Sistemas Fotovoltaicos Integrado na Rede

Sistemas Fotovoltaicos 

O Sistema de Energia Solar Fotovoltaica, também chamado de Sistema de Energia Solar é um sistema capaz de gerar energia elétrica limpa através da radiação solar, permitindo que a energia solar seja uma opção viável, de baixo custo, com manutenção mínima, rentável, inesgotável e sustentável que pode ser utilizado em casas, comércios ou indústrias principalmente para gerar eletricidade, podendo reduzir ou zerar a conta de luz. 

Existem dois tipos básicos de sistemas fotovoltaicos: Sistemas Isolados (OffGrid) e Sistemas Conectados à Rede (Grid-Tie). 

Os Sistemas Grid-Tie é utilizado quando existe rede elétrica, nessas aplicações, o sistema está integrado à rede elétrica. Quando a energia produzida é insuficiente, o consumo é atendido pela rede. Se houver excedente, a energia é injetada na rede. 

Do ponto de vista financeiro, paga-se apenas a diferença entre consumo e sendo a produção acima do que se consome o excedente é convertidos em Créditos que podem ser usados por até 36 meses ou em outras unidades consumidoras. 

Os sistemas Grid-tie podem ser instalados em residências, empresas industrias, geralmente sobre o telhado ou em áreas abertas e livres de sombra. 

A Origem do Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede (Sistema On Grid)

Antes de focarmos especificamente no sistema fotovoltaico conectado à rede, vamos entender melhor a origem dos sistemas solares fotovoltaicos.

Os sistemas fotovoltaicos “nasceram” com o objetivo de levar energia elétrica a locais de difícil acesso (se comparado com as tecnologias convencionais), em especial a rede elétrica.

Por isso, os primeiros sistemas fotovoltaicos eram do tipo isolado da rede elétrica, ou seja, a energia gerada pelas placas solares alimentava diretamente um banco de baterias, as quais, por sua vez, alimentam os aparelhos consumidores de energia elétrica.

No início dos anos 90, foi observado o uso de inversores (aparelhos que convertem a corrente contínua para corrente alternada) ligando diretamente as placas solares (painéis solares) à rede pública de energia elétrica.

Nasceu, então, o conceito de sistema fotovoltaico conectado à rede (elétrica), também chamado de sistema on grid, que também deu origem ao conceito de sistema fotovoltaico isolado da rede.

Os primeiros sistemas fotovoltaicos 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, e que compartilhariam a rede de distribuição de eletricidade sob os cuidados das concessionárias locais.

Dentre os muitos requisitos, pedia-se que os inversores fossem capazes de realizar o chamado “sincronismo”, ou seja, gerar eletronicamente a corrente alternada de forma similar a um gerador eletromagnético comum.

Outro requisito 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).

Com o tempo os requisitos de segurança foram estendidos, e surgiram também requisitos de qualidade de energia. E assim chegamos aos inversores interativos conectados à rede da modernidade, que são equipamentos de certa forma inteligentes, capazes de gerenciar automaticamente o sistema fotovoltaico, do qual são o componente principal.

Com a possibilidade de se injetar diretamente a energia elétrica gerada pelos módulos fotovoltaicos (painel solar) na rede elétrica, pôde-se abrir mão do armazenamento de energia – que é feito através das baterias em um sistema fotovoltaico off-grid (isolado da rede).

As principais desvantagens desse armazenamento de energia por meio de baterias se dá 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.

O que é um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede?

Em um sistema fotovoltaico, tanto On como Off Grid, a energia é gerada pelo painel solar (o conjunto de placas solares), como o da imagem acima.

Um sistema fotovoltaico conectado à rede é o nome técnico brasileiro do que é conhecido internacionalmente como on-grid photovoltaic system, e que carinhosamente chamamos de sistema fotovotlaico on-grid, ou simplesmente sistema on-grid.

Um sistema solar conectado à rede é composto, basicamente, pelos módulos fotovoltaicos (comumente chamados de placas solares) e pelo(s) inversor(es) interativo(s), que é conhecido internacionalmente como grid-tied interactive inverter.

No Brasil é comum ouvir falar o termo “inversor grid-tied” ou então “grid-tie” – o que particularmente acho ser um nome horroroso.

Além dos componentes principais (painel solar e inversor) existem os componentes de integração do sistema (chamados internacionalmente de Balance of System – BOS), que são as estruturas de fixação dos módulos fotovoltaicos e os componentes elétricos de proteção.

A maioria das empresas que atuam no mercado de energia solar no brasil (que está cada vez maior) trabalham no regime de entrega completa da solução (chamado de regime chave-na-mão), em que tudo é providenciado e entregue funcionando para o cliente final. A Blue Sol Energia Solar, inclusive, trabalha nesse regime.

Todas as análises preliminares, desde a avaliação do perfil de consumo de energia elétrica (que pode ser feito através da conta de luz) até o registro do sistema fotovoltaico conectado à rede junto à distribuidora, são feitos de forma transparente ao proprietário do imóvel que receberá o sistema on-grid.

A partir do momento em que o sistema on-grid entra em funcionamento, o imóvel tem benefício imediato.

Como Funciona um Sistema Fotovoltaico Conectado à Rede?

Representação do fluxo de energia em um sistema fotovoltaico On-Grid.

O inversor interativo – ou inversor grid-tied – recebe a energia gerada pelas placas solares, em corrente contínua (CC), e a transforma em energia elétrica de corrente alternada (CA), com forma de onda igual à energia elétrica fornecida pela distribuidora local.

O inversor fotovoltaico interativo também age como um misturador de energia, que mistura a energia solar à energia elétrica convencional, permitindo a utilização de qualquer equipamento consumidor de energia elétrica que esteja ligado à rede (secador de cabelo, ar condicionado e geladeira, por exemplo).

Um sistema on grid trabalha em paralelo com a rede pública de distribuição de energia elétrica, ou seja, opera da mesma forma que uma usina elétrica convencional.

A diferença está na sua pequena potência, se comparada com uma grande usina hidrelétrica, e também no local de instalação, que geralmente fica no telhado ou cobertura do imóvel, quando é localizado em zona urbana.

Após a instalação e funcionamento, toda a energia gerada pelos painéis fotovoltaicos (placas solares) é transformada pelo inversor grid-tied e injetada no quadro geral da unidade consumidora (sua casa, por exemplo). Sendo assim, essa energia alimentará a rede como um todo.

Os aparelhos ligados à rede elétrica se alimentarão dessa energia e, caso a potência gerada no momento seja superior à potência dos aparelhos que estejam ligados ao mesmo tempo, uma parte da energia (ou o excedente da energia) será exportada para a rede, passando pelo medidor de energia da distribuidora (o relógio de luz), que computará essa energia como energia elétrica injetada.

O medidor deve ter essa capacidade de mensurar a energia elétrica fluindo nos dois sentidos (entrada e saída) e por isso deve ser do tipo bidirecional.

A distribuidora instala, gratuitamente, esse medidor, por definição da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), logo após a inspeção e aprovação (também gratuitas) do sistema fotovoltaico conectado à rede (on-grid).

A partir daí a conta de luz chega para você com dois valores: energia consumida e energia injetada.

O valor da energia injetada é utilizado como crédito energético, e serve para abater do valor da energia consumida. O máximo que pode ser abatido é 100% do valor da energia consumida.

Ou seja, você pode gerar créditos para zerar o consumo de energia vinda da distribuidora.

Infelizmente, no entanto, o valor monetário da conta de luz não chega a zero, porque a distribuidora cobra uma taxa mínima: o chamado Custo de Disponibilidade.

Caso seja gerada quantidade de crédito energético maior que o valor da energia consumida, esses créditos podem ser utilizados em outras unidades consumidoras que estejam registradas para a mesma pessoa (física ou jurídica) que possui o sistema on-grid.

Outra alternativa é o fato do crédito energético poder ser armazenado para ser utilizado no futuro, quando a geração solar for menor, e a quantidade de crédito gerado for inferior à quantidade de energia consumida.

Essa é uma opção bem interessante, considerando que nos períodos em que a insolação é menor (ex: períodos chuvosos, nublados, inverno) a geração solar é bem baixa.

Por outro lado, nos períodos de maior insolação (ex: dias muito ensolarados, no verão) a geração costuma ser bem alta. Assim uma coisa equilibra a outra.

Quais os tipos de sistemas nós atuamos:

Sistemas Residências

Sistemas Comerciais

Sistemas Industriais

Usinas de Autoconsumo

Usinas Compartilhadas

Condomínios Solares

Usinas Flutuantes

AgroUsinas Solares

Sistemas BIPV(Integrada a Arquitetura)

Estacionamentos Solares

Sistemas Especiais

Para mais informações:

Para mais informações: Eng. Raoni Pinheiro

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