Glauco Diniz Duarte – Como energia solar funciona
Segundo o Dr. Glauco Diniz Duarte, a energia solar fotovoltaica apresenta um potencial imenso para produção de eletricidade no Brasil. A radiação solar que chega em nosso país é abundante durante todo o ano, o que nos possibilita usar esta fonte limpa e gratuita de energia.
Por ser relativamente nova em nosso país, seu uso está em fase de expansão. Era pouco comum ouvirmos falar em energia solar a 10 anos atrás e hoje vemos com frequência reportagens mostrando esta nova forma de produzir energia.
Principais componentes de um sistema de energia solar fotovoltaica
Em uma instalação residencial os geradores de energia solar fotovoltaica são compostos basicamente por cinco partes:
– Painéis solares;
– Inversores grid tie (também chamados de on grid);
– Proteções elétricas;
– Relógio bidirecional;
– Monitoramento via internet.
Os painéis solares
As placas fotovoltaicas são a porção mais conhecida do gerador solar. Podemos encontrá-las nos telhados, com seu formato retangular e de cores que variam do azul ao preto.
O principal componente dos painéis fotovoltaicos é o silício, material semicondutor que está na base da construção das células fotovoltaicas.
As células fotovoltaicas são componentes eletrônicos capazes de produzir eletricidade a partir da radiação solar. Isso ocorre devido ao efeito fotovoltaico, fenômeno descoberto por acaso em 1839 pelo físico francês Jacques Becquerel.
O efeito fotovoltaico acontece quando fótons presentes na radiação solar entram em contato com o material semicondutor das células solares. Os elétrons livres são estimulados a se movimentar na estrutura cristalina, produzindo corrente elétrica ordenada dentro das placas solares.
Os inversores grid tie
Existem duas formas de uso da energia elétrica: em corrente contínua e em corrente alternada. As duas nomenclaturas fazem referência ao sentido da corrente elétrica dentro de um circuito. Dessa maneira, a corrente contínua circula sempre em uma única direção enquanto a corrente alternada, como o próprio nome indica, caracteriza-se por um fluxo alternado no sentido dos elétrons.
Dentro das placas solares há produção de corrente contínua, enquanto as tomadas residenciais são alimentadas com corrente alternada. Para compatibilizar estas duas formas de energia existem os inversores, aparelhos responsáveis por transformar a corrente elétrica produzida nas placas solares (CC – corrente contínua) para o padrão da energia elétrica presente na tomada de nossas casas (CA – corrente alternada).
O sobrenome “grid tie” (e também conhecido por “on grid”) significam “conectado à rede” e vem do fato dos inversores modernos estarem ligados à rede elétrica da concessionária. Isto é uma grande vantagem pois são livres da obrigação da presença de baterias para armazenar a energia produzida. Na prática significa equipamentos mais baratos e ambientalmente melhores.
As proteções elétricas
As placas fotovoltaicas e os inversores são partes energizadas pela radiação solar e pela rede pública de energia, por isso é importante protegê-los de surtos e perturbações elétricas que possam aparecer.
As proteções empregadas nos geradores solares são: chaves seccionadoras, disjuntores e dispositivos de proteção contra surtos. A função das chaves seccionadoras é desacoplar o painel fotovoltaico do inversor e está presente na porção de corrente contínua do sistema. Já os disjuntores fazem o papel de desconectar o inversor da rede interna de energia e está presente na área de corrente alternada. Os dispositivos de proteção contra surtos (popularmente conhecidos como DPS) são elementos de segurança presentes em ambos os circuitos: corrente contínua e alternada.
O medidor bidirecional
A energia elétrica entregue em nossas casas é medida em quilowatt-hora (kWh) e sua medição é feita por um aparelho popularmente chamado de relógio de energia.
Nas casas que usam apenas a eletricidade da concessionária de energia o relógio é unidirecional, sendo capaz de medir apenas a quantidade de kWh consumidos.
Os imóveis que produzem a própria energia recebem gratuitamente da concessionária um novo modelo de relógio chamado de medidor bidirecional. Ele registra a energia consumida e também a energia excedente produzida.
É através dele que a concessionária apura o desconto a ser aplicado na fatura de luz dos chamados “prosumidores” de energia. A palavra “prosumidor” é um termo novo, surgido em 2012 com a mudança no código energético nacional, e significa a união de produtor e consumidor na mesma pessoa.
Monitoramento via internet
Os sistemas de geração de energia solar mais modernos possuem um dispositivo ligado a internet que envia, em tempo real, as informações relativas a produção de energia elétrica.
Isto torna possível o acompanhamento permanente, em qualquer lugar, da quantidade de energia gerada e a da situação do sistema.
Sistema solar fotovoltaico on grid
Todos esses instrumentos vistos até aqui fazem parte de um sistema de produção de energia solar fotovoltaica grid tie e significa que o sistema está conectado a concessionária de energia, dispensando o uso de baterias.
Foi a partir de 2012, com a publicação da Resolução Normativa 482 da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) que os sistemas de produção de energia solar tornaram-se on grid.
Com o fim da necessidade do uso de baterias os sistemas ficaram muito mais baratos e acessíveis. Além da redução no custo financeiro, o impacto ambiental também foi muito benéfico. O descarte periódico das baterias e tratamento dos resíduos remanescentes não são mais uma preocupação para os “prosumidores” de energia solar.
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