Como um sistema solar fotovoltaico funciona do início ao fim


Você provavelmente já viu calculadoras com células solares - dispositivos que nunca precisam de baterias e, em alguns casos, nem têm um botão desligado. Enquanto houver luz suficiente, eles parecem funcionar para sempre. Você também pode ter visto painéis solares maiores, painéis solares residenciais, painéis solares comerciais ou talvez em sinais de trânsito de emergência, caixas de chamadas, bóias e até mesmo em estacionamentos para alimentar as luzes.


Embora esses painéis maiores não sejam tão comuns quanto as calculadoras movidas a energia solar, eles estão por aí e não são tão difíceis de detectar se você souber onde procurar. Na verdade, os fotovoltaicos - que antes eram usados ​​quase exclusivamente no espaço, alimentando os sistemas elétricos dos satélites já em 1958 - estão sendo usados ​​cada vez mais de maneiras menos exóticas. A tecnologia continua aparecendo em novos dispositivos o tempo todo, de óculos escuros a estações de carregamento de veículos elétricos.


A esperança de uma "revolução solar" está flutuando há décadas - a idéia de que um dia todos usaremos eletricidade do sol . Esta é uma promessa sedutora, porque em um dia claro e ensolarado, os raios do sol emitem aproximadamente 1.000 watts de energia por metro quadrado da superfície do planeta. Se pudéssemos coletar toda essa energia, poderíamos facilmente alimentar nossas casas e escritórios gratuitamente.


Neste artigo, examinaremos as células solares para aprender como elas convertem a energia do sol diretamente em eletricidade. No processo, você aprenderá por que estamos chegando mais perto de usar a energia do sol diariamente e por que ainda temos mais pesquisas para fazer antes que o processo se torne rentável.


Células Fotovoltaicas: Conversão de Fótons em Elétrons

As células solares que você vê em calculadoras e satélites também são chamadas de células fotovoltaicas (PV), que como o nome indica (foto significa "luz" e " energia elétrica "), convertem a luz solar diretamente em eletricidade. Um módulo é um grupo de células conectadas eletricamente e empacotadas em um quadro (mais comumente conhecido como painel solar), que pode então ser agrupado em grandes painéis solares, como o que opera na Base Aérea de Nellis, em Nevada.


As células fotovoltaicas são feitas de materiais especiais chamados semicondutores, como o silício, que é usado atualmente com mais frequência. Basicamente, quando a luz atinge a célula, uma certa parte dela é absorvida dentro do material semicondutor. Isso significa que a energia da luz absorvida é transferida para o semicondutor. A energia derruba os elétrons, permitindo que eles fluam livremente.


As células fotovoltaicas também possuem um ou mais campos elétricos que atuam para forçar os elétrons liberados pela absorção de luz a fluir em uma determinada direção. Esse fluxo de elétrons é uma corrente, e colocando contatos de metal na parte superior e inferior da célula fotovoltaica, podemos extrair essa corrente para uso externo, digamos, para alimentar uma calculadora. Essa corrente, juntamente com a voltagem da célula (que é um resultado de seu campo ou campos elétricos integrados), define a potência (ou potência) que a célula solar pode produzir.


Sistema de Energia Solar Fotovoltaica Residencial



O que você teria que fazer para abastecer sua casa com energia solar? Embora não seja tão simples como apenas colocar alguns módulos no seu telhado, também não é extremamente difícil de fazer.


Primeiro de tudo, nem todo telhado tem a orientação correta ou ângulo de inclinação para aproveitar ao máximo a energia do sol . Os sistemas fotovoltaicos sem rastreamento no Hemisfério Norte devem, idealmente, apontar para o sul verdadeiro, embora as orientações que enfrentam em direções mais orientais e a oeste possam funcionar também, embora sacrificando vários graus de eficiência. Os painéis solares também devem ser inclinados em um ângulo o mais próximo possível da latitude da área para absorver a quantidade máxima de energia durante o ano todo.


Uma orientação e / ou inclinação diferente pode ser usada se você quiser maximizar a produção de energia pela manhã ou à tarde e / ou no verão ou inverno. É claro que os módulos nunca devem ser sombreados por árvores ou edifícios próximos, independentemente da hora do dia ou da época do ano. Em um módulo fotovoltaico, se apenas uma de suas células estiver sombreada, a produção de energia pode ser significativamente reduzida.


Se você tem uma casa com um telhado virado para o sul, você precisa decidir qual sistema de tamanho você precisa. Isso é complicado pelos fatos de que sua produção de eletricidade depende do clima, o que nunca é completamente previsível, e que sua demanda de eletricidade também varia. Felizmente, esses obstáculos são bastante fáceis de eliminar.


Os dados meteorológicos fornecem níveis médios mensais de luz solar para diferentes áreas geográficas. Isso leva em conta chuvas e dias nublados, bem como altitude, umidade e outros fatores mais sutis. Você deve projetar para o pior mês, para que você tenha eletricidade suficiente o ano todo.


Com esses dados e sua demanda doméstica média (sua fatura de serviços públicos permite que você saiba quanta energia você usa todos os meses), existem métodos simples que podem ser usados ​​para determinar quantos módulos fotovoltaicos serão necessários. Você também precisará decidir sobre uma voltagem do sistema, que você pode controlar decidindo quantos módulos serão conectados em série.


Sistema Solar Residencial em Porto Alegre ou em cidades com menos dias de sol

O pensamento de viver sob o capricho do meteorologista provavelmente não excita a maioria das pessoas, mas três opções principais podem garantir que você ainda tenha energia, mesmo que o sol não esteja cooperando. Se você quiser viver completamente fora da rede, mas não confiar em seus painéis fotovoltaicos para fornecer toda a eletricidade necessária, você pode usar um gerador de reserva quando o fornecimento de energia solar estiver baixo. O segundo sistema independente envolve armazenamento de energia na forma de baterias . Infelizmente, as baterias podem adicionar muito custo e manutenção a um sistema fotovoltaico, mas atualmente é uma necessidade se você quiser ser completamente independente.


A alternativa é conectar sua casa à rede elétrica, comprar energia quando você precisar e vendê-la de volta quando produzir mais do que você usa. Desta forma, o utilitário atua como um sistema de armazenamento praticamente infinito. No entanto, tenha em mente que as regulamentações governamentais variam de acordo com o local e estão sujeitas a alterações. Sua concessionária local pode ou não ser obrigada a participar, e o preço de recompra pode variar muito.


Você provavelmente também precisará de equipamentos especiais para garantir que a energia que deseja vender para a concessionária seja compatível com a deles. A segurança também é um problema. O utilitário tem que ter certeza de que, se houver uma queda de energia em sua vizinhança, seu sistema fotovoltaico não continuará alimentando a eletricidade em linhas de energia que um atacante achará que estão mortos. Esta é uma situação perigosa chamada ilhamento , mas pode ser evitada com um inversor anti-ilhamento - algo que vamos ver na próxima página.


Se você decidir usar baterias, tenha em mente que elas terão que ser mantidas e depois substituídas após um certo número de anos. A maioria dos painéis solares tende a durar cerca de 30 anos (e a longevidade aprimorada é certamente uma meta de pesquisa), mas as baterias simplesmente não têm esse tipo de vida útil [fonte: National Renewable Energy Laboratory (em inglês) ]. Baterias em sistemas fotovoltaicos também podem ser muito perigosas por causa da energia que armazenam e dos eletrólitos ácidos que contêm, então você precisará de um gabinete não-metálico bem ventilado para elas.


Embora vários tipos diferentes de baterias sejam comumente usados, a única característica que todos eles devem ter em comum é que eles são baterias de ciclo profundo . Ao contrário da bateria do seu carro, que é uma bateria de ciclo raso, as baterias de ciclo profundo podem descarregar mais energia armazenada enquanto mantêm uma longa vida útil. Baterias de carros descarregam uma corrente grande por um curto período de tempo - para ligar o carro - e são recarregadas imediatamente enquanto você dirige. Baterias fotovoltaicas geralmente têm que descarregar uma corrente menor por um longo período de tempo (como à noite ou durante uma queda de energia), enquanto são carregadas durante o dia. As baterias de ciclo profundo mais comumente usadas são baterias de chumbo-ácido (seladas e ventiladas) e de níquel-cádmio , ambas com vários prós e contras.

Terminando sua configuração de energia solar fotovoltaica em casa

O uso de baterias requer a instalação de outro componente chamado controlador de carga . As baterias duram muito mais se não forem sobrecarregadas ou drenadas demais. Isso é o que um controlador de carga faz. Quando as baterias estão totalmente carregadas, o controlador de carregamento não permite que a corrente dos módulos fotovoltaicos continue a fluir para eles. Da mesma forma, uma vez que as baterias tenham sido drenadas para um determinado nível predeterminado, controlado pela medição da tensão da bateria, muitos controladores de carga não permitirão que mais corrente seja drenada das baterias até que elas tenham sido recarregadas. O uso de um controlador de carga é essencial para uma longa vida útil da bateria.


O outro problema além do armazenamento de energia é que a eletricidade gerada pelos seus painéis solares e extraída de suas baterias, se você optar por usá-los, não está na forma fornecida pela sua concessionária ou usada pelos eletrodomésticos da sua casa. A eletricidade gerada por um sistema solar é corrente contínua, então você precisará de um inversor para convertê-lo em corrente alternada. E, como veremos na última sessão, além de alternar de CC para CA, alguns inversores também são projetados para proteger contra ilhamento se o seu sistema estiver ligado à rede elétrica.


A maioria dos grandes inversores permite controlar automaticamente o funcionamento do seu sistema. Alguns módulos fotovoltaicos, chamados de módulos AC , na verdade possuem um inversor já embutido em cada módulo, eliminando a necessidade de um grande inversor central e simplificando os problemas de fiação.


Acrescente o hardware de montagem, fiação , caixas de junção, equipamentos de aterramento, proteção contra sobrecorrente, desconexões de CC e CA e outros acessórios, e você possui um sistema. Você deve seguir os códigos elétricos (há uma seção no National Electrical Code apenas para fotovoltaicos ), e é altamente recomendável que um eletricista licenciado que tenha experiência com sistemas fotovoltaicos faça a instalação. Uma vez instalado, um sistema fotovoltaico requer muito pouca manutenção (especialmente se nenhuma bateria for usada), e fornecerá eletricidade limpa e silenciosamente por 25 anos ou mais.

Custos de energia solar

Algumas pessoas têm um conceito falho de energia solar. Embora seja verdade que a luz solar é livre, a eletricidade gerada pelos sistemas fotovoltaicos não é. Existem muitos fatores envolvidos para determinar se a instalação de um sistema fotovoltaico vale o preço.


Primeiro, há a questão de onde você mora. As pessoas que vivem em partes ensolaradas do mundo começam com uma vantagem maior do que aquelas instaladas em locais menos ensolarados, já que seus sistemas fotovoltaicos geralmente são capazes de gerar mais eletricidade. O custo de serviços públicos em uma área deve ser considerado em cima disso. As taxas de eletricidade variam muito de um lugar para outro, então alguém que mora mais ao norte ainda pode querer considerar a energia solar se suas taxas forem particularmente altas.

Em seguida, há o custo de instalação; Como você provavelmente percebeu em nossa discussão sobre um sistema fotovoltaico doméstico, é necessário um pouco de equipamento. Quanto maior o sistema, menor é o custo por watt. Também é importante lembrar que muitos sistemas de energia solar não cobrem completamente a carga de eletricidade 100% do tempo. Provavelmente, você ainda terá uma conta de energia, embora certamente seja menor do que se não houvesse painéis solares no lugar.


Apesar do preço de etiqueta, existem várias maneiras possíveis de custear o custo de um sistema fotovoltaico tanto para os residentes quanto para as empresas que desejam se atualizar e se tornarem solares. Estes podem vir na forma de incentivos fiscais federais e estaduais, descontos de empresas de serviços públicos e outras oportunidades de financiamento. Além disso, dependendo de quão grande é a configuração do painel solar - e quão bem ele funciona - ele pode ajudar a pagar mais rápido, criando ocasionalmente o excedente de energia. Por fim, também é importante levar em consideração as estimativas de valores residenciais.


A instalação de um sistema fotovoltaico deverá adicionar milhares de dólares ao valor de uma casa.


Neste momento, a energia solar ainda tem alguma dificuldade em competir com as concessionárias, mas os custos estão diminuindo à medida que a pesquisa melhora a tecnologia. Os defensores estão confiantes de que o fotovoltaico será um dia rentável em áreas urbanas e remotas. Parte do problema é que a fabricação precisa ser feita em grande escala para reduzir os custos tanto quanto possível. Esse tipo de demanda por energia solar fotovoltaica, no entanto, não existirá até que os preços caiam para níveis competitivos. Mesmo assim, à medida que as eficiências da demanda e dos módulos sobem constantemente, os preços caem e o mundo se torna cada vez mais consciente das preocupações ambientais associadas às fontes de energia convencionais, é provável que a energia fotovoltaica tenha um futuro promissor.



Vantagens da Instalação De Energia Solar


Entre todas as fontes de energia renováveis permitidas dentro do segmento de geração distribuída, a solar é, de longe, a que mais se espalha pelo Brasil.


No Rio Grande do Sul não é diferente e, dos 11.628 geradores instalados na cidade até maio de 2019, 11.613 eram sistemas de energia solar fotovoltaica.


Qual a razão dessa preferência pela energia solar? Suas vantagens, é claro.


Os sistemas fotovoltaicos, além de utilizarem a fonte de energia renovável mais abundante no Brasil, também oferecem várias vantagens que os tornam a melhor opção.


Veja abaixo as 7 principais vantagens da energia solar:


#1 – Longa Vida Útil da Tecnologia

Embora sejam instaladas sobre os telhados e fiquem expostas todos os dias sobre o sol e chuva, as placas fotovoltaicas (corretamente conhecidas como módulos fotovoltaicos) possuem uma vida útil acima de 25 anos.


Além disso, a maiorias dos fabricantes garantem, até esse prazo, uma eficiência de no mínimo 80% em relação a original, ou seja, um módulo, até o 25º ano de vida, irá gerar pelo menos 80% da quantidade de energia que gerava no começo.


O inversor, que é o outro grande equipamento do sistema, possui vida útil de no mínimo 15 anos, que pode ser maior se o sistema receber as manutenções necessárias.


#2 – Pouca Manutenção

Diferente de um carro, que exige uma manutenção periódica de 3 em 3 meses, os sistemas fotovoltaicos, embora estejam lá, funcionando e gerando energia 12 horas por dia, necessitam de uma manutenção muito baixa.


A principal delas, e que pode ser feita pelo próprio consumidor, é a limpeza dos módulos, mas isso só no caso deles estarem muito sujos, o que não é frequente visto que eles possuem uma película antiaderente que previne o acúmulo de sujeira.


No caso da poeira, a própria água da chuva se encarrega de levar embora, porém, em caso de poluição ou excremento de pássaros, a limpeza é simples e necessita apenas de um jato d’água e uma vassoura de cerdas macias.


Fora essa manutenção de limpeza dos módulos, a manutenção elétrica do sistema é também necessária, porém com bom menos frequência, apenas uma vez ao ano, e que garantem a otimização da geração do sistema.

Leia aqui um post nosso sobre a Manutenção em Sistemas Solares


#3 – Resistência a Intempéries

Além de pouca manutenção, o consumidor que instala um sistema pode ficar tranquilo quanto a frequentes reparos necessários.


Isso porque os sistemas, exatamente por necessitarem estar expostos sobre o céu aberto (placas) e serem elétricos, tem seus equipamentos fabricados com as mais resistentes proteções contra surtos.


As placas, por estarem mais vulneráveis, possuem tamanha resistência que aguentam impactos de grandes bolas de granizo, tudo para garantir que estejam funcionando durante a sua longa vida útil.


#4 – Rápida Instalação

Ok, você ficou fascinado por todas essas vantagens, teve a certeza de que a energia solar vale a pena e decidiu que, assim como milhares de brasileiros, também quer se tornar o gerador da sua própria energia.


Após contratar a empresa responsável, em muito tempo você terá o seu sistema instalado em sua casa ou empresa.À parte de alguma complicação, o prazo médio das instalações residenciais são de 2 a 3 dias.


#5 – 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 um processo fotoquímico, e não mecânico, para gerar energia elétrica, chamado de efeito fotovoltaico e que ocorre silenciosamente dentro de cada uma das células que compõem o módulo.


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


#6 – Imunidade Contra a Inflação Energética

Fora a economia de até 95% na conta de luz, essa é uma das melhores vantagens da tecnologia. Com um sistema fotovoltaico você fica 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.


#7 – Rápido Retorno do Investimento (ROI)

Instalar um sistema de energia solar, diferente da aquisição de uma TV nova ou até mesmo da compra de um carro, é um investimento pois, desde que ele começa a gerar energia, você passa a obter um retorno do dinheiro gasto, que é a economia na conta de luz.


Vários fatores são estudados na hora de se calcular o retorno do investimento sobre o sistema fotovoltaico (também conhecido como payback), como a tarifa da distribuidora, a inflação energética e até mesmo o tamanho do sistema.


O Retorno da Energia Solar no Rio Grande do Sul

E o payback para sistemas instalados no Rio Grande do Sul é muito bom, segundo o mais novo estudo da empresa de energia Comerc, que todo ano faz o levantamento das capitais brasileiras com os melhores retornos sobre o investimento em energia solar.


O retorno em um sistema residencial em Porto Alegre é, em média, de 3,49 anos. Já para sistemas comerciais instalados em alta tensão, a média é de 5,58 anos, ocupando a 12 ª posição do ranking.

Ou seja, para um sistema com no mínimo 25 anos de energia solar, o Rio Grande do Sul oferece um ótimo prazo de retorno para seus consumidores, que podem aproveitar até 19 anos de energia grátis de seu sistema.


A Energia Solar Fotovoltaica no Rio Grande do Sul

Esse retorno, junto as demais vantagens da tecnologia, são os fatores que fazem do estado um dos mais “solares” do Brasil hoje.


Segundo os dados da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL), o Rio Grande do Sul ocupa hoje a 3 ª posição entre os estados com mais geradores solares instalados.

Até o final de maio de 2019, eram 11.613 sistemas conectados à rede das suas distribuidoras, sendo 7.729 residenciais, 2.521 comerciais, 885 rurais, 426 industriais e 52 instalados em prédios ou obras do poder público.


A cidade de Santa Cruz do Sul fica em primeiro lugar entre as cidades com mais sistemas, sendo 664 deles até o mesmo período, gerando um total de 9,7 megawatts de energia limpa.


Com um o público de mais de 11 milhões de consumidores, o estado ainda possui um longo caminho a percorrer em sua trajetória solar.


Empresas de Energia Solar no Rio Grande do Sul

E uma das formas para que o estado avance no cenário solar nacional é através de empresas de energia solar, que hoje somam apenas 228 em todo o estado.


São essas empresas que vendem, elaboram o projeto, instalam o sistema e realizam toda a solicitação de acesso com a distribuidora.


A ASG Solar, que fica localizada na cidade de Porto Alegre, oferece um simulador exclusivo para aqueles que desejam conhecer a sua economia com energia solar.

Trata-se da calculadora solar, que mediante a informação do valor mensal gasto com a conta de luz e a cidade de origem, consegue fornecer na hora o valor estimado de um sistema capaz de suprir o seu consumo.


Tudo muito prático e fácil, como você pode conferir pelo link abaixo:

https://www.asgit.com.br/simulador


Gostou da nossa publicação ? Então fique atendo aos próximos posts.


ASG Solar

https://www.asgit.com.br/solar

contato@asg.com.br

(51) 3376.1210

0 visualização

VENDAS

(51) 3376-1210

(51) 99340-7861

ONDE ESTAMOS
PORTO ALEGRE -RS

Rua Corcovado, 247

Bairro Auxiliadora

CEP: 90540-100

Tel:. (51) 3376-1210