Glauco Diniz Duarte – como dimensionar uma usina fotovoltaica

Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, energia solar fotovoltaica é conversão direta da luz do sol em eletricidade e a solução definitiva para quem paga conta de luz cara.

São milhares de casas, empresas, agronegócios e indústrias no Brasil que já utilizam a tecnologia solar fotovoltaica para escapar de preços altos e da inflação na conta de luz todos os meses.

Através da instalação das placas solares e demais equipamentos que formam os chamados sistemas fotovoltaicos, consumidores conseguem gerar sua própria energia com a luz do sol e trocar ela pela energia da rede durante a noite.

Essa possibilidade surgiu no final de 2012, quando se criou o segmento de geração distribuída através de regras homologadas e que até hoje regem o segmento e asseguram seus consumidores.

Desde então o mercado só cresceu de forma estrondosa e a tecnologia fotovoltaica, com preços em queda, está cada vez mais acessível para a população brasileira.

Neste artigo você irá conhecer absolutamente tudo sobre energia solar, confira!

O Que é Energia Solar

O sol é a maior fonte de energia limpa atualmente disponível ao homem.

É de sua luz que provém a energia para praticamente todos os processos naturais observáveis no planeta Terra, sendo raros os fenômenos que não se ligam de alguma forma à energia solar.

Da mesma forma, é dela que derivam todas as formas de energia que conhecemos, como um rio (energia hídrica) que se forma pela precipitação de águas antes evaporadas do oceano pela ação da luz do sol.

O calor do sol também é o que esquenta as massas de ar, gerando os ventos captados pelos aerogeradores, além das plantas usadas como fonte de Biomassa, que só nasceram e cresceram graças a luz solar que possibilitou a sua fotossíntese.

E tudo isso é possível devido ao enorme potencial energético do sol, tanto que a energia que ele irradia em um segundo é muito maior que a consumida pela humanidade desde o seu aparecimento na face da Terra, até os dias de hoje.

Toda essa quantidade de energia, obviamente, não chega até a Terra.

Radiação solar

Mas como é formada a luz do sol?

Estrela central do nosso sistema solar, o Sol possui uma massa 332.900 vezes maior que a da Terra, sendo composta por 74% de hidrogênio e 24% de hélio.

A luz do sol é parte da radiação eletromagnética gerada a grandes profundidades do interior da estrela pela fusão de núcleos de hidrogênio, que se chocam a altas velocidades formando átomos de hélio.

Esta energia então viaja do interior do sol até a sua fotosfera (nome dado a sua superfície) e daí se irradia em todas as direções.

Os fótons, partículas que compõem a luz, são quem carregam essa energia pelo espaço a uma velocidade de 300.000 km/s, levando cerca de 8 minutos para percorrer a distância de 150 milhões de km até a Terra.

A radiação solar que chega até a camada superior da atmosfera terrestre possui intensidade de 1,3 quilowatts por metro quadrado.

Já a quantidade de radiação que chega até ao solo irá variar conforme vários fatores, como localização geográfica, estação do ano e condições atmosféricas.

Isso porque a atmosfera terrestre age como um filtro, bloqueando a luz solar em maior ou menor intensidade, sendo agravada ainda conforme o nível de poluição atmosférica local.

Outro fator que também influencia na intensidade da luz ao nível do solo é a posição do sol em relação a Terra; quanto mais elevado ele estiver no céu, menores serão os efeitos da camada atmosférica sobre a sua luz.

Devido a todos esses fatores, a máxima irradiância solar que chega à superfície terrestre é em torno de 1.000 W/m².

A radiação solar que recebemos é caracterizada em três diferentes tipos, que variam de acordo com o seu ponto de origem:

• Radiação Direta: que vem diretamente do sol;

• Radiação Difusa: que vem da abóbada celeste;

• Radiação de Albedo: é a luz solar refletida da Terra, seja por vegetação, construções, etc.

Entre as três, a irradiância de Albedo é a que apresenta menor intensidade, enquanto que a soma dessas irradiações é chamada de Irradiação Solar Total.

Todos os dias, a radiação que recebemos do sol completa um ciclo, indo do zero ao máximo e depois de volta ao mínimo.

O momento no qual ela está em sua máxima intensidade é chamado de meio-dia-solar, quando os raios do sol estão se projetando na direção Norte-Sul no meridiano local.

Como o tempo solar verdadeiro sofre leves variações ao longo do ano, na maioria das vezes o meio-dia-solar será diferente do meio-dia do horário civil.

A formação de nuvens, entretanto, pode fazer com que mesmo ao meio-dia-solar a intensidade de luz nesse momento seja menor que em horários da manhã ou da tarde.

Os valores de radiação entre as horas do meio-dia-solar costumam ser próximos ou iguais 1000 W/m², sendo os melhores horários para aproveitamento das tecnologias de captação da energia solar.

Tipos de Energia Solar e suas Formas de aproveitamento

Te expliquei que os fótons, partículas elementares da luz do sol, são os responsáveis pela condução de sua energia eletromagnética até a Terra.

Enquanto a energia visível se propaga na forma de luz, a energia menor se propaga na forma de calor, caracterizando então as duas formas de energia provenientes do sol: luz e calor.

Existem diferentes formas e tecnologias para captação e conversão da energia solar, que podem ser classificadas entre ativas e passivas conforme a forma como captam e fazem uso dessa energia.

As tecnologias ativas são as que utilizam dispositivos mecânicos ou elétricos para amplificar ou processar a energia obtida e convertê-la em outra forma de energia, como a elétrica.

São exemplos de tecnologias solares ativas os sistemas de aquecimento solar, os sistemas fotovoltaicos e os concentradores solares térmicos das usinas heliotérmicas.

Já as técnicas de captação passiva de energia solar são aquelas que fazem uso direto da luz solar, sem a necessidade de qualquer tipo de processo ou conversão.

Exemplos desse tipo são a arquitetura solar/bioclimática e a fotossíntese artificial, como por exemplo um projeto arquitetônico na construção civil que explore um uso melhorado da luz do sol.

Entre as principais formas e tecnologias de aproveitamento da energia solar, podemos citar:

Arquitetura Bioclimática

A arquitetura bioclimática é uma forma passiva de utilização da energia solar, na qual são empregadas formas para se obter uma integração arquitetônica de um imóvel às condições climáticas locais.

O processo tem por objetivo edificar um empreendimento com melhor aproveitamento da luz e calor naturais do sol, ou ainda evitando-os, tudo de acordo com o resultado que se espera.

Para isso, o imóvel ou edifício precisa ser planejado levando-se em consideração fatores como a orientação do sol, os tipos de materiais que serão usados e suas propriedades térmicas, além dos espaços que permitirão a circulação do ar.

Isso pode significar em um alto rendimento no aproveitamento da energia natural do sol, economizando no consumo de aparelhos como ar-condicionados, ventiladores ou aquecedores.

Um exemplo disso são os edifícios que aproveitam melhor a luz natural durante o dia, economizando no uso de lâmpadas.

Energia Térmica (O Famoso Aquecedor Solar)

A energia solar térmica é uma tecnologia ativa para captação, armazenamento e aproveitamento do calor do sol, não envolvendo nenhuma geração de energia elétrica em seu processo.

Em um sistema de energia solar térmica, popularmente conhecido no Brasil como sistema de Aquecimento Solar, coletores solares térmicos instalados sobre os telhados captam a energia térmica (calor) presente na luz do sol.

Do coletor solar, essa energia então é transferida para um reservatório d’água, chamado de boiler, e usada para aquecer a água lá presente até o momento de sua utilização.

O tamanho do reservatório e o número de coletores solares térmicos (placa solar de aquecimento) necessários irão variar de acordo com a quantidade de água quente utilizada em cada propriedade.

Um simples cálculo baseado no histórico de consumo, entretanto, é o suficiente para se dimensionar um sistema de aquecimento solar residencial, no qual serão analisados hábitos de banho, lavagem de utensílios, roupas, etc.

A maioria dos coletores solares são colocados em suportes fixos com uma orientação calculada para que eles possam capturar a maior quantidade de radiação solar durante o dia e ano.

Embora sejam parecidas, as placas solares para aquecimento não devem ser confundidas com as placas de energia solar fotovoltaica utilizadas para geração elétrica.

Energia Fotovoltaica

A energia solar fotovoltaica é a energia elétrica gerada através da conversão direta da luz do sol.

Essa geração é feita através de placas solares fotovoltaicas que captam a luz solar do sol incidente e difusa, ou seja, a luz que atinge diretamente sobre elas e também a luz ao redor.

Dessa forma, é possível termos geração elétrica pela fonte de energia solar mesmo em dias nublados ou chuvosos, embora a quantidade de luz recebida pela placa esteja diretamente ligada a sua produção.

Uma placa solar fotovoltaica é composta de várias células fotovoltaicas, unidade básica de geração da tecnologia e a qual é feita de um material semicondutor.

Essa tecnologia remonta aos anos 50 e foi desenvolvida pela empresa Bell Laboratories, sendo depois utilizada em satélites espaciais nos anos 60.

As placas solares, junto com outros equipamentos, compõem os chamados sistemas fotovoltaicos, que hoje já abastecem milhões de estabelecimentos no mundo apenas com a energia do sol.

Entre todas as tecnologias para geração de energia renovável, a solar fotovoltaica é disparada a que mais cresceu nos últimos anos, com novos 94 Gigawatts (GW) instalados em 2018, segundo os dados da Agência Internacional de Energia Renovável (IRENA, na sigla em inglês).

Como resultado, hoje a energia solar já ocupa a terceira posição entre as fontes renováveis com maior capacidade instalada, sendo 486 Gigawatts mundiais, atrás apenas da fonte hídrica (1.172 GW) e eólica (564 GW).

Esse crescimento acelerado é reflexo das inúmeras vantagens e benefícios que a tecnologia traz aos consumidores, sendo a economia de até 95% na conta de luz a maior delas.

Energia Solar Como Funciona?

O funcionamento da energia solar fotovoltaica está fundamentado no conceito do efeito fotovoltaico, fenômeno observado pela primeira vez em 1839 pelo físico francês Alexandre Edmond Becquerel e que, devido a similaridade, foi confundido com o efeito fotoelétrico.

Ainda jovem e utilizando o primeiro componente eletrônico da história, Becquerel realizava experiências eletroquímicas na oficina de seu pai quando acidentalmente descobriu que os eléctrodos de platina e prata davam origem ao efeito quando expostos à luz.

De maneira simples, o efeito fotovoltaico consiste no surgimento de uma tensão elétrica em um material semicondutor devido a liberação de elétrons de sua superfície quando exposto à radiação de fótons de luz.

Essa descoberta levou a vários estudos no ramo que resultaram no aparecimento das primeiras células solares em 1883, cuja composição principal era selênio (Se).

Célula Fotovoltaica

Uma célula fotovoltaica, também chamada de célula solar, é a unidade básica da tecnologia solar fotovoltaica e responsável pela conversão da luz em eletricidade.

A grande maioria das células solares fabricadas e comercializadas no mundo são feitas de Silício (Si), material semicondutor e segundo elemento químico mais abundante na crosta terrestre.

O que acontece é que um semicondutor, em seu estado puro (ou intrínseco), se torna eletricamente neutro devido a recombinação de elétrons pelos átomos do elemento do qual é feito.

Por isso, para a fabricação de uma célula fotovoltaica o silício precisa passar por um processo chamdo de dopagem, que recombina a sua formação original com outros elementos, como o fósforo (P) e o Boro (B).

Essa recombinação cria duas camadas opostas do semicondutor, uma positiva (Tipo P, com falta de elétrons) e uma negativa (Tipo N, com sobra de elétrons).

Essas camadas são colocadas juntas dentro da célula, com a negativa na parte de cima e a positiva na parte de baixo, e uma fina grade unindo as duas, como na imagem abaixo:

Quando os fótons atingem a célula, eles reagem com os átomos de silício dopado e fazem com que os elétrons do lado negativo se desprendam.

Esses elétrons não conseguem passar diretamente para o lado positivo, e vice versa, devido a um campo elétrico que se cria nessa área de junção.

Assim, o único caminho para eles é através da fina grade que une as camadas e que cria a corrente elétrica que chamamos de energia solar fotovoltaica.

Vemos, então, que o funcionamento de uma célula solar está diretamente ligada a quantidade de luz que chega até ela, mas nem toda a luz incidente é transformada em energia.

Isso acontece porque fótons possuem diferentes cargas de energia e apenas aqueles com cargas adequadas conseguem liberar os elétrons do semicondutor.

Fótons com energia excedente ou inferior à necessária somam mais de 50% da luz que incide sobre uma célula fotovoltaica.

Somando-se a outras perdas, como as provocadas por sombreamento dos contatos frontais e resistência em série, o percentual de luz aproveitado por uma célula solar é de apenas 13% de toda radiação solar que recebe.

Tipos de células fotovoltaicas

Apesar das células de silício serem as mais populares, elas dividem-se em dois modelos diferentes e que se juntam a outros tipos de células usadas no mundo.

Veja abaixo as principais delas:

Células de Silício Cristalizado

Células de silício são desenvolvidas desde os anos 50, quando sua eficiência era de apenas 6%, mas após anos de evolução nas técnicas de produção hoje superam as demais e dominam o mercado.

A maioria das grandes e micros usinas fotovoltaicas em funcionamento hoje no mundo utilizam painéis solares com células de silício cristalizado, principalmente do tipo policristalino.

A areia e o quartzo são as formas mais abundantes na natureza para extração do silício, que precisa passar por complexos e onerosos processos de purificação. São dois tipos de células de silício cristalizado:

Silício Monocristalino (m-Si)

Feitas com uma forma mais pura do silício, as células monocristalinas possuem a maior eficiência na conversão elétrica das células fotovoltaicas, entre 15% a 18%, porém são mais caras devido aos processos necessários para extração do cristal puro de silício.

Silício Policristalino (p-Si)

Por utilizarem uma forma menos pura do silício, as células policristalinas são mais baratas, mas apresentam um grau de eficiência menor que as células monocristalinas, entre 13% a 15%.

Células de Película Fina

Nesse tipo de célula, também chamada de célula de filme fino, o semicondutor é aplicado sobre uma fina superfície de vidro ou plástico, o que a torna flexível e apta a diferentes aplicações da tecnologia fotovoltaica.

São muito boas na absorção da radiação luminosa e, por utilizarem menos material semicondutor, são mais baratas que as de silício cristalizado, porém com menor grau de eficiência na conversão elétrica.

Os principais tipos são:

Silício Amorfo (a-Si)

A palavra “amorfo” significa “sem forma”, o quê significa que esse silício não possui característica cristalina, sendo formado pela absorção de hidrogênio e resultando em uma célula de pouca eficiência, entre 8% a 10%, a qual ainda é degradada pela ação da luz nos primeiros meses de uso.

Disseleneto de Cobre e Índio (CIS)

Células de CIS não sofrem degradação da luz, mas se tornam instáveis em locais com altas temperaturas ou umidade, necessitando de bom revestimento para constituição do módulo fotovoltaico. Embora apresentem a melhor eficiência entre as células de filme fino, 10% a 13%, as células de CIS tem sua produção limitada devido ao Índio (In), elemento muito requisitado para a fabricação de smartphones.

Telureto de Cádmio (CdTe)

Compostas, entre outros, por sulfato de Cádmio (CdS), células de CdTe possuem boa eficiência, até 16%, porém sua fabricação em larga escala é desencorajada devido ao uso gasoso do Cádmio, altamente tóxico.

Células Orgânicas (OPV)

Essas células se assemelham às de filme fino, sendo constituídas de polímeros ou moléculas orgânicas impressas sobre substratos transparentes e flexíveis, o que garante às células orgânicas maior aplicabilidade.

Contudo, apresentam baixa eficiência (até 11%) e vida útil quando comparadas às células de silício cristalino.

Célula de Perovskita

Células de Perovskita são a grande aposta da indústria de painéis fotovoltaicos, com uma tecnologia que supera todas as outras na absorção da luz em diferentes comprimentos de onda.

Isso garante uma alta eficiência na conversão elétrica, chegando a 20% em testes laboratoriais, porém sua baixa vida útil e degradação ao contato com umidade ainda são desafios a superar para a sua aplicação comercial.

É importante não confundir a eficiência das células solares fotovoltaicas com a eficiência das placas solares que compõem um sistema fotovoltaico.

Placa solar (Painel Solar)

Uma única célula solar, obviamente, não consegue gerar as grandes quantidades de energia consumidas em uma casa ou empresa.

Por isso é necessário conectar várias delas juntas para que se consiga alcançar maiores potências, o que é feito através das placas solares.

Uma placa solar, conhecida tecnicamente como módulo fotovoltaico, é um agrupamento de células fotovoltaicas ligadas em série e encapsuladas em várias camadas de proteção.

As placas fotovoltaicas mais comercializadas no mercado atualmente são compostas de 60 ou 72 células, com potências entre 240 Watts e 335 Watts, respectivamente.

O processo de montagem do módulo fotovoltaico pode ser feito de maneira automática, através de maquinário especializado, ou por manufatura, porém sem uma alta produção em escala.

São várias camadas de proteção e isolamento necessárias para se encapsular um conjunto de células e que formam a estrutura de uma placa de energia solar, sendo:

• Uma lâmina de vidro temperado;

• Um material orgânico, como o EVA (eileno-vinil-acetato);

• As células conectadas;

• Mais uma lâmina de EVA (ou similar);

• Uma cobertura, que pode ser vidro, tedlar, PVC, ou outros polímeros.

Por fim o conjunto será emoldurado (utilizando geralmente alumínio anodizado) e serão inseridas as caixas de conexão (cabos e conectores) para a ligação em série.

Veja a composição de uma placa solar fotovoltaica na imagem abaixo:

As placas solares fotovoltaicas passam por vários testes mecânicos, como:

• Variação de temperatura entre -40°C até + 85°C;

• Testes de isolamento sob umidade e congelamento;

• Carga mecânica, resistência a granizo e torções;

• Resistência de terminais, etc.

Todos eles permitem determinar a capacidade dos módulos de resistirem às intempéries e que medem a qualidade do isolamento de seus condutores e moldura, além de possíveis defeitos que possam aparecer em caso de montagem de módulos em estruturas inadequadas.

Os módulos fotovoltaicos comerciais têm forma quadrada ou retangular, com espessura de não mais que 4 cm (sem contar a moldura).

Seu peso varia entre 18 kg a 25 kg e, apesar da aparência rígida, suportam ligeiras deformações, adaptando-se a esforços mecânicos.

Cada módulo fotovoltaico possui uma capacidade pico de geração “de fábrica” definida através de testes de performance, que utilizam valores padrões de irradiância, massa de ar e temperatura, chamados de Condições Padrão de Teste (STC – Standard Test Conditions).

Essa capacidade, no entanto, não será necessariamente a apresentada pelo módulo em situações práticas, uma vez que as condições climáticas in loco serão diferentes.

Para gerar a quantidade de energia necessária, sistemas fotovoltaicos utilizam um conjunto de placas conectadas em série ou paralelo, que recebe o nome de painel solar ou painel fotovoltaico.

Define-se painel solar fotovoltaico como sendo um conjunto de módulos fotovoltaicos. Um conjunto de painéis fotovoltaicos é um Arranjo Fotovoltaico.

Em diversas instalações fotovoltaicas vemos um único painel formado por um grande número de módulos, mas, do ponto de vista elétrico, podemos ter vários painéis.

Nos sistemas residenciais ou comerciais, os painéis solares são normalmente instalados no telhado para livre captação da luz solar.

Para sistemas instalados no Brasil e demais países do hemisfério sul, o painel de energia solar deve estar voltado para a direção norte

Já a inclinação ideal dos painéis solares varia de acordo à Latitude da localidade e também quanto ao tipo de sistema fotovoltaico.

kit Energia Solar

Mas não é apenas um agrupamento de placas que garante a geração de um sistema fotovoltaico, e sim um conjunto de equipamentos que deverão ser conectados e instalados, chamado de kit energia solar.

Esses kits podem ser usados para alimentar qualquer nível de consumo elétrico, desde pequenas aplicações, como bombas d’água, até suprir a demanda de uma casa inteira, variando em complexidade, tipos de equipamentos usados e, inclusive, a correta nomenclatura.

É comum encontrar na internet diferentes denominações para esses kits, como kit gerador solar fotovoltaico, kit painel solar ou, ainda, simplesmente kit solar.

Dependendo da aplicação, o tipo de kit de energia solar necessário será diferente e contará com mais ou menos equipamentos.

Mas, no geral, um kit de energia solar fotovoltaica deverá conter um ou mais dos equipamentos listados abaixo:

Painel Solar Fotovoltaico: é o conjunto de módulos fotovoltaicos.

Inversor Fotovoltaico Interativo: recebe e converte a energia gerada pelas placas no padrão que utilizamos em nossas tomadas, além de alocar a energia não consumida na hora, que pode ser direcionada para a rede elétrica (no caso dos sistemas conectados / On-Grid) ou para o banco de baterias (sistemas isolados / Off-Grid).

Caixa de Junção / String box: conjunto de componentes para proteção dos módulos contra surtos de redes e demais danos elétricos, como também a chave de acesso para desligamento do sistema no caso de reparo.

Suporte para placa solar: são os trilhos e demais componentes necessários para fixar os módulos sobre o telhado, ou, caso forem instalados ao nível do solo, o suporte para placa solar com a altura adequada.

Cabeamento: todo o conjunto de cabos e conectores para fazer a ligação elétrica entre os equipamentos do kit de energia solar fotovoltaica.

Banco de baterias: como os sistemas só geram energia durante o dia, essas baterias são abastecidas durante as horas de sol e, a noite, quando o sistema não tem geração, elas suprem o consumo.

Controlador de carga: equipamento que gerencia o carregamento das baterias, alimentando estas da melhor forma e evitando desperdícios e sobrecargas.

Vamos saber mais sobre alguns desses equipamentos abaixo…

Inversor Solar

Começando por ele que é considerado o cérebro de um sistema fotovoltaico, o inversor solar.

O inversor fotovoltaico é o aparelho responsável por transformar a corrente da energia gerada pelas placas solares (de corrente contínua para corrente alternada) para que possa ser utilizada pelos aparelhos elétricos.

Devido às formas de geração e transmissão elétrica tradicionais, a energia que consumimos nas nossas tomadas chega até nós em corrente alternada.

Por essa razão a grande maioria dos aparelhos elétricos (eletrodomésticos, eletroeletrônicos, iluminação, telecomunicação, etc.) são construídos para serem ligados diretamente à rede em corrente alternada.

A geração de energia elétrica pelas células fotovoltaicas é um processo físico-químico, no qual as características elementares dos materiais que compõem as células fotovoltaicas liberam elétrons ao receberem radiação luminosa.

Os elétrons fluem sempre no mesmo sentido, da parte superior das células fotovoltaicas para a parte inferior (tomando como exemplo uma célula solar fotovoltaica de silício), por isso a corrente elétrica gerada é do tipo corrente contínua.

Por essa razão torna-se necessário utilizar o inversor fotovoltaico para poder utilizar aquela lâmpada, televisão, geladeira, etc., feitos para receber eletricidade em corrente alternada.

São dois tipos de inversores solares e que atendem aos dois tipos de sistemas fotovoltaicos existentes: on grid e off grid.

Inversor Off-Grid

O inversor solar off grid, ou inversor autônomo é utilizado em sistemas isolados da rede elétrica, ou Off-Grid (em inglês).

Eles retiram a energia em corrente contínua diretamente de um banco de baterias, convertem-na em corrente alternada e fornecem a potência elétrica diretamente aos aparelhos consumidores.

Os inversores autônomos, apelidados de inversores off-grid, não podem ser utilizados em sistemas on-grid (conectados à rede) porque não tem capacidade de interagir com o sinal de corrente alternada presente na rede elétrica.

Inversor On-Grid

Esse tipo de inversor fotovoltaico é construído para interagir com o sinal da corrente alternada presente na rede elétrica.

Os inversores on-grid, também chamados de inversores interativos, são feitos para trabalhar especificamente com a rede e, de forma automatizada, se comportam como unidade de controle do sistema fotovoltaico on-grid.

Um inversor interativo age como se fosse um “misturador de energia”, que mistura a energia solar à energia elétrica convencional, permitindo o uso dessa energia por qualquer aparelho ligado à rede elétrica.

Como ficam ligados permanentemente à rede, os inversores interativos devem ser capazes de fornecer a corrente alternada da maneira mais perfeita possível.

Eles detectam qualquer anomalia que apareça na rede, como flutuações de tensão (elevações ou rebaixamentos momentâneos da “voltagem” da rede, que podem ser percebidos quando o brilho das lâmpadas varia) ou de frequência, e principalmente as quedas de tensão.

Como o inversor fica permanentemente ligado à rede, no caso de quedas de tensão (apagões) ele deve se desligar automaticamente, evitando pôr em risco o serviço de manutenção.

Esse comportamento é chamado de “anti-ilhamento”; a “ilha” é uma unidade consumidora, como sua casa (ou trecho de rede), por exemplo, que ficaria alimentada em caso de problemas na rede elétrica.

Isso acarretaria problemas, não só para os técnicos de manutenção e para a rede, mas também para o próprio gerador, que poderia ser sobrecarregado, vindo a se danificar.

Justamente devido a essas características, um inversor interativo não funciona como inversor autônomo, ou seja, não é possível utilizar um inversor grid-tied em um sistema off-grid, pois esse não consegue alimentar diretamente às cargas.

Suporte Para Placa Solar

As estruturas de fixação são tão importantes quanto as placas e inversor de um sistema fotovoltaico, pois seu mau desempenho pode invalidar por completo o investimento na tecnologia.

Uma estrutura de fixação é de vital importância para um sistema fotovoltaico pois é ela que, assim como o nome deixa claro, fixa os módulos sobre o telhado ou sobre o solo.

As cargas de ventos são um fator muito importante a ser considerado na hora de instalar o painel fotovoltaico, pois elas projetam sobre as placas (estruturas planas e sem vazão), e consequentemente sobre a estrutura, um peso excessivo dependendo de sua força.

A estrutura tem um papel fundamental de resistência ao vento, então ela tem que ser medida e mensurada em túneis de vento para ser forte o suficiente para aguentar tempestades, seja no telhado ou em solo.

Para garantir que o seu sistema funcione de forma correta durante a sua longa vida útil de mais de 25 anos, é recomendável que você adquira uma estrutura de boa qualidade e com garantia de fabricação.

Outro papel importante do suporte é prover a inclinação ideal das placas fotovoltaicas para que elas consigam captar a maior quantidade de luz solar possível, aumentando a sua eficiência e geração.

A correta orientação permite captar o máximo de energia ao meio dia solar e horas próximas, assim como melhora a captação anual do painel como um todo, compensando a menor irradiância nos períodos de inverno.

A inclinação ideal dos painéis fotovoltaicos varia de acordo à Latitude da localidade, e também quanto ao tipo de sistema fotovoltaico.

Para os sistemas conectados à rede, inclinações menores propiciam maior captação nos períodos próximos ao solstício de verão, gerando mais energia e mais créditos energéticos.

Bateria Solar

Se os sistemas fotovoltaicos só geram energia durante o dia, a energia consumida à noite deve vir de algum outro lugar, como das baterias solares.

Sistemas fotovoltaicos se diferem entre sistemas conectados e isolados da rede elétrica, sendo as baterias utilizadas normalmente em sistemas isolados.

No entanto, novas tecnologias de baterias estão revolucionando os mercados estrangeiros e trazendo as baterias para utilização em sistemas conectados à rede elétrica.

A principal vantagem é trazer maior independência da rede ao consumidor, que não mais sofre com a interrupção no fornecimento em casos de queda da rede.

Funcionando paralelamente aos sistemas On-Grid, elas são capazes de armazenar a energia gerada e não consumida no dia para ser utilizada à noite, ou no caso da queda da rede elétrica.

Embora sistemas On-Grid com armazenamento já existam no Brasil, a sua utilização é mínima devido ao alto custo das baterias disponíveis hoje, do tipo estacionárias.

Além disso, sua vida útil (no máximo de 10 anos), é demasiada curta em relação a durabilidade de mais de 25 anos das placas fotovoltaicas.

Porém, desde o lançamento da primeira PowerWall nos estados unidos, em 2015, o mercado de baterias solares sofreu uma reviravolta.

Fabricadas pela empresa Tesla, as baterias possuem design arrojado e utilizam a já conhecida tecnologia de íon-lítio aplicada nos seus veículos elétricos, a mesma usada também em baterias de celulares.

A Powerwall foi apresentada como a peça que faltava para uma perfeita integração energética, geração+armazenamento+carregamento.

Uma grande vantagem dessas baterias é que elas já possuem um inversor integrado para converter a energia (CC para CA), evitando um gasto a mais para quem deseja instalar um sistema fotovoltaico em conjunto com a bateria solar.

Várias outras grandes empresas já lançaram seus modelos de baterias de Íon-Lítio lá fora que, em breve, deverão chegar por aqui.

Sistema Fotovoltaico

Um sistema fotovoltaico pode ser definido como um gerador elétrico baseado na conversão direta da luz em eletricidade pelas células fotovoltaicas.

Dada a quantidade certa de placas solares, um gerador de energia solar consegue suprir a demanda energética de qualquer imóvel ou instalação, seja uma pequena residência ou uma grande indústria.

Os sistemas necessitam apenas de luz para funcionar e, por isso, podem ser implantados em praticamente qualquer localidade com radiação solar suficiente.

Um gerador solar não utiliza combustíveis, não possui partes móveis e requer muito menos manutenção que um gerador à diesel, por exemplo.

Seu funcionamento não produz ruído acústico ou eletromagnético, e tampouco emite gases tóxicos ou qualquer outro tipo de poluição ambiental.

A viabilidade dos geradores solares é tão alta que eles são utilizados em locais inóspitos, como o espaço e desertos.

São dois os principais tipos de sistemas fotovoltaicos:

Sistemas Isolados (Off Grid)

Um sistema fotovoltaico isolado, também conhecido como Sistema Fotovoltaico Off-grid (do inglês: fora da rede), é aquele que não tem contato com a rede de distribuição de eletricidade das concessionárias.

Nos primórdios da energia solar fotovoltaica, entre as décadas de 1950 e 1970, os sistemas fotovoltaicos off-grid eram o único tipo que existiam, pois o foco era levar energia elétrica a locais onde as redes de distribuição não chegavam.

Os grandes exemplos de utilização de sistema fotovoltaico off-grid são os satélites artificiais (como os de telecomunicações ou meteorológicos) orbitando o nosso planeta e alimentados exclusivamente por painéis solares.

Em seguida, os painéis solares fotovoltaicos foram utilizados para aplicações terrestres, principalmente em telecomunicação.

Um dos primeiros usos documentados de painel solar foi para alimentação elétrica de um ‘telefone rural’, instalado na cidade norte-americana de Americus (Georgia), no ano de 1955.

Hoje, a maior aplicação dos sistemas off-grid ainda é levar energia elétrica a localidades não atendidas pela rede elétrica ou manter algum equipamento fora da rede, de forma a continuar operando mesmo quando há falta de energia na rede pública.

Eles podem ser projetados para alimentar qualquer tipo de equipamento e qualquer montante de energia.

É claro que, quanto mais potente forem os equipamentos e quanto maior o seu tempo de uso, mais energia irão consumir e maior deverá ser o sistema fotovoltaico off-grid para atender às suas necessidades energéticas.

Assim, quanto mais potente é um sistema off-grid, maior será o investimento financeiro para a sua implantação.

Isso faz com que a aplicação desses sistemas seja mais comum para alimentar pequenas cargas, como iluminação, telecomunicação e pequenos utensílios domésticos.

A eletrificação de uma residência urbana através de um sistema off-grid, apesar de ser plenamente possível, não é tão atrativa do ponto de vista financeiro.

Isso pois os custos da energia elétrica fornecida pela rede pública são muito menores que os custos de instalação, operação e manutenção de um sistema fotovoltaico isolado (Off-grid).

Contudo, em uma residência na zona rural, ao se considerar os custos das demais opções (ex.: gerador a diesel e os custos do combustível ao longo dos anos, por exemplo), torna-se muito mais viável adotar um gerador solar fotovoltaico off-grid.

Os sistemas isolados podem ser classificados em três tipos:

Sistema Híbrido

Um sistema fotovoltaico híbrido trabalha em conjunto com outro sistema de geração elétrica, que pode ser um aerogerador (no caso de um sistema híbrido solar-eólico), um moto-gerador a combustível líquido (ex.: diesel), ou qualquer outro sistema de geração elétrica.

Um sistema híbrido pode ou não possuir sistema de armazenamento de energia. Quando possui, geralmente o sistema de armazenamento tem autonomia menor ou igual a um dia.

Sistema Autônomo (Puro)

Um sistema fotovoltaico puro é aquele que não possui outra forma de geração de eletricidade.

Devido ao fato de o sistema só gerar eletricidade nas horas de sol, os sistemas autônomos geralmente fazem uso de baterias que armazenam a energia para os períodos sem sol e dias de chuva ou nublados.

O banco de baterias (nome que se dá ao grupo delas) é dimensionado de acordo à autonomia que o sistema deve ter e que varia de acordo às condições climáticas locais onde será implantado o sistema fotovoltaico.

As principais desvantagens desse armazenamento de energia por meio de baterias se dão tanto pela sua durabilidade, quase sempre inferior a 7 anos, quanto pelo custo inicial de instalação, pois quanto maior é a potência do sistema fotovoltaico, mais baterias são necessárias.

Sistemas Autônomos Sem Armazenamento

São sistemas que funcionam somente durante as horas de sol, como por exemplo os sistemas de bombeamento de água.

Sistemas conectados à rede (On-Grid)

Como o nome deixa claro, sistemas fotovoltaicos conectados à rede trabalham em conjunto com as redes de distribuição.

Toda a energia gerada por esses sistemas é rapidamente escoada para a rede, evitando o uso sistemas de armazenamento e tornando eles mais eficientes e mais baratos que os sistemas isolados.

Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede é o nome técnico brasileiro do que é conhecido internacionalmente como on-grid photovoltaic system, também chamado de sistema fotovoltaico on-grid.

Os sistemas On-Grid dependem de regulamentação e legislação favorável, pois usam a rede de distribuição das concessionárias para o escoamento da energia gerada.

Os primeiros sistemas de energia solar fotovoltaica conectados à rede foram instalados na Alemanha, no começo dos anos 90.

Já naquela época havia diversos requisitos de segurança para a operação das pequenas usinas movidas a energia solar, que compartilhavam a rede de distribuição de eletricidade sob os cuidados das concessionárias locais.

Um desses requisitos é que eles tivessem a capacidade de se desligar e religar automaticamente, caso fosse necessário fazer manutenções nas linhas elétricas (como nos cabos de força das redes, por exemplo).

Isso é especialmente importante para evitar acidentes ou mesmo a morte dos técnicos das distribuidoras que realizam o serviço de reparo.

Com o tempo, os requisitos de segurança foram estendidos e surgiram também requisitos de qualidade de energia, até chegar aos sistemas da atualidade.

Com a possibilidade de se injetar diretamente a energia elétrica gerada pelos módulos fotovoltaicos na rede, pôde-se abrir mão do armazenamento de energia.

Esta torna-se a principal vantagem e desvantagem dos sistemas On-Grid em relação aos sistemas isolados.

Por não necessitarem de banco de baterias, os sistemas on-grid são muito mais baratos que os isolados da rede.

Porém, sem o armazenamento de energia e devido à forma como os inversores devem se comportar, no caso de falta de energia na rede a unidade consumidora (o imóvel) que possui um gerador solar fotovoltaico on-grid ficará sem energia.

E então, agora que você conhece os detalhes dos sistemas On e Off Grid, sabe falar qual é o mais indicado para você? A resposta você encontra aqui: Sistema On-Grid ou Off-Grid? – Energia Solar Fotovoltaica [QUIZ]

Geração de Energia Solar

Vimos que os sistemas fotovoltaicos On-Grid precisam de uma regulamentação e legislação favoráveis para se conectar à rede elétrica das distribuidoras.

No Brasil isso aconteceu no ano de 2012, quando a ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), criou a modalidade de mini e microgeração de energia elétrica pelo consumidor.

Desde então, esse segmento cresceu de forma exponencial no país impulsionado pela tecnologia fotovoltaica e, hoje, já permite a milhares de brasileiros gerarem sua própria energia pela luz do sol e economizarem na conta de luz.

A geração distribuída, como o próprio nome diz, é a geração de energia feita em pontos diversos, através de sistemas geradores que ficam próximos ou até mesmo na própria unidade consumidora (casas, empresas e indústrias) e que são ligados a rede elétrica pública.

Portanto, essa modalidade difere diretamente da tradicional geração centralizada, onde as grandes usinas é quem produzem a energia e a enviam aos consumidores através das linhas e redes de transmissão.

Confira abaixo um mapa ilustrativo que explica melhor a diferença entre geração de energia centralizada e distribuída no País.

A geração de energia pelo próprio consumidor foi estabelecida com as regras da Resolução Normativa Nº482 da ANEEL, que entrou em vigor em 17 de abril de 2012.

Através dela, a agência também estabeleceu a diferenciação entre o que chamou de Microgeração e Minigeração distribuída, que hoje são definidas das seguintes formas:

Microgeração – Sistema gerador de energia elétrica através de fontes renováveis, com potência instalada inferior ou igual a 75 kW (quilowatts).

Minigeração – Sistema gerador de energia elétrica, com potência instalada superior a 75 kW e menor ou igual a 3 MW (para fonte hídrica) e menor ou igual a 5 MW para as demais fontes renováveis (Solar, eólica, biomassa e cogeração qualificada).

Além disso, a RN 482 também criou o sistema de compensação de Energia Elétrica, no qual toda energia excedente gerada pelo sistema é injetada na rede e concedida a distribuidora como empréstimo.

Essa energia então volta para o consumidor na forma de créditos energéticos, os quais são utilizados para compensar aquela energia que foi consumida da distribuidora em momentos de pouca ou nenhuma geração do sistema.

Os créditos gerados ainda podem compensar a energia consumida em outros imóveis, desde que estes estejam sob a mesma titularidade da unidade onde os créditos foram gerados e dentro da área de concessão da mesma distribuidora.

A compensação dos créditos sempre será feita primeiramente no imóvel em que ocorreu a geração (local em que o sistema solar está instalado) e, posteriormente, nos demais postos tarifários

É como uma “troca” entre a energia do gerador e a energia da rede.

Esses créditos possuem um prazo de 60 meses para serem utilizados, o que é muito benéfico para o consumidor que utiliza sistemas geradores por fontes intermitentes de energia e com sazonalidades de maior e menor geração.

Em caso de mudança, os créditos remanescentes deverão ser contabilizados pela distribuidora em nome do titular para futura compensação no novo imóvel, desde que a nova conta de luz esteja no seu nome.

Confira no curto vídeo abaixo como funciona o sistema on-grid e a geração de créditos energéticos no Brasil:

Novas Modalidades de Geração de Energia Solar

Em 24 de novembro de 2015, a ANEEL revisou a regulamentação do segmento de geração distribuída através da nova Resolução Normativa nº 687.

Entre as várias melhorias trazidas pelas novas regras, que entraram em vigor em 1 de março de 2016, destacam-se a criação de três novas modalidades de geração distribuída.

Essas novas modalidades impactaram diretamente o segmento de geração por micro e minigeradores distribuídos, criando novos nichos de consumidores e possibilidades de negócios.

Isso trouxe o acesso de mais consumidores aos geradores solares, o que fez com que o número de sistemas instalados no Brasil triplicasse em pouquíssimo tempo, devido às inúmeras vantagens da energia solar.

Todas modalidades baseiam-se no sistema de compensação de energia elétrica e nos créditos energéticos. São elas:

Empreendimento Com Múltiplas Unidades Consumidoras

Nesta modalidade, moradores de um condomínio residencial ou predial podem se unir para a instalação de um sistema central, que irá gerar energia para cada um dos participantes, como também para alimentar áreas de uso comum.

Neste caso, o sistema, que fica sob a responsabilidade do condomínio, da administração ou do proprietário do empreendimento, irá injetar toda a energia gerada diretamente na rede elétrica para a criação dos créditos energéticos.

Ao final do mês, estes então serão computados pela distribuidora e utilizados para compensar a energia elétrica consumida por cada um dos participantes do rateio em seu respectivo apartamento/casa.

Segundo as regras, ainda é preciso que “as unidades consumidoras estejam localizadas em uma mesma propriedade ou em propriedades contíguas, sendo vedada a utilização de vias públicas, de passagem aérea ou subterrânea e de propriedades de terceiros não integrantes do empreendimento”.

Exemplos:

Moradores de prédios residenciais ou comerciais (empreendimentos verticais com múltiplas unidades consumidoras) instalam um sistema fotovoltaico no telhado da cobertura e possuem o estacionamento gerando energia solar para os apartamentos ou salas comerciais e área comum)

Ou então:

Moradores de condomínios de casas (empreendimentos horizontais com múltiplas unidades consumidoras) instalam um sistema fotovoltaicos sobre o telhado do salão de festa, gerando energia para algumas (ou todas) casas.

Conheça no vídeo abaixo um caso real de sistema instalado nessa modalidade:

Geração compartilhada

Assim como a geração em empreendimentos múltiplos, a modalidade de geração compartilhada também permite a união de dois ou mais consumidores para a instalação de um sistema gerador.

Neste caso, os consumidores podem ser tanto pessoa física (CPF) como jurídica (CNPJ), unindo-se através de cooperativa ou consórcio e não precisam residir dentro de um mesmo empreendimento.

No entanto, as propriedades que irão utilizar os créditos e o local onde será instalado o sistema (que deve ser diferente do local onde residem os consumidores) devem estar todos localizados dentro da área de atuação da mesma distribuidora.

Exemplo:

Moradores de um prédio residencial, comercial ou grupo de lojistas, ou  você e seus amigos, os quais não tem área para instalar um sistema fotovoltaico para a geração de energia solar em todos os apartamentos, casas, salas ou lojas, e instalam um sistema num terreno em local distinto (como uma sítio na zona rural, por exemplo) e a energia será compensada nas devidas unidades consumidoras dos apartamentos.

Autoconsumo remoto

Por último, a modalidade de autoconsumo remoto permite ao consumidor (CPF ou CNPJ), como o nome sugere, gerar a sua energia de forma remota, fora do local (ou locais) onde irá consumi-la.

Neste modelo de geração, também, tanto a unidade consumidora onde será instalado o sistema, como todas aquelas que entrarão no rateio dos créditos, devem estar localizados dentro da área de concessão da mesma distribuidora.

Das três modalidades criadas, a geração de autoconsumo remoto é aquela que trouxe mais vantagem para os consumidores, pois permite unir o consumo de duas ou mais propriedades e aumentar a economia com energia solar.

Exemplos:

Um consumidor no interior do estado de São Paulo, instala um sistema fotovoltaico em sua residência em Rio Preto, com capacidade de gerar excedente e que irá compensar em outro imóvel no seu nome, como um sítio, localizado dentro da área de concessão da CPFL Paulista.

Ou então:

Você empresário, pessoa jurídica, instala sistema fotovoltaico na matriz da sua empresa visando gerar energia de forma remota também para suas filiais.

Projeto de Energia Solar

Muitas pessoas, ao descobrirem as vantagens da tecnologia fotovoltaica, já pensam logo em adquirir um projeto de energia solar residencial ou comercial sem nem menos saber por onde começar.

O primeiro passo para você ter um sistema fotovoltaico instalado em seu imóvel é buscar o contato de uma empresa de energia solar e pedir um orçamento para seu sistema solar fotovoltaico.

Você irá se deparar com uma equipe de vendas, que deve sanar todas as dúvidas que você possa ter sobre as características de funcionamento de um sistema fotovoltaico.

Valores e formas de pagamento serão discutidos e, quando acordadas, resta então realizar o fechamento da proposta.

Nesta hora serão criados os contratos e os documentos necessários para a elaboração de todo o processo devem ser enviados para a empresa escolhida.

Os documentos mais comuns que você deve ter em dia são: documentos de identificação (RG, CPF ou CNH) e comprovante de endereço (Conta de Luz, por exemplo).

Após isso, você irá receber a visita de um técnico em seu imóvel, responsável por coletar todas as informações necessárias para a elaboração do projeto executivo.

Imóveis em construção serão analisados com cuidado especial, necessário para que o sistema se adeque corretamente a edificação quando finalizada.

O técnico também fará a verificação dos locais disponíveis para o desembarque dos equipamentos do seu sistema fotovoltaico e para elevação das estruturas e módulos fotovoltaicos nas instalações em telhados.

Depois do recolhimento das informações necessárias através da visita técnica, a equipe de engenharia fará o estudo de viabilidade do sistema solar fotovoltaico utilizando softwares de simulações fotovoltaicas.

Além de todos os procedimentos e cuidados citados anteriormente, um ponto que você deve se atentar é em relação à estética do projeto (isso se você quiser aliar o útil ao agradável).

Além disso, todos os documentos, diagramas e layouts produzidos são entregues à concessionária de energia elétrica e aos profissionais instaladores, para que não haja divergências entre projeto, execução, verificação e aprovação do sistema fotovoltaico.

Nesta fase, a equipe de engenharia que desenvolveu o projeto executivo, transmite à Logística a relação de todos os materiais que serão utilizados na obra.

Todo esse processo levará a instalação do sistema fotovoltaico em sua casa ou empresa, com todos os equipamentos separados, embalados e com suas notas fiscais emitidas.

A partir daí, a melhor data de entrega dos equipamentos é agendada com você, e os prazos serão definidos para que a empresa contratada possa fazer o planejamento da instalação de energia solar no seu imóvel.

Instalação de Energia Solar

A instalação do sistema acontece após todo o projeto já ter sido desenvolvido e aprovado, com todos os equipamentos já entregues no local e com a data da obra já estabelecida entre você (cliente) e a empresa.

Para isso, a empresa já tem definida a equipe de instalação e quantos dias serão necessários para o serviço, sendo que em uma instalação residencial esse prazo costuma ser entre 3 e 4 dias, com uma equipe de 3 profissionais.

A instalação começa com a estrutura de fixação dos módulos, sendo os trilhos corretamente parafusados e nivelados para que as placas, quando instaladas, não sofram com problemas de torção ou mal encaixe.

Logo em seguida, os módulos são desembalados individualmente e içados com cordas até o telhado para serem fixados nos trilhos.

Após a fixação dos módulos solares, inicia-se então a instalação da parte elétrica do sistema solar fotovoltaico. O inversor interativo é fixado na parede, logo em seguida a string box, com os fusíveis, DPS, chave seccionadora e disjuntores.

O instalador fará também a conexão elétrica desse sistema solar, através dos cabos fotovoltaicos e o aterramento de todos os componentes metálicos ou que possuam contatos elétricos, desde o inversor até o trilho de fixação.

Além disso, o inversor interativo é conectado à unidade consumidora (sua casa), através do quadro de distribuição do imóvel ou através do ramal de entrada do local. Em ambos os casos, essa conexão é feita através de disjuntores.

Por fim, a equipe de instalação faz os últimos testes no sistema fotovoltaico. A conexão de todos os componentes de proteção é checada, juntamente com os módulos fotovoltaicos e cabeamento.

O técnico afere os níveis de tensão e corrente de geração, instala as placas sinalizadoras de geração distribuída na unidade consumidora e finaliza o atendimento.

Após finalizada a instalação, resta à distribuidora enviar técnicos para averiguar a obra e, estando tudo conforme o projeto, o sistema é conectado à rede e o relógio de força substituído por um modelo bidirecional.

Energia Solar Residencial

Embora a geração de energia pelo solar seja vantajosa para todos os tipos de cliente, quem mais se beneficia da utilização de um sistema fotovoltaico é o consumidor residencial, que paga os maiores valores na energia elétrica que recebe da distribuidora.

Quanto maior o custo do quilowatt-hora (kWh) pago pelo consumidor, mais vantagem ele terá em gerar a sua própria energia.

Quem mora em localidades com altos índices de radiação solar é ainda mais beneficiado, pois o gerador solar irá produzir mais energia e, consequentemente, mais “crédito energético”.

A principal característica de um projeto de energia solar para residência no Brasil é ser projetado para gerar energia elétrica em quantidade não maior que o total de energia consumida pelo seu beneficiário.

Ou seja, a potência limite do sistema de energia solar que você pode instalar em sua casa é igual ao valor da demanda contratada disponibilizada pela distribuidora ao seu imóvel.

Esses projetos, geralmente instalados nos telhados, permitem ao consumidor residencial gerar toda, ou uma parte, da energia elétrica consumida em seu imóvel.

Assim, com energia solar em casa o consumidor consegue economizar até 95% em sua conta de luz.

Como saber, então, quantas placas serão necessárias para alimentar eletricamente uma residência?

Esse é um dos pontos estudados pela equipe técnica de uma empresa de energia solar na hora de dimensionar um projeto de energia solar residencial.

Para isso, eles analisam fatores como níveis de radiação solar local, direção e inclinação do telhado, possíveis sombreamentos e todas as outras variantes que permitem calcular, com exatidão, a quantidade de módulos que poderão suprir o consumo da residência do cliente.

O dimensionamento do projeto de energia solar residencial é necessário para que se possa precificar o custo final do sistema.

Energia solar rural

O agronegócio é um setor extremamente importante para a economia do Brasil e sua constante modernização demanda cada vez mais o uso de máquinas e equipamentos elétricos que podem ser atendidos com eficiência e economia através do uso da energia solar rural.

País tropical e de vasta extensão territorial, o Brasil apresenta todas as características favoráveis ao florescimento da agropecuária, como abundância de água, clima favorável, solo fértil e bastante luz do sol.

Com a criação do segmento de geração distribuída em 2012, essa mesma oferta da luz do sol passou a favorecer a agropecuária de outra forma: geração de energia elétrica rural através da tecnologia solar fotovoltaica.

No entanto, foi somente nos últimos anos que essa prática começou a se popularizar em meio a produtores e empresas do setor rural.

A energia solar fotovoltaica rural torna-se cada vez mais acessível devido à queda dos preços dos equipamentos.

Em 2016, ano em que o setor passou dos 100 sistemas conectados (130), este acumulava uma potência de apenas 672 kW (quilowatts).

Já em 2017, esta saltou para 7,4 MW (Megawatts), totalizando 604 conexões de sistemas à rede elétrica.

E em 2018 esse crescimento se mostrou ainda mais forte, com 2.795 conexões no ano somando mais 47 MW de potência alimentando as atividades agropecuárias do país.

Energia Solar Vantagens e Desvantagens

Assim como tudo mais na vida, gerar a própria energia solar tem as suas vantagens e desvantagens, embora nesse caso as vantagens sejam muito superiores aos contras.

A maior vantagem da tecnologia para o consumidor, disparado, é a economia obtida na conta de luz após a instalação de um micro ou minigerador.

Um sistema solar fotovoltaico pode alimentar até 100% da energia consumida e, com isso, trazer para o seu consumidor uma economia de até 95% na conta de luz.

Podemos ainda listar pelo menos mais 7 benefícios da instalação e utilização da energia solar:

1) Rápido Retorno do Investimento

A aquisição de um sistema de energia solar representa um investimento que volta ao cliente na forma da economia obtida na conta de luz.

Um recente levantamento feito sobre esse tempo de retorno, conhecido como payback, mostra que, para instalações residenciais, esse prazo hoje fica entre 3 a 5 anos, dependendo da região.

2) Longa Vida Útil da Tecnologia

Em contrapartida, os equipamentos dos sistemas fotovoltaicos possuem uma vida útil de geração de, pelo menos, 25 anos para os módulos e de 15 ou mais para os inversores, prazo muito acima do payback.

3) Pouca Manutenção

Sistemas fotovoltaicos demandam pouca manutenção, sendo a limpeza dos módulos a mais necessária, porém apenas em lugares muito secos e com acúmulo de poeira.

A manutenção elétrica também é necessária, porém feita apenas uma ou duas vezes por ano, e garante a longa vida útil do sistema.

4) Resistência a Intempéries

Por ficarem expostas sobre os telhados e sujeitas às condições climáticas, as placas solares são fabricadas com as mais altas medidas de segurança, evitando danos ou riscos para o sistema e o imóvel.

5) Descontos e Isenções em Impostos

Já imaginou instalar energia solar em sua casa e não precisar mais pagar o IPTU todo ano?

Pois em algumas cidades do Brasil isso já é possível através do IPTU Verde, leis municipais que recompensam aqueles que geram a sua própria energia limpa.

Além disso, isenções de tributos como o ICMS da energia solar, além do PIS/COFINS já são oferecidos em níveis estaduais e federal para todos que geram sua própria energia solar.

6) Geração Silenciosa

Preocupado com barulhos ou ruídos vindos do telhado e tirando a sua paz? Que nada! A geração de energia pela tecnologia solar fotovoltaica é totalmente silenciosa.

Isso porque ela utiliza o processo fotovoltaico, e não mecânico, para gerar energia elétrica, que ocorre silenciosamente dentro de cada uma das células que compõem o módulo.

Portanto, fique tranquilo, pois você poderá ligar seu ar condicionado ou ventilador, tirar aquele cochilo da tarde gostoso no final de semana e com a certeza de que não terá altas contas de luz no final do mês.

7) Imunidade Contra a Inflação Energética

Por último, o melhor. Instalar um sistema fotovoltaico, além de um investimento com alto retorno, é ficar protegido contra a inflação energética que assombra o bolso dos brasileiros.

Devido ao fato de como está estruturado o setor elétrico do Brasil, fora os acontecimentos recentes que criaram dívidas a serem pagas por nós, consumidores, o preço da energia continuará subindo.

Mais um mês de bandeira vermelha? Pouco importa para quem gera a própria energia diretamente do seu telhado. Esse é o poder libertador que a energia solar entrega a você.

Quanto às desvantagens, a maior objeção é com relação a compra da tecnologia, que se encontra inacessível para algumas camadas da população que não tem conhecimento sobre linhas de financiamento de energia solar a baixo custo.

É muito comum ouvir que a instalação de sistemas de energia solar fotovoltaica no Brasil é cara, quando ainda não se encontra formas de obtê-la.

Isso ocasiona um certo descontentamento e frustração por parte daqueles que desejam não só economizar bastante dinheiro com a instalação de um sistema mas, também, participar desse movimento de empoderamento e revolução energética.

Para todos que acompanham o movimento acerca das fontes renováveis e da energia solar no Brasil, e se encontram nessa situação, é preciso saber comparar e observar o trajeto de novas tecnologias em seus processos de amadurecimento e massificação.

Assim como foi no caso do automóvel, do computador e do telefone móvel, que em seus primórdios também pareciam ser artigos de luxo, hoje já são parte integrante da vida da maioria da população brasileira.

Normalmente, o crescimento de tecnologias com alto potencial de impacto social se dá paulatinamente e de forma gradual, penetrando primeiro em algumas camadas da sociedade, que abrem caminho para outras.

Energia Solar No Brasil

Atualmente, o Brasil utiliza a energia solar fotovoltaica em residências, comércios, agronegócios e indústrias, assim como por meio de grandes usinas de energia solar (também chamadas de fazendas solares).

Por conta das enormes vantagens para a maioria dos consumidores de energia elétrica no Brasil, principalmente os residenciais, a tecnologia fotovoltaica cresce a passos largos em nosso país.

O setor distribuído de energia solar 2018, como um todo, fechou o ano com 57.033 sistemas de energia solar fotovoltaica instalados, com previsão de chegar ao final de 2024 com mais de 886.700 mil sistemas instalados.

Mais importante, porém, do que o número absoluto, é a tendência clara de um crescimento acelerado da energia solar no Brasil evidenciado no gráfico abaixo, segundo dados oficiais.

Se a projeção se concretizar, logo em 2020 o Brasil terá cerca de 174 mil sistemas fotovoltaicos instalados, representando cerca de 0,21% do total de unidades consumidoras brasileiras passíveis de se adquirir sistemas em geração distribuída. Já em 2024, a projeção é de 886.700 sistemas fotovoltaicos.

Seguindo nessa tendência, a ANEEL preparou um gráfico com base na projeção anterior, estimando a quantidade de sistemas fotovoltaicos que serão instalados em três modalidades de unidades consumidoras: residencial, comercial e outros (rural, industrial, iluminação pública, serviço público).

Do mesmo modo ao que temos hoje, a maioria dos sistemas serão instalados em unidades residenciais, cerca de 91% do total nacional contra somente 9% de sistemas comerciais em números absolutos.

Uma curiosidade sobre a energia solar é que, se levarmos em consideração a mesma projeção, mas agora em potência em MW, o cenário passa a ser diferente.

É possível perceber que a distribuição passa a ser mais equilibrada entre os três grandes grupos, residencial, comercial e outros.

Isso significa que, os sistemas comerciais permanecerão em menor quantidade, mas o tamanho médio do sistema é superior ao residencial e ao comercial.

Os sistemas comerciais nesse caso ficam com cerca de 24% do total da potência instalada, e serão responsáveis por cerca de 784 MW de um total de 3,2 GW.

Por isso, mesmo que a tecnologia tenha partido de algumas dezenas de sistemas fotovoltaicos em 2013 para milhares até agora, o setor de energia solar no Brasil, como um todo, tem mantido um passo de crescimento acima de 300% ao ano, desde 2014, e isso abre enormes possibilidades de geração de emprego, renda, criação de novas empresas e negócios, a fim de sustentar essa possibilidade de crescimento contínuo.

Usina Solar

Quando falamos de energia solar fotovoltaica no Brasil, usina solar é logo um dos tópicos quem vem a nossa mente, visto a quantidade desses projetos sendo instalados no país.

Diferentemente do segmento de geração distribuída, que cresce rapidamente no Brasil através dos sistemas fotovoltaicos instalados diretamente nas casas e empresas dos consumidores, na usina solar a energia é gerada de forma centralizada e em grande quantidade.

Devido a disponibilidade de luz do sol existente no país, esse segmento de geração centralizada também vem avançando a passos largos, com novas instalações de usinas de energia solar no Brasil a cada ano.

No Brasil, onde o potencial da energia solar fotovoltaica é imenso, não utilizar essa fonte limpa e renovável para suprir a demanda da população seria algo sem sentido e exatamente por isso que o governo vem investindo em usinas de energia solar no Brasil como forma de diversificar a nossa matriz energética.

As usinas solares fotovoltaicas operam de forma semelhante ao funcionamento dos sistemas de energia solar fotovoltaica residencial, porém em uma escala bem maior, pois são projetadas para a produção e venda de grande volume de energia em alta tensão.

Nessas usinas fotovoltaicas, que são o único tipo de usina sendo instalado de forma comercial no Brasil (existem também as usinas solares Heliotérmicas), milhares, senão milhões, de painéis fotovoltaicos captam a luz do sol e a convertem em energia elétrica através de um processo chamado efeito fotovoltaico.

Os painéis são montados no solo, podendo ser fixados em terra ou então sobre estruturas chamadas de Solar-Tracker ou Rastreador Solar, que são dispositivos que direcionam o painel conforme a posição do sol, de forma a deixá-lo sempre no melhor ângulo para captação da luz.

Embora isso aumente consideravelmente a eficiência de geração do módulo, esses dispositivos também encarecem o custo final da usina.

Essa energia, que é gerada em Corrente Contínua (CC), é então enviada aos inversores fotovoltaicos, que a convertem em Corrente Alternada (CA), que é o tipo de energia que consumimos em nossos estabelecimentos.

Até esse ponto não existe diferença para os sistemas de energia solar residencial, no entanto, como essa energia será enviada aos pontos de consumo através das linhas de alta tensão, ela precisa passar antes pelos transformadores, que irão elevar sua tensão de 380 volts para 13.800 volts ou até 230.000 volts.

Atualmente existem 73 usinas solares em operação no Brasil somando uma potência de geração de pouco mais de 2 gigawatt, segundo a Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR)

Com esse montante, a fonte recentemente superou a energia nuclear como a 7ª fonte de maior potência na matriz elétrica brasileira.

Esse cenário relativamente escasso de usinas de energia solar no Brasil, no entanto, está com os dias contados.

De acordo com o banco de dados da ANEEL, existem mais 22 usinas solares já em construção no país, e adicionais 37 projetos já contratados, porém que ainda não saíram do papel.

Investimentos como esse já são esperados no Brasil e devem ser cada vez mais frequentes.

Conforme projetado pela ABSOLAR no ano passado, para o Brasil alcançar suas metas de redução de emissão assumidas no Acordo de Paris, R$125 milhões devem ser investidos em projetos de energia Solar até 2030.

Curso de Energia Solar

Mas se você acha que a energia solar no Brasil é vantagem só para consumidores que querem economizar com os sistemas fotovoltaicos, você está muito enganado.

Profissionais e empreendedores em todo o país estão aproveitando esse boom da tecnologia para montarem negócios de grande sucesso.

O mercado é tão promissor que atrai até mesmo quem nunca tinha antes ouvido falar na tecnologia dos sistemas fotovoltaicos.

Através de cursos de capacitação em energia solar presenciais e onlines, hoje em dia praticamente qualquer um pode obter uma certificação e ingressar no mercado brasileiro. As oportunidades estão transbordando.

Com o forte crescimento dos últimos anos e as boas perspectivas trazidas por investimentos anunciados, o mercado de energia solar fotovoltaica é cada vez mais a aposta de profissionais que desejam atuar ou empreender.

Seus números são expressivos e multiplicam-se rápido: em janeiro o país havia atingido o primeiro gigawatt (GW) instalado e operacional de sua história, em junho veio mais 500 Megawatts (MW) e recentemente atingiu o segundo giga.

Esse montante compreende tanto as grandes usinas solares instaladas, quanto os micro e minigeradores que se espalham nas casas, empresas, agronegócios e demais empreendimentos do país.

Por sinal, somente esses sistemas de geração distribuída já eram responsáveis pela geração de mais de 500 Megawatts de energia limpa ao final de 2018.

Isso tudo, no entanto, é apenas o começo de uma transição que se iniciou em nosso país, onde a tecnologia fotovoltaica ganha espaço em projetos centralizados e leva uma solução de economia e segurança ao consumidores brasileiros.

Para que o país alcance essas projeções, além de muito sol que ele já tem, será preciso também muita mão de obra qualificada no mercado.

Segundo cálculo da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (Absolar), para cada novo megawatt instalado são criadas entre 25 a 30 vagas de trabalho, ou seja, no mínimo 34.500 novos postos de trabalho até 2022.

Para engenheiros e profissionais técnicos da área elétrica, este é um verdadeiro leque de oportunidades a serem aproveitadas na elaboração e instalação desses projetos.

Para empresários e empreendedores, o mercado de geração distribuída oferece campo seguro para a implantação de negócios e empresas que visam atender os milhões de consumidores ávidos pelos sistemas fotovoltaicos.

A capacitação na área fotovoltaica, entretanto, é essencial para os profissionais que desejam lidar com essa nova tecnologia, além de crucial para que o setor cresça de forma produtiva e segura.

Empresas de Energia Solar

Contudo, conforme aumenta a quantidade de profissionais no mercado, também aumentam o número de empresas de energia solar que disputam os consumidores da tecnologia.

Infelizmente, nem todas essas empresas estão qualificadas para atuar com uma tecnologia relativamente nova, que precisa de equipamentos de qualidade e profissionais capacitados para garantir o que promete:

Pouca manutenção, economia imediata e ao menos 25 anos de vida útil do sistema.

Na hora de escolher uma empresa para começar a gerar sua energia solar, um consumidor esperto deve ficar atento em 4 questões:

#1 – Equipamentos de Qualidade

Pelo fato do setor de energia solar fotovoltaica ser relativamente novo, as marcas de qualidade e referência nacional ou internacional dos equipamentos ainda são pouco conhecidas por leigos e por parte dos consumidores.

Para avaliar isso, existem alguns quesitos básicos como o registro INMETRO e maior tempo de expertise no mercado.

As melhores empresas de energia solar também prezam por trabalhar com equipamentos que passam pelo aval de profissionais qualificados, como professores especialistas e equipe de engenharia.

#2 – Bons Equipamentos geram Sistemas de Boa Qualidade?

Não exatamente. As empresas de energia solar precisam dar atenção a alguns fatores técnicos primordiais na hora de realizar o dimensionamento do sistema fotovoltaico, que visa analisar a necessidade de geração do cliente.

Muitas variáveis influenciam o cálculo da geração do sistema, que também tem sua sazonalidade.

Portanto, para um sistema solar fotovoltaico, a comparação do que as empresas de energia solar podem oferecer tem que ser feita pela potência de um sistema, e não somente pela qualidade dos equipamentos e energia gerada.

É preciso estipular uma geração média no futuro com base nos dados do passado, logo, a base comparativa necessita estar amparada por todos esses aspectos.

#3 – Qualidade dos Serviços

Tão importante quanto os equipamentos e a análise concreta dos fatores técnicos é a qualidade dos serviços prestados pelas empresas de energia fotovoltaica.

Afinal, de nada adianta um sistema fotovoltaico com ótimos equipamentos, bem dimensionado e projetado, porém mal executado, podendo comprometer a qualidade da geração de energia.

#4 – A Decisão Final

Além dos quesitos acima, para escolher a empresa que irá instalar seu sistema dentre as diversas empresas de energia solar existentes no mercado, uma outra dica importante é buscar referência.

A análise das experiências de outros clientes pode te dar uma base de apoio na hora de tomar a sua decisão.

Agora você já sabe como escolher a empresa de energia solar que vai realizar o seu projeto.

Aproveite os ótimos incentivos, como financiamentos de longo prazo e consórcios, que fazem com que cada vez mais  brasileiros queiram utilizar a Energia Solar.

Energia Solar Preço

Nesse ponto você já deve estar enxergando a instalação de energia solar como uma ótima opção e já imaginando o seu telhado com um belo painel solar nele, correto?

Claro, são muitos benefícios advindos com o uso da tecnologia e razão pela qual o número dos sistemas não para de crescer no país.

Mas, afinal, quanto custa um painel solar para minha casa ou empresa?

A verdade é que o valor final para ter energia solar possui diversas variáveis.

Para se chegar o custo final do projeto solar é preciso, por exemplo, levar em consideração a localização do imóvel, se possui acesso à rede elétrica ou não, consumo mensal de energia e o tipo de ligação.

Todas essas informações são analisadas para que se possa dimensionar corretamente o sistema solar fotovoltaico.

Um dos grandes pesos sobre os preços de um projeto de energia solar está nos custos dos painéis fotovoltaicos e demais componentes do sistema em solo brasileiro.

Apesar de alguns (poucos) incentivos estaduais e federais, que reduz significativamente a carga de impostos, ainda existem muitos custos para trazer os equipamentos (produzidos no exterior) ao Brasil e “nacionaliza-los”.

Os custos de transporte, armazenamento e desembaraço burocrático ainda pesam muito sobre o produto final.

Isso tende a melhorar, com a entrada dos grandes produtores no Brasil, a fim de suprirem as grandes plantas solares fotovoltaicas que estão sendo instaladas após os sucessivos leilões de energia solar.

Como muitos dos equipamentos são basicamente os mesmos utilizados em um projeto de energia solar residencial, os custos destes acabam caindo.

Mas não são somente os equipamentos que inflam os preços, há também os custos relacionados com a engenharia do projeto de energia solar.

Os projetos elétricos e civis para a instalação de um gerador solar fotovoltaico não são demasiadamente complexos, mas cada caso deve ser analisado separadamente, pois é muito difícil de se encontrar dois cenários parecidos.

E isso é o que mais toma tempo; a análise do que será feito e de que forma será feito, para que, ao final, se tenha um projeto de energia solar.

E quanto mais complexas são as análises, mais tempo elas tomam, o que significa mais custo de “homem-hora” por projeto.

Assim, mesmo um gerador de muito baixa potência pode requerer um cuidado técnico minucioso, da mesma forma que uma grande obra.

Em seguida, temos os custos da instalação propriamente dita, que engloba os custos da mão de obra e os custos dos componentes elétricos comuns.

Uma equipe de instalação tem, geralmente, entre três a cinco pessoas, que devem trabalhar com segurança e eficiência.

Isso significa o uso de equipamentos de segurança individual e coletiva, além de um bom kit de ferramentas que, embora não seja demasiadamente caro, ainda tem muito peso no orçamento da empresa instaladora.

Embora cada projeto de energia solar residencial seja único, sendo necessário um estudo exclusivo dos fatores locais e de consumo para se chegar ao seu custo final, ainda assim é possível calcularmos uma estimativa dos valores médios.

Os valores acima foram calculados com base no custo médio nacional do watt de energia solar, computados em junho de 2018 pela empresa de pesquisa Greener e divulgados em seu relatório “Estudo Estratégico – Mercado Fotovoltaico de Geração Distribuída – 2º Semestre de 2018”.

Cálculo Energia Solar

Existem, no entanto, ferramentas que podem lhe dar um valor mais aproximado do real para o seu próprio projeto de energia solar.

Um deles é o simulador solar da Blue Sol.

Através dessa calculadora, após a inserção de alguns dados, como consumo mensal, localidade e tarifa da distribuidora local, você obtém na hora o valor do seu sistema gerador, assim como o tamanho, payback (tempo de retorno do investimento) e também a economia que irá obter com o sistema.

Além disso, a melhor notícia para aqueles que desejam empregar a tecnologia em sua casa é que linhas de financiamento específicas para a energia solar já são oferecidas por vários bancos, como o Banco do Brasil.

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