Qual é a melhor posição para instalar um painel solar fotovoltaico? Vertical ou horizontal?

por | 14 ago 2024 | Área Técnica, Energia Solar

A irradiação solar que o local recebe é outro fator determinante para o desempenho do sistema fotovoltaico (Imagem: Envato)

Uma das dúvidas mais comuns em projetos fotovoltaicos é se os painéis devem ser instalados na vertical ou na horizontal. Com sol pleno e sem sombras, as duas geram praticamente a mesma energia.

A diferença aparece quando entram em jogo o sombreamento, o espaço disponível e a forma como o módulo é fixado na estrutura. Neste guia, explicamos o que realmente pesa nessa escolha. Também mostramos por que direção e inclinação têm impacto ainda maior na geração.

Painel solar na vertical ou horizontal: qual a diferença?

Na vertical, o módulo fica com o lado maior em pé. Na horizontal, o lado maior fica deitado, paralelo ao chão. Os módulos de alta potência mais usados hoje medem entre 2,3 m e 2,4 m de comprimento por cerca de 1,1 m de largura. Por isso, a posição escolhida muda bastante a forma como as placas ocupam o telhado ou o terreno. Em alguns casos, a escolha certa permite encaixar mais placas na mesma área.

Como o sombreamento afeta cada posição

A vantagem de uma posição sobre a outra está no comportamento do painel diante de sombras parciais. Todo módulo tem diodos de bypass, normalmente três, instalados na caixa de junção. Cada diodo protege um grupo de células organizado ao longo do comprimento do painel.

Quando parte desse grupo fica na sombra, o diodo desvia a corrente. Isso evita pontos de aquecimento, os chamados hot spots, e mantém o restante do módulo funcionando.

Imagine uma faixa de sombra na parte de baixo do painel, como a de uma platibanda, de uma fileira vizinha ou da sujeira que se acumula na borda inferior.

Com o painel na vertical, essa faixa atravessa os três grupos de células ao mesmo tempo. Em um módulo convencional, isso aciona os três diodos e a geração cai praticamente a zero.

Com o painel na horizontal, a mesma sombra se concentra ao longo do lado maior e atinge apenas um grupo. O módulo perde cerca de um terço da potência e continua gerando o restante.

Módulos half-cell: o que mudou nessa comparação

Os módulos de alta potência mais comuns hoje usam a tecnologia half-cell, com células cortadas ao meio. O painel funciona como duas metades independentes, superior e inferior. Assim, uma sombra na base de um módulo instalado na vertical desliga apenas a metade de baixo, e o painel continua gerando cerca de 50% da potência.

A posição horizontal ainda leva vantagem em sombras baixas e recorrentes, mas a diferença ficou bem menor do que na geração anterior de módulos. Nos demais casos, a decisão tende a ser guiada pelo aproveitamento de área e pela estrutura.

Qual a melhor direção para o painel solar no Brasil?

A direção dos módulos costuma pesar mais na geração do que a escolha entre vertical e horizontal. No hemisfério sul, o sol percorre o céu de leste a oeste com inclinação para o norte, por isso os módulos devem ser voltados para o norte verdadeiro, que é diferente do norte magnético indicado pela bússola.

Nem todo telhado tem uma água, ou seja, um dos planos inclinados da cobertura, voltada para o norte, e isso não inviabiliza o projeto. Faces nordeste e noroeste têm perdas pequenas. Leste e oeste perdem mais, mas continuam viáveis em boa parte dos casos. O tamanho dessa perda não é fixo: depende da inclinação do telhado e da latitude do local.

Simulações publicadas pela Canal Solar mostram que, em telhados, a diferença de geração entre as orientações costuma ser pequena, e nem sempre vale a pena construir estruturas para corrigir o ângulo. Mesmo a face sul, que recebe menos radiação, pode ter perdas moderadas quando o telhado é pouco inclinado.

Por isso, o ideal é que o integrador simule a geração para a orientação e a inclinação reais do telhado, em vez de aplicar percentuais genéricos.

Inclinação ideal do painel solar

A referência mais citada, tanto na literatura técnica quanto em estudos acadêmicos, é inclinar os módulos em um ângulo próximo à latitude do local. Londrina, por exemplo, fica perto dos 23° de latitude Sul. Isso não significa que qualquer desvio compromete o sistema: simulações mostram que existe uma faixa ampla de inclinações com perdas pequenas.

Inclinações muito baixas também dificultam a limpeza natural pela chuva, por isso vale consultar as recomendações do fabricante do módulo.

Nos telhados, os módulos normalmente acompanham a inclinação da própria cobertura. Nesse caso, o projeto deve considerar essa pequena perda em vez de forçar ângulos que aumentem a exposição ao vento.

Instalar na horizontal exige mais painéis?

Não. A quantidade de módulos é a mesma nas duas posições. O que muda é a estrutura, e esse é um dos pontos menos discutidos na hora de decidir.

Os fabricantes de módulos informam no manual de instalação as zonas de fixação permitidas e as cargas de vento admissíveis para cada configuração. Em geral, a fixação pelo lado longo garante a maior resistência. Quando o módulo é preso apenas pelo lado curto, a carga suportada cai bastante. Em alguns manuais, a carga frontal cai de 5400 Pa para 2400 Pa.

Por isso, instalar na horizontal costuma exigir que os trilhos sejam posicionados no sentido contrário ao usual, para que os grampos continuem apoiados no lado longo do módulo. Isso altera o consumo de trilhos, a quantidade de pontos de ancoragem no telhado e o próprio layout da instalação.

É aqui que a escolha da estrutura faz diferença. A Pratyc trabalha com perfis em liga de alumínio 6005-T5, de maior resistência mecânica que a liga 6063, padrão do mercado. Toda a linha de telhado usa parafuso padrão M8 em inox 304. O suporte em L tem furação deslocada, que permite ajustar a posição do trilho sem furos adicionais no telhado. Com isso, a estrutura se adapta às duas posições respeitando as zonas de fixação indicadas pelos fabricantes. Os kits de fixação para telhado ainda contam com o Seguro Pratyc, incluído automaticamente na compra.

Vertical ou horizontal em usinas de solo

Em usinas de solo, a posição dos módulos também define o desenho das mesas. Duas fileiras de módulos na vertical é uma configuração comum, por aproveitar bem a estrutura. Arranjos na horizontal ajudam a reduzir a sombra que uma fileira projeta sobre a outra nos horários de sol baixo, sobretudo no inverno.

O espaçamento entre fileiras, a altura da mesa e a carga de vento calculada conforme a NBR 6123 precisam ser definidos juntos. Nesses projetos, a posição dos módulos é uma decisão de engenharia, e não apenas de preferência.

Outro ponto a se considerar é a limpeza e manutenção. Como a sujeira se acumula na borda inferior, onde a água da chuva escorre e deposita poeira, ela age como uma sombra permanente e prejudica mais os módulos na vertical. Em regiões com muita poeira, próximas a lavouras, estradas de terra ou áreas industriais, vale programar limpezas mais frequentes. Também é importante verificar periodicamente o aperto dos componentes da estrutura.

Perguntas frequentes

Painel solar na vertical gera menos energia?
Só quando há sombra parcial ou sujeira na parte de baixo do módulo. Em condições normais, a geração é equivalente à da posição horizontal.

Posso misturar painéis na vertical e na horizontal no mesmo sistema?
Sim, desde que os módulos ligados em série, a chamada string, estejam com a mesma direção e inclinação. A posição de cada placa, na vertical ou na horizontal, não altera a ligação elétrica.

Quem define a melhor posição para o meu telhado?
O integrador responsável pelo projeto. Ele avalia sombras, área disponível, tipo de telhado e as zonas de fixação do módulo escolhido.

A escolha entre vertical e horizontal deve partir das sombras do local e do espaço disponível. Direção e inclinação corretas têm peso ainda maior na geração. Já a fixação adequada na estrutura é o que garante que o sistema resista ao vento e mantenha o desempenho por décadas.

Quer ajuda para definir a melhor configuração para o seu projeto? Fale com nossa equipe.

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