Energia Solar

O que é e como funciona um Sistema Solar Fotovoltaico Enterprise Engenharia?

A energia solar é a energia produzida pelo Sol e é convertida em energia útil por equipamentos produzidos por seres humanos para a produção de electricidade ou de calor. Em apenas um ano, o Sol produz 4 milhões de vezes mais energia do que podemos consumimos, ou seja, é uma fonte que não se esgota.

Mas, se a energia solar está disponível em quantidades tão abundantes, por qual motivo ela não é usada por todos?

Por muito tempo, foi muito caro instalar um sistema de energia solar em sua residência ou estabelecimento comercial, por exemplo. No entanto, hoje em dia, elementos como o barateamento dos equipamentos, a evolução da tecnologia, a alta na conta de luz e os incentivos financeiros direcionados para fontes de energia limpas são responsáveis por tornarem o preço de um sistema de energia solar muito mais acessível.

A captação pode ser feita de duas formas: direta ou indiretamente. A forma direta acontece através de células fotovoltaicas, geralmente feitas de silício. A luz solar, ao atingir as células, é convertida em eletricidade pela emissão de elétrons, o que gera corrente elétrica.

No Brasil, desde 2012, é possível gerar a própria energia elétrica. A regulamentação vem da resolução 482 da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), que permitiu ao consumidor instalar pequenos geradores em sua residência, comércio ou indústria e trocar energia com a distribuidora local.

Funcionamento de um sistema Grid-Tie (Conectado à Rede)

Durante o dia

Durante a noite

Painéis: enquanto há luz solar, as células fotovoltaicas dos painéis captam as radiações solares e transformam em energia elétrica em forma de Corrente Contínua (CC)
Invesor: o inversor converte a Corrente Contínua (CC) em Corrente Alternada (CA) para ser utilizada em seu imóvel
Consumo: a Corrente Alternada (CA) é usada para alimentar aparelhos como lâmpadas, ar-condicionado, geladeira, TV e outros eletrodomésticos
Medidor de energia: o medidor verifica quanta energia foi produzida em excesso durante o dia e injetada na rede. Quando a geração é insuficiente, mede quanto de energia foi retirada da rede para consumo.

Quais são os principais benefícios?

Os sistemas de energia solar, quando integrados à ambientes residenciais ou comerciais e conectados à rede, são capazes de oferecer diversas vantagens para o sistema elétrico daquele local, incluindo uma redução de custo em médio prazo. Entre outras vantagens estão:

baixo impacto ambiental;
não exigência de área física exclusiva;
baixo custo de manutenção;
viável em todo o Brasil;
completamente renovável;
não precisa de grandes áreas;
não exige desmatamento.

Módulos Fotovoltaicos

Silício: A maior parte dos paineis solares fabricados atualmente são à base de silício.

Painel Silício Monocristalino: Os paineis de silício monocristalino são mais antigas e mais caras, porém possuem a maior porcentagem de eficiência. Na sua fabricação é utilizado silício de pureza alta, o que acaba encarecendo o produto final. Geralmente possuem cor uniforme e cantos arredondados.

Painel Silício Policristalino: Na fabricação desses painies, cristais de silício são fundidos formando um bloco policristalino. Apesar de ser quase semelhante ao monocristalino, o policristalino possui menor porcentagem de eficiência.

Filme Fino: Os painéis de filme fino são caraceterizadas por usaram tecnologia e por terem alta sensibilidade. Possuem baixo custo de produçao, alta flexibilidade e leveza. Devido a essas tecnologias, o filme fino apresenta-se como uma alternativa viável para a produção de painéis solares e energia solar.

Painel Silíco Amorfo (a-Si): Esses painéis apresentam um custo menos se comparada às outras mas em contrapartida, seu rendimento elétrico é menor também. Devido á tecnologia, esses painéis podem ser usadas em instalações de grande escala, mas geralmente sâo usadas em equipametos pequenos. Através da técnica de "empilhamento" na qual há a sobreposição de células de silício amorfo, pode-se aumentas a eficiência energética da placa.

OPV: As placas OPV são feitas a partir de células solares orgânicos, material leve, flexível e tranparente. Essa célula é fabricado com base nos conhecimentos da eletrônica orgânica, a partir de polímeros condutores que absorvem a luz e a transforma em energia elétrica. Essa tecnologia é de baixo custo e produz painéis solares "fleixíveis", os quais podem ser aplicadas em uma variedade de superfícies (inclusice vidro).

CdTe: Os painéis feitos de Telureto de Cádmio geralmente são usados em usinas solares. Esse material possui alto índice de absorção de luz, portanto possui uma eficiência energética alta e é uma alternativa ideal para a fabricação de painéis. No entanto, os elementos para produzí-los são raros na natureza e tóxicos. Além disso a tecnologia ainda está em fase de amadurecimento.

CIS/CIG: As células de Cobre, Índio e Gálio Seleneto mostraram a maior eficiência entre os painéis solares e são muito flexíveis. Comparada às placas CdTe, possui quantidade menor de Cádmio, reduzindo a toxicidade. É uma tecnologia promissora para a geração de energia fotovoltaica.

Inversores

Um inversor é um equipamento usado para transformar a corrente contínua (CC), advinda dos paineis solares, em corrente alternada (CA) para que a energia elétrica possa ser usado pelos aparelhos residenciais. Ele também mede a energia gerada pelos paineis. Existem diversos tipos de inversores:

Onda senoidal modificada: A forma de onda desse inversor varia, não sendo progressiva. Ainda assim é muito utilizado, principalmente em pequenas instalações. Funciona com a maiora dos eletrodomésticos.

Onda senoidal pura: Esse tipo de inversor produz uma onda perfeita, fazendo com que ela funcione com qualquer aparelho eletrônico. O custo é um pouco mais elevedo se comparada ao inversor de onda senoidal modificada mas mesmo assim, é muito utilizado.

Conectados à rede - Grid-Tie: Os inversores conectados à rede, além de terem uma onda senoidal pura, precisam sincronizar a frequência com a rede elétrica. Para garantir que o sistema não energiza a rede quando essa for desligada (evitando eletrocuções durante manutenções), a maioria desses inversores possuem um mecanismo denominado "ilhamento" que evita esse problema.

Isolados - Off-Grid: Os inversores isolados, ou Off-Grid, como não precisam ser conectados à rede, são mais símples. Covertem a corrente CC e CA para garantir o funcionamento dos aparelhos.

MPPT nos inversores: MPPT significa "Maximum Power Point Tracking" e é um tipo de mecanismo que monitora a energia passada pelo sistema do controlador até a bateria, para garantir o maior aproveitamento da energia produzida. Quando um inversor fornece o número de MPPTs, quer dizer que ela apresenta esse mecanismo de monitoramento.

Controladores de Carga

O controlador de carga é um equipamento que tem a função de regular a carga (advinda dos paineis solares) que entra nas baterias. Como os painéis solares produzem energia de acordo com a quantidade de radiação solar, acaba-se criando um fluxo de carga irregular. As baterias não suportam grandes variações de carga e é por isso que é preciso inserir um controlador de carga, para certificar que a bateria não sofra descargas e sobrecargas. Existem diversos tipos de controladores:

Controlador PWM: O controlador PWM (Pulse Width Modulation) são mais baratos, porém são menos eficientes. Esse tipo de controlador, para regular a carga que entra na bateria, acaba "derrubando" a volatgem advinda do painel solar. Ou seja, há um desperdício de energia. Por exemplo, se o painel produzir uma voltagem de 18V, o controlador PWM derrubará essa valor para 13V, evitando a sobrecarga da bateria, mas perdendo energia ao mesmo tempo.

Controlador MPPT: O Controlador MPPT (Maximum Power Point Tracking) é mais caro que o controlador PWM porém é muito mais eficiente pois não há perda de energia.

Energia Solar em Residências

Instalar painéis solares no telhado de casa é um grande projeto - mas ele vale a pena de várias maneiras. Existe o benefício ambiental óbvio - pela energia solar ser uma fonte renovável e considerada limpa -, mas, para muitos proprietários, a principal recompensa é sentida no bolso. Gerar energia solar em sua residência pode ter um grande retorno financeiro e te ajudar a economizar dinheiro na conta de energia elétrica. Mas você sabe como começar?

O primeiro passo é procurar na sua conta de luz o consumo mensal em kWh. Com base neste número você irá dimensionar o seu sistema de energia solar. Para um cálculo de preço mais preciso, é importante utilizar o consumo médio mensal de energia, ou seja, a soma dos 12 meses dividida por 12.

No Brasil, o preço médio de um sistema de 1.6Kwp para uma casa pequena, de 2 a 3 pessoas, varia entre R$ 12.700 a R$ 16.900. Para um comércio que consome 100Kw, o preço pode variar entre R$ 500.000 e R$ 750.000. Preços de produtos e serviços podem variar dependendo do fornecedor e da empresa que fará a instalação.

No Brasil, bancos como o BNDES, Banco do Brasil, Sicredi, Santander, Banco do Nordeste e Caixa Econômica Federal oferecem opções de financiamento para a instalação de sistemas de energia solar. Programas do governo como o Pronaf também possuem linhas para agricultores. Alguns estados como Goiás, Santa Catarina, Mato Grosso do Sul, Tocantins, São Paulo e Paraná também possuem subsídios e incentivos. Vale a pena pesquisar quais são as melhores opções para o seu bolso.

Como com qualquer grande projeto de melhoria em sua casa, encontrar uma empresa confiável é crucial. Se assim for acordado, a empresa e o instalador podem auxiliar garantindo as autorizações necessárias, conectando corretamente o sistema de energia solar com a sua casa e a rede local e etc. A pesquisa na internet e as recomendações de conhecidos continuam sendo ferramentas valiosas na hora de escolher. Caso você deseje, não tenha receio em ligar para a empresa ou mandar e-mails.

Outra decisão importante é como pagar pelo equipamento e serviços. Você pode pagar por eles à vista, é claro. Um sistema de energia solar dura cerca de 20 anos, então o pagamento sem parcelas é sempre uma opção mais barata. Além disso, no Brasil, está em vigor o Sistema de Compensação de Energia, autorizado pela Agência Nacional de Energia Elétrica (Aneel) em 2012. Dessa maneira, fica permitido que qualquer pessoa produza sua própria energia em casa, utilizando métodos alternativos, ganhe créditos na conta de luz. O valor excedente será abatido no consumo dos meses seguintes e terá prazo de 36 meses, o que gera uma diminuição do valor da conta de luz, ajudando a compensar o investimento na instalação do sistema.

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