Ganhos marginais nos sistemas de Grampos de Cabos

A inovação de produtos da empresa de equipamentos de gerenciamento de cabos FCM AG oferece novas vantagens para atender às necessidades dos EPCs.

Imagem: Fränkische Cable Management AG

Em uma circunstância única, um prestador de serviços de engenharia, aquisição e construção (EPC) se aproximou da Fränkische Cable Management AG (FCM AG), um fabricante de equipamentos de gerenciamento de cabos, com alguns desafios enfrentados por soluções de cabos de aço. O EPC disse que os cabos de aço são bastante caros e um pouco arcaicos. A FCM AG construiu uma solução especializada em suspensão de cabos de plástico para atender às necessidades do desenvolvedor de energia solar.

“O novo suporte para cabos é apenas uma pequena parte da instalação geral da usina solar”, diz Jonny Billeter, diretor da FCM AG. “No entanto, é de relevância relevante para a operação confiável da usina de energia, oferecendo um potencial essencial de economia de custos.”

Como a energia fotovoltaica saiu de seu berço e amadureceu em um mercado competitivo, algumas coisas produziram efeitos distintos no mercado. Primeiro, a corrida para o fundo pelo menor custo nivelado de energia tornou-se seriamente prejudicial. As propostas premiadas em pouco mais de US$ 0,02 / kWh dificilmente conseguem levantar as sobrancelhas, já que tanto os EUA quanto o Brasil alegaram quebrar a barreira mágica de dois centavos. Com os preços em queda, ganhos marginais aqui e ali poderiam eventualmente ganhar ou perder uma rodada de propostas.

Quando os sistemas não são refinanciados usando tarifas fixas nas licitações, eles são provavelmente desenvolvidos fora dos esquemas de subsídios nos contratos de compra de energia (PPAs). Aqui surge um novo desafio. Com subsídios governamentais de taxa fixa, os tempos de retorno estão na margem de dez anos. No entanto, os parques solares apoiados pelo PPA devem funcionar sem problemas, produzindo de 20 a 30 anos para pagar a conta e gerar lucro. O cálculo livre de subsídios somente é quadrado se não houver interrupções e tempo de inatividade. A confiabilidade tornou-se uma questão primordial, mais do que nunca.

O EPC que se aproxima da FCM AG foi desafiado pelos suportes de cabo de aço e tem uma limitação de projeto que não pode ser corrigida. O aço, comparado ao plástico, é um material bastante pesado. Os ganchos de plástico pesam apenas 200g por peça, o que permite que os trabalhadores no campo levem cerca de 50 peças por "corrida". Graças ao peso reduzido e ao design da alternativa plástica da FCM AG, os custos de instalação associados à instalação do cabide podem ser reduzidos em cerca de 35%, de acordo com a empresa.

A FCM AG tem 200.000 peças instaladas desse novo tipo de fixação de cabos de plástico em uma fatia do complexo Benban Solar, um sistema composto por 300.000 módulos solares no Egito. O suporte do cabo com uma distância de montagem recomendada de aproximadamente 1000 mm a 1500 mm é fácil de transportar ao longo das linhas de cabo e de instalar a intervalos regulares.

Essa vantagem marginal começa a se materializar em uma redução nos custos de instalação. O peso reduzido também significa que o transporte e o transporte no local do equipamento vêm em um ponto de preço mais baixo.

Outro aspecto importante é que o Suporte de Cabo FCM AG assegura uma distância fixa entre os cabos de dados e de energia / tronco de 150mm para evitar interferência mútua. Manter uma distância entre o cabo de alimentação e a conexão de dados pode se tornar mais importante do que se pensaria inicialmente. Cabos correndo ao longo das mesas e conectando cordas emitem um campo eletromagnético significativo. Se um cabo de dados para monitoramento e otimização da planta for colocado nas proximidades imediatas do cabo de alimentação, a indutividade pode perturbar o sinal e levar a uma transmissão de dados falsa ou interrompida.

Além da economia criada pelo fácil design do clipe e, o uso de plástico oferece outra gama de vantagens para ajudar a garantir uma operação da fábrica sem falhas por um período de 20 anos ou mais. Não só os ganchos duram por um longo período, graças ao moderno composto de poliamida PA6 / PA66, mas os próprios cabos apresentam menor risco de atrito contra o metal puro. A fricção da cobertura de plástico dos cabos contra ganchos de metal pode, em algumas circunstâncias, desgastar prematuramente o alojamento de plástico do cabo; um processo que é provável que aconteça a uma taxa muito mais lenta se as caixas de plástico se esfregarem nos ganchos de plástico.

Esta solução inovadora fornece uma resistência ao intemperismo de alta qualidade e estabilidade UV de até 30 anos. A instalação rápida e fácil do produto universalmente adequado, seu baixo peso e resistência à corrosão em áreas marítimas, são aspectos convincentes para o futuro do suporte do cabo.

Componentes do Sistema Solar Fotovoltaico: Cabos

Descubra as funções dos diferentes tipos de cabos necessários a um sistema de energia solar

Um sistema de energia solar fotovoltaico (também chamado de “sistema de energia solar” ou mesmo “sistema fotovoltaico”) é um modelo em que os componentes de seu kit funcionam de forma a realizar a captação da energia solar, e sua conversão em eletricidade. A energia produzida pode ser então utilizada no abastecimento da rede elétrica em larga escala, como acontece em usinas solares (setor energético comercial), mas também pode ser gerada em escalas menores, residenciais (energia solar para utilização doméstica). Além do sistema solar para geração de energia elétrica, há também aquele para energia térmica, que tem por objetivo a utilização da radiação solar para o aquecimento de água.

Os sistemas de energia solar fotovoltaica possuem alguns componentes básicos, agrupados em três diferentes blocos: o bloco gerador, o bloco de condicionamento de potência e o bloco de armazenamento. Cada grupo é formado por componentes com funções específicas.

• Bloco gerador: painéis solares; cabos; estrutura de suporte.
• Bloco de condicionamento de potência: inversores; controladores de carga.
• Bloco de armazenamento: baterias.

Já sabendo como funcionam os painéis solares, podemos agora falar dos cabos, ou seja, a fiação do sistema.

A fiação do sistema é o que interliga seus componentes, promovendo o fluxo de energia entre eles, para que seja possível que você utilize a energia solar em forma de energia elétrica.

As especificações dos tipos de cabos a serem utilizados vão depender de qual for a variação de painel solar a ser instalado. Deve-se levar em conta também as distâncias entre os componentes do sistema, sabendo que há uma distância máxima permitida entre dois pontos a serem conectados que, quando ultrapassada, provoca uma queda de tensão que minimiza a eficiência do sistema. Assim, vale lembrar que o indicado é sempre buscar situar os componentes nas menores distâncias possíveis, para minimizar as perdas energéticas durante o trajeto.

Instalação

Para a instalação dos cabos, são necessários materiais de fixação apropriados, que devem ser resistentes aos agentes atmosféricos, como chuvas e ventos. As opções mais baratas destes materiais de fixação são as braçadeiras.

Cabos de módulo ou de fileira

Com o objetivo de garantir proteção contra falhas e curto-cicuitos, estes são cabos condutores que têm a função de conectar os módulos individuais do gerador e a caixa de junção, que permite a corrente, produzida pelas células fotovoltaicas, seja dirigida ao restante do sistema. Para entender melhor o que são os módulos, veja a imagem abaixo:

Cabo principal DC

Este é o cabo que realiza a ligação entre a caixa de junção do gerador e o inversor. Estes cabos são sensíveis à radiação ultravioleta e, por esse motivo, o mais indicado é que a caixa de junção seja instalada em ambientes internos. Caso não haja essa opção, há a necessidade de entubar estes cabos para protegê-los de serem danificados.

Cabo do ramal AC

É o cabo que liga o inversor à rede receptora, por meio de um equipamento de proteção.

Os condutores elétricos, fios ou cabos, devem ser feitos de cobre, com isolamento termoplástico (plástico que, a determinada temperatura, sofre um aumento em sua maleabilidade, permitindo que ele seja moldado).

Certifique-se

Lembre-se de garantir que os componentes utilizados tenham a certificação do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), que realizou a implementação da Portaria n.º 357 em 2014, com o objetivo de estabelecer regras para os equipamentos de geração de energia fotovoltaica.

O tempo de retorno do investimento, no sistema fotovoltaico é variável, e depende da quantidade de energia que o imóvel demanda. Apesar disso, a vantagem do sistema caseiro é a economia: uma vez atingido este tempo de retorno, a conta de energia não precisará mais ser paga. Energia do sol que se transforma em eletricidade “grátis”! Uma boa grana pode acabar indo para a poupança em vez de ser gasta sem trazer muitos benefícios.

Além da energia solar fotovoltaica ser considerada limpa por não gerar resíduos, ela é também um dos recursos renováveis mais promissores no Brasil e no mundo, pois causa impactos ambientais mínimos e reduz a pegada de carbono dos consumidores - estarão minimizando suas emissões ao optar por uma forma de obtenção de energia de baixo potencial danoso.

Infelizmente, ainda há poucos incentivos e linhas de financiamento desse tipo de energia no Brasil, que são ainda de difícil acesso e pouca aplicabilidade. Espera-se que, com a subida do consumo de sistemas de energia fotovoltaica, surjam novos incentivos, mais aplicáveis e acessíveis à habitação comum.

O que é o sistema off-grid em energia solar?

Entenda tudo sobre os sistemas isolados da rede e suas aplicabilidades

Já pensou em uma maneira mais sustentável de se obter energia? Uma das fontes alternativas e renováveis que vem crescendo e ganhando cada vez mais espaço entre os brasileiros é a solar. O Brasil é um excelente mercado para o setor energético, pois a radiação solar média que incide sobre a superfície do país é de até 2300 quilowatt-hora por metro quadrado (kWh/m²), conforme o Atlas Solarimétrico da Cepel.

Um sistema de energia solar fotovoltaico (também chamado de “sistema de energia solar” ou ainda “sistema fotovoltaico”) é um modelo em que os componentes de seu kit funcionam de forma a realizar a captação da energia solar, e sua conversão em eletricidade. A energia produzida pode ser então utilizada no abastecimento da rede elétrica em larga escala, como acontece em usinas solares (setor energético comercial), mas também pode ser gerada em escalas menores, residenciais (energia solar para utilização doméstica). 

Além do sistema solar para geração de energia elétrica, há também aquele para energia térmica, que tem por objetivo a utilização da radiação solar para o aquecimento de água.

Apesar de alguns incentivos à utilização da energia fotovoltaica, que é um tipo de energia renovável (importante por possibilitar uma diminuição das preocupações em relação aos reservatórios das usinas hidrelétricas, que nos últimos anos têm sofrido com a falta de chuvas e com o excesso de sol), ainda podem ser observadas algumas dúvidas nos consumidores e interessados em aplicar esse sistema em suas residências ou em suas empresas. 

Como ele funciona? Qual o custo de sua instalação? O retorno financeiro é vantajoso? Onde comprar? As perguntas são muitas.

Para decidir como proceder em relação à compra dos componentes para seu sistema próprio de energia, a primeira coisa que se deve saber é que existem dois tipos de sistemas fotovoltaicos: os conectados à rede (chamados on-grid ou grid-tie) e os que são o foco desta matéria: os isolados da rede ou autônomos (off-grid).

Sistemas isolados (off-grid)

Com custos mais elevados que os sistemas on-grid, os sistemas isolados são caracterizados por não serem conectados à rede elétrica, ou seja, o sistema se auto-sustenta através da utilização de baterias.

Por esse motivo, esse sistema é completo, e inclui todos os componentes citados em nossas matérias anteriores, sendo eles divididos em três diferentes blocos, que são:

• Bloco gerador: painéis solares; cabos; estrutura de suporte.
• Bloco de condicionamento de potência: inversores; controladores de carga.
• Bloco de armazenamento: baterias.

O sistema off-grid é utilizado principalmente para propósitos locais específicos, como, por exemplo, bombeamento de água, eletrificação de cercas, de postes de luz, etc.

A energia produzida é também armazenada em baterias, que por sua vez garantem o funcionamento do sistema em períodos com pouco, ou mesmo ausentes, de luz solar, como dias nublados ou à noite. Ou seja, durante o dia, em momentos em que a produção de energia supera o consumo, este excesso é enviado ao banco de baterias para que, à noite, quando o consumo é maior que a produção, essa energia possa ser utilizada para abastecer a rede ligada ao sistema. 

Por não serem conectados à rede, em um sistema isolado, não se pode utilizar mais energia de forma contínua do que aquela que é produzida pelos painéis. 

Devido ao fato de as baterias serem a única fonte alternativa de energia para momentos ausentes de luz solar, é preciso dimensioná-las levando em conta as características climáticas do local e a demanda de energia sobre o sistema. Em outras palavras, é preciso calcular direitinho quanta energia será necessária à residência e levar em conta o clima local (pois pode acontecer de a localização ser mais propícia a dias chuvosos que ensolarados) para determinar qual a capacidade máxima de armazenamento de energia das baterias será necessária - assim, garante-se que o sistema não será interrompido, evitando que o local fique sem energia. 

Sistemas off-grid podem ainda ser de pequeno ou grande porte. Os de pequeno porte são aqueles que geram sua energia em menor escala, mas que ainda são independentes da energia elétrica convencional, vinda da rede. Algumas das vantagens desse tipo de sistema são: 

• Redução do consumo de combustíveis fósseis;
• Aumento da disponibilidade de energia,
• Redução de custos.

Esses sistemas, quando de pequeno porte, são geralmente indicados para a utilização em antenas de comunicação, monitoramento de radares, residências e empreendimentos em locais remotos. De forma geral, possuem capacidade energética que varia entre 1,5 quilowatt-pico (kWp) e 20 kWp.

Já os Sistemas off-grid de grande porte são indicados para aqueles clientes com altas demandas energéticas, e que assim como aqueles consumidores de pequeno porte, também estão situados em localizações de difícil acesso à rede. Estes locais, de forma geral, recebem altos índices de radiação solar, mas as fontes de energia mais comumente encontradas como as responsáveis pelo atendimento dessa demanda são os geradores movidos a gasolina ou diesel. 

Assim, as vantagens do sistema off-grid para empreendimentos de grande porte são: 

• Redução da dependência de combustíveis fósseis;
• Diminuição das emissões de gás carbônico;
• Redução de custos com transporte de combustíveis;
• Diminuição do risco de acidentes.

Sistemas de grande porte são comumente aplicados em minerações, fazendas, comunidades isoladas, e empresas com fábricas em áreas remotas. No geral, apresentam capacidade energética que vai de 1 megawatt-pico (MWp) a 20 MWp.

Alguns outros pontos positivos observados para o sistema off-grid de forma generalizada, são:

• Este tipo de sistema pode ser utilizado em localizações mais remotas, onde há dificuldade de se obter energia elétrica. São ainda desenvolvidos pesquisas e projetos para a instalação deste tipo de energia fotovoltaica em aldeias indígenas, possibilitando o acesso dessas comunidades à energia elétrica.
• Fornece a energia de forma constante e ininterrupta.

Além da energia fotovoltaica ser considerada limpa por não gerar resíduos para além das placas e não causar danos ao meio ambiente, ela é um dos recursos renováveis mais promissores no Brasil e no mundo, pois causa impactos ambientais mínimos e reduz a pegada de carbono dos consumidores - estarão minimizando suas emissões ao optar por uma forma de obtenção de energia de baixo potencial danoso.

O tempo de retorno do investimento, no sistema fotovoltaico, é variável, e depende da quantidade de energia que o imóvel demanda. Apesar disso, a vantagem do sistema caseiro é a economia: uma vez atingido este tempo de retorno, a conta de energia não precisará mais ser paga. Energia do sol que se transforma em eletricidade “grátis”! Você irá economizar uma boa grana, podendo colocá-lo na poupança em vez de ser gasta sem trazer muitos benefícios.

Lembre-se de garantir que os componentes utilizados tenham a certificação do Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia (Inmetro), que realizou a implementação da Portaria n.º 357 em 2014, com o objetivo de estabelecer regras para os equipamentos de geração de energia fotovoltaica.

Infelizmente, ainda há poucos incentivos e linhas de financiamento desse tipo de energia no Brasil, que são ainda de difícil acesso e pouca aplicabilidade. Espera-se que, com a subida do consumo de sistemas de energia fotovoltaica, surjam novos incentivos, mais aplicáveis e acessíveis à habitação comum.