente quando analisamos geração por área de módulo.
  2. Necessitam maior espaço para gerar a mesma quantidade de energia em comparação ao monocristalino.

Módulos policristalinos irão “sumir” do mercado?

Já comentamos que historicamente os módulos policristalinos dominaram o mercado fotovoltaico, pelo menos na última década. Porém, a partir de 2018 a produção de monocristalinos aumentou substancialmente e o poli começou a perder a preferência.

Antes, os módulos monocristalinos eram utilizados apenas para quem buscava maior eficiência e não se preocupava tanto com o preço.  Com o avanço da tecnologia e consequente melhora no custo benefício, eles passaram à frente em 2019 em volume de fabricação frente aos módulos policristalinos.

Gráfico 1: comparação em porcentagem de produção de módulos policristalinos (em amarelo) e monocristalinos (em azul). Fonte: PV Tech

A tendência que vemos é que módulos policristalinos seguirão em queda. O gráfico abaixo representa o percentual de cada tecnologia em volume de módulos chineses exportados em 2020. O que antes era uma dominância de módulos policristalinos, agora se inverte.

Nos últimos meses a exportação de monocristalino fabricados na China representou cerca de 80% frente outras tecnologias. Lembrando que a China representa cerca de 90% da produção mundial de módulos fotovoltaicos, dominando o setor.

Gráfico 2: Exportação de módulos chineses por tipo de tecnologia em 2020. Fonte:PV Info Link

Alguns fabricantes de módulos também já anunciarem que abandonarão a fabricação de módulos policristalinos. Então, com base nos dados e nas mudanças do mercado, existe sim uma tendência forte de que os módulos policristalinos representaram cada vez uma parcela mais insignificante do mercado.

Painel solar fotovoltaico com silício cast-mono

Outra tecnologia que começou a apresentar ótimos resultados é o silício cast-mono, tanto em eficiência quanto em custo. Bem mais nova que as tecnologias abordadas anteriormente, a técnica foi patenteada em 2008.

Essa técnica tinha o objetivo de tentar criar um módulo que possuísse uma fabricação mais barata que o mono, porém com eficiência parecida. A ideia era ter um módulo que ficasse entre um poli e um mono.

Então, basicamente um módulo cast-mono, também conhecido como quase-monocristalino possui partes do módulo formado por cristais monocristalinos e partes por cristais policristalinos.

Toda tecnologia precisa de maturação para tomar formar e conseguir ser comercialmente viável. O cast-modo entrou realmente no mercado recentemente e um dos fabricantes que tomou frente a tecnologia foi a grande Canadian Solar.

No fim do ano passado a Canadian Solar bateu recorde de eficiência, anunciou que alcançou 22,8% de eficiência em células que chamou de tecnologia P5. Essas células são produzidas com o sílicio cast-mono.

O exemplo do silício cast-mono mostra como o mercado está em constante mudança. Novas tecnologias surgem a todo o momento e precisamos estar atentos.

Módulo policristalino e monocristalino: qual escolher?

Ficou claro que o silício policristalino está perdendo lugar no mercado e dando mais espaço para a tecnologia monocristalina. Vemos como algo bastante positivo, pois estamos falando de maior eficiência a um custo viável para o mercado.

Ainda, vemos como novas tecnologias surgem a todo momento, então é importante estar sempre atendo as mudanças e novidades no mercado. Neste post focamos nas diferenças entre o mono e o poli, mas como comentamos existem também outras tecnologias.

Escolher hoje qual tecnologia usar na sua usina solar fotovoltaica é pessoal para cada consumidor. O importante é ter profissionais capacitados que poderão te ajudar a conseguir o melhor custo benefício para seu projeto.

Cada projeto possui particularidades especificas que devem ser avaliadas por um profissional. A Ecoa Energias Renováveis trabalha tanto com módulos policristalinos, quanto monocristalinos, entre em contato clicando AQUI que ajudamos você a escolher a melhor opção.