Componentes do Sistema Solar Fotovoltaico: Painéis Fotovoltaicos

Apesar de alguns incentivos à utilização deste 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. Bem, vamos às respostas!

Um sistema de energia solar fotovoltaico (ou “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.

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.

Os painéis solares são considerados o coração dos sistemas fotovoltaicos e fazem parte do primeiro bloco, o de geração de energia. Sua função específica é a de converter a energia solar em eletricidade. O número de painéis necessários varia de acordo com a demanda de energia da residência.

Como funciona?

Os painéis solares geram energia elétrica a partir do sol de forma muito simples. Além da energia fotovoltaica ser considerada limpa por não gerar resíduos para além das placas e não causar danos ao meio ambiente, os painéis que realizam a transformação da luz solar em energia elétrica demandam manutenção mínima. Um painel solar é formado por um conjunto de células fotovoltaicas que possuem elétrons (partículas de carga negativa que giram ao redor dos núcleos dos átomos) e esses, por sua vez, ao serem atingidos pela radiação solar, se movimentam gerando uma corrente elétrica. 

Por esse motivo, são necessárias inspeções periódicas para verificar se há acúmulo de poeira, folhas ou outros interferentes (como detritos de pássaros) sobre o painel. Geralmente a chuva é o suficiente para manter o painel livre de detritos, mas, quando não for, basta limpá-lo com um pano úmido e detergente neutro, sempre utilizando luvas de borracha e checando os fios soltos ou oxidados (o que acontece principalmente em regiões mais úmidas ou com maresia) para evitar acidentes.

Tamanho e vida útil

Os tamanhos e pesos dos painéis solares são bastante variáveis. Há vários tipos e variações, mas um painel possui, em média, aproximadamente um metro quadrado, e pesa pouco mais de 10 quilos. Um painel destas proporções possui cerca de 36 células fotovoltaicas, sendo capaz de produzir por volta de 17 volts, e uma potência de até 140 watts.

Os modelos existentes geralmente variam de cinco até 300 watts de potência máxima, dependendo da finalidade de seu uso, e da tecnologia adotada. Além disso, podem ser instalados diversos painéis fotovoltaicos, que podem ser organizados de formas diferentes, possibilitando que se trabalhe com muitas variações de sistemas de energia solar. Um painel solar tem vida útil de aproximadamente 25 anos, sendo bem prático por não precisar de manutenção pesada (lembrando que outros componentes do sistema podem ter uma vida útil maior ou menor em comparação a esse). 

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.

Existem três tipos básicos de painéis solares fotovoltaicos

• Painéis solares monocristalinos

Apresentam alto rendimento, e são feitos de células monocristalinas de silício, ou seja, cada célula é formada por um único cristal desse elemento. O processo de fabricação desses painéis é complexo, pois exige a produção de cristais únicos de silício de alta pureza para cada célula fotovoltaica.

• Painéis solares policristalinos

Menos eficiente que o painel anterior; nos policristalinos, as células são formadas por diversos cristais, e não somente por um. O resultado final é uma célula fotovoltaica com aparência de vidro quebrado.

• Painéis de filme fino

O material fotovoltaico é depositado diretamente sobre uma superfície (podendo ser de metal ou de vidro), para formar o painel. Apesar de serem mais baratos, possuem uma eficiência energética muito menor, fazendo com que seja necessária uma área bem maior para compensar.

• Outros Modelos

Como escolher?

A escolha do tipo e da quantidade de painéis a serem instalados depende então de diversos aspectos, tais como:

• Demanda de energia; 
• Finalidade de uso da energia; 
• Local da instalação do sistema; 
• Espaço disponível. 

Onde instalar?

Os painéis solares residenciais são geralmente instalados nos telhados (rooftop), porém, deve-se estar atento a algumas recomendações: 

• A geração de eletricidade pelos painéis solares pode ser prejudicada por ventos, sombras e superfícies reflexivas, que interferem, diminuindo a eficiência do processo. 
• É importante que haja uma boa circulação de ar no local, para que as células não superaqueçam. 
• O telhado deve ser resistente ao peso dos painéis. 

A inclinação e a orientação dos painéis também podem interferir em sua eficiência. No caso do Brasil, localizado no hemisfério sul da Terra, o painel solar instalado deve ter a face orientada para o norte verdadeiro (que não é o mesmo norte dado pela bússola). Para países do hemisfério norte, o painel solar deve estar orientado para o sul verdadeiro. 

O norte magnético, para onde uma bússola padrão aponta, está alinhado com os pólos da Terra e está em constante movimento, apesar de leve. O norte real é o que você vê em um mapa de papel e é constante.

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.

Componentes do Sistema Solar Fotovoltaico: Inversores

O cérebro do sistema de energia solar

Um sistema de energia solar fotovoltaico (ou “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.

Se os painéis solares são o coração do sistema “bombeando” a energia, os inversores são o cérebro.

Componentes integrantes do segundo bloco (o de condicionamento de potência), os inversores têm a função de transformar a corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA), ajustando a tensão conforme a necessidade, podendo ainda carregar baterias, desde que associados a um gerador. Mas o que são correntes contínuas e alternadas?

Correntes

Correntes elétricas nada mais são do que um fluxo de elétrons, que são partículas que carregam energia, que passam por um fio. Algo parecido com o fluxo de água no interior de uma mangueira, por exemplo.

Esses elétrons, quando se movimentam em um sentido único, formam uma corrente contínua (CC). Em situações onde o sentido dos elétrons se altera, trata-se de corrente alternada (CA).

Em casos onde há sistemas solares fotovoltaicos conectados à rede (grid-tie), os inversores possuem ainda a finalidade de sincronizar o sistema com a rede pública de eletricidade, fazendo com que a energia solar produzida seja fornecida exatamente como a que recebemos da rede elétrica.

Outra diferença entre os dois tipos consiste na capacidade de transmitirem a energia para longas distâncias, sem que hajam perdas. Neste caso, quando a energia é direcionada por uma CA, ela não sofre muitas perdas, pois esta configuração permite maiores tensões da corrente, podendo assim alcançar maiores distâncias sem perder força no trajeto. Na CC, por outro lado, o desperdício de energia é muito grande.

Novidade

Há ainda um tipo novo de inversor para sistemas conectados à rede(grid-tie), uma tecnologia que tem sido cada vez mais aceita e utilizada: os microinversores. Diferente dos inversores tradicionais, há um microinversor conectado a cada um dos painéis solares. Possuindo as mesmas proteções que os tradicionais, os microinversores ainda apresentam as vantagens de terem maior eficiência, maior vida útil e maiores facilidades de instalação e manutenção.

Vida útil

Os inversores tradicionais possuem uma vida útil que vai de aproximadamente dez anos a 15 anos, enquanto os microinversores têm uma vida útil maior - podem resistir até 25 anos.

Meu sistema precisa de um inversor?

Considerando que os painéis solares fornecem energia em forma de CC - além das baterias também receberem e fornecerem nessa mesma forma de corrente - a utilização do inversor só pode ser dispensada para pequenos sistemas que trabalhem com essa configuração, pois a maioria dos aparelhos eletrônicos utilizam CA e exige a utilização deste dispositivo.

Componentes do Sistema Solar Fotovoltaico: Estruturas de Suporte

Já pensou em uma maneira mais sustentável de se obter energia? Uma das fontes alternativas e renováveis que está 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.

Apesar de alguns incentivos à utilização deste 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. Bem, vamos às respostas!

Um sistema de energia solar fotovoltaico (ou “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.

Características

As estruturas de suporte fazem parte do primeiro grupo, e são aqueles itens instalados para dar sustentação aos demais, além de promover o agrupamento dos módulos do painel solar, interligando-os de forma simples. Há diversos tipos de estruturas, pois elas dependem de algumas variáveis, como modelo, inclinação, local da instalação e material do qual o painel é formado.

Materiais

Geralmente são estruturas metálicas (alumínio ou aço inox) ou madeira, utilizadas para a fixação dos módulos dos painéis nos telhados (rooftop) ou no solo.

Se por acaso o suporte for feito de um metal diferente daquele que constitui os pontos de fixação dos painéis (pontos que fixarão os painéis aos suportes), deve-se tomar o cuidado de isolá-los uns dos outros, impedindo assim a chamada corrosão galvânica, que ocorre quando metais ou ligas com potenciais eletroquímicos diferentes são acoplados um ao outro.

Modelos

O tipo de estrutura de suporte escolhido influencia na taxa de obtenção de energia. Alguns desses tipos de estruturas são:

• Estrutura metálica com inclinação fixa

É o tipo de estrutura que demanda menores esforços para ser instalada e menores gastos com manutenções. Prática, ela é ideal para sistemas solares residenciais. Para este tipo, é calculada uma inclinação ótima (inclinação sob a qual os painéis solares receberão uma maior incidência de radiação solar e menores interferências), para a qual é fixada a estrutura de suporte.

• Estrutura fixa com ângulo de inclinação ajustável

Este tipo de estrutura é mais eficiente, pois possibilita o ajuste do ângulo de inclinação, o que pode aumentar significativamente a produção anual de energia elétrica. Ou seja, com essa configuração, é possível alterar o ângulo de inclinação dos módulos, ajustando-os de acordo com o percurso do Sol ao longo do dia e também de acordo com as diferentes épocas do ano.

• Seguidores solares (trackers)

Os seguidores solares (em inglês, trackers) envolvem um mecanismo que pode se mover em um ou dois eixos, fazendo com que acompanhem o percurso solar tanto ao longo do dia, quanto ao longo do ano, permitindo que os módulos estejam sempre em uma orientação favorável para maiores absorções de radiação solar.

Apesar da vantagem da maior produção, esta tecnologia apresenta custos mais elevados que os das estruturas fixas por exigir motorização das bases e movimentação dos eixos, que além de demandarem maiores custos de manutenção, implicam em uma maior demanda de energia para a realização do movimento.

Cuidados

Além do isolamento dos metais (quando diferentes), alguns outros cuidados devem ser tomados para que a instalação ocorra da forma mais segura possível:

• As estruturas de suporte devem ser instaladas de maneira a resistir a intempéries, como ventos e chuvas, porém sem prejudicar a estabilidade da edificação, além de resistirem ao próprio peso dos painéis solares.
• Os painéis não devem sofrer danos pela dilatação térmica de seus suportes.
• Os suportes não devem comprometer o escoamento da água pelo telhado (sistema rooftop) e sua resistência estrutural.
• Os parafusos, porcas e anilhas utilizados na instalação devem ser de aço inoxidável.

Componentes do Sistema Solar Fotovoltaico: Baterias

A importância dele num sistema de energia solar fotovoltaico - O pulmão do Sistema.

Apesar de alguns incentivos à utilização deste 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. Bem, vamos às respostas!

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.

As baterias, componentes integrantes do bloco de armazenamento, são consideradas o pulmão do sistema fotovoltaico. Elas trabalham garantindo o fornecimento de energia para o sistema quando não houver energia solar.

Meu sistema precisa de baterias?

Todo sistema precisa de uma fonte alternativa de energia para momentos sem, ou com pouca energia solar, como os períodos noturnos e dias nublados ou chuvosos. Essa fonte alternativa pode ser a bateria, no caso de sistemas off-grid, e a própria rede de energia elétrica, para sistemas conectados à ela (on-grid).

Ou seja, se você pretende ter um sistema on-grid, ele não irá precisar das baterias, pois a compensação de energia será realizada pela própria energia da rede. Caso contrário, a utilização das baterias é indispensável.

É possível ainda dimensionar as baterias para suportarem determinados períodos sem sol. Imagine a seguinte situação: o seu sistema de alarme depende da energia gerada pelo sistema fotovoltaico. O sistema de alarme não poderá ter seu funcionamento prejudicado devido à alguns dias de chuva, certo? Assim, pode-se dimensionar a bateria para que se mantenha em cerca de sete dias de autonomia, por questões de segurança. Já para aplicações mais simples, pode-se dimensionar a bateria para suportar três dias sem sol.

Baterias que podem ser utilizadas em sistemas fotovoltaicos são as chamadas estacionárias ou de ciclo profundo, pois estas suportam grandes descargas de energia que uma bateria comum não suportaria.

• Baterias de carros devem ser evitadas!

Estas baterias foram desenvolvidas para que fornecessem grandes correntes em períodos curtos de tempo, como, por exemplo, durante as partidas do automóvel. Por esse motivo elas não são capazes de suportar descargas profundas sem que isso reduza sua vida útil.

• Baterias estacionárias comuns

Esse tipo de bateria permite o fornecimento de descargas profundas, são mais econômicas, e indicadas para sistemas pequenos. A vida útil pode variar entre quatro e cinco anos.

• Baterias OPzS

Geralmente utilizadas como sistema de energia alternativa, essas baterias possuem uma vida útil mais longa, sendo maior que dez anos. Por isso, o custo é um pouco mais elevado. Um cuidado a se tomar com baterias OPzS é onde situá-la. Essas baterias liberam gases explosivos, sendo necessário instalá-las em ambientes abertos. Além disso, outro cuidado que elas precisam se refere à reposição de água de tempos em tempos.

• Baterias de gel

Estas baterias são seladas de gel e não liberam gases, sendo possível que sejam instaladas em ambientes fechados. Indicadas e geralmente utilizadas em embarcações, estas baterias possuem vida útil superior a dez anos.

• Baterias AGM

São baterias que também não liberam gás e possuem ótimo desempenho. São mais caras, mas o período de vida útil superior a dez anos geralmente pagam seu investimento.

• Baterias lítio-íon

É um tipo de bateria recarregável muito utilizadas em equipamentos eletrônicos portáteis. Armazenam o dobro de energia que uma bateria de hidreto metálico de níquel (ou NiMH) e três vezes mais que uma bateria de níquel cádmio (ou NiCd). Outra diferença da bateria de íons de lítio é a ausência do efeito memória (não vicia), ou seja, não é preciso carregar a bateria até o total da capacidade e descarregar até o total mínimo, ao contrário da bateria de NiCd. Ela resiste menos que uma bateria normal mas do mesmo modo deve ser carregada e descarregada, sem o uso contínuo do carregador.

As baterias são as primeiras integrantes do sistema fotovoltaico a se desgastarem. Portanto, faça sua escolha conscientemente e, dentro do possível, sem considerar a dificuldade e custo de manutenção como fatores decisivos para a compra. Sistemas de energia solar fotovoltaica são projetados para durarem por longos períodos de tempo e, por esse motivo, economizar em baterias pode não ser uma boa ideia.

Sistema de energia solar é instalado em aldeias Munduruku, no Pará

Greenpeace instalou placas solares que garantem eletricidade autônoma. Placas abastecem freezers, lâmpadas de escola e rádio de comunicação.

Cacique Munduruku observa a instalação das placas solares. (Foto: Divulgação/ Otávio Almeida/ Greenpeace)

Uma novidade tecnológica tem mudado a rotina em duas aldeias da Terra Indígena Sawré Muybu, em Itaituba, no sudoeste do Pará. Os indígenas receberam sistemas de energia solar para garantir a eletricidade de forma autônoma.

As placas fotovoltaicas foram instaladas por ativistas do Greenpeace e fornecem energia para lâmpadas de espaços comunitários, para uma escola e para freezers, que antes só ficavam ligados seis horas por dia. Há uma placa também para o sistema de transmissão de rádio, usado pelos caciques para se comunicar entre as aldeias.

Antes das placas, a energia na aldeia era limitada, funcionava algumas horas por dia através de um gerador abastecido a diesel.

Ativistas fizeram oficina sobre energia solar na aldeia. (Foto: Divulgação/ Otávio Almeida/ Greenpeace)

Sustentabilidade

Os Munduruku lutam contra a construção da usina hidrelétrica de São Luiz do Tapajós, na região onde vivem. Para eles, a instalação das placas mostra que existem alternativas sustentáveis para garantir a energia.

“Não precisamos da barragem aqui. O governo vai ver que existe outra solução e que não carece destruir o nosso rio para ter energia no país”, disse o cacique da aldeia Dace Watpu, Valto Datie Munduruku.

Aprendizado

Durante o período de instalação do sistema, ativistas promoveram workshops com os indígenas, que se mostraram muito felizes e curiosos com a novidade. “Foi muito bem recebida. O cacique disse que já havia visto fotos de energia eólica, mas não da placa. Ele ficou emocionado, disse que o freezer vai poder ficar ligado 24h”, conta Thiago Almeida, da Campanha de Clima e Energia.

No workshop, os indígenas aprenderam como funciona o sistema, que eles mesmos vão poder fazer a manutenção. “Eles são muito curiosos e aprendem muito rápido. Eles aprenderam sobre o assunto e agora querem ver mais disso não só na aldeia deles, mas nas outras”, diz ainda Thiago Almeida.

Guia de como instalar energia solar residencial, dicas e orientações

Saiba quais as questões envolvidas para instalar um sistema fotovoltaico em casa

Você já pensou em produzir e consumir energia elétrica de forma mais sustentável? Se sim, é bem provável que a instalação de energia solar fotovoltaica como um sistema de energia tenha passado pela sua cabeça.

Os benefícios podem ser muitos, mas é preciso ter um direcionamento sobre os processos de compra, instalação e funcionamento da tecnologia. Por isso, mostramos para você os pontos mais importantes na hora de obtê-la em sua casa com o guia de como instalar energia solar residencial.

E o sol?

A primeira questão na hora de adquirir e instalar equipamentos residenciais que transformam a energia solar em energia térmica e/ou elétrica deve ser: a localização geográfica da residência.

A duração da incidência da radiação solar pode variar muito de local para local. Mesmo o Brasil sendo um país com pouca variação de radiação solar em seu território, existem locais em que é mais vantajoso o aproveitamento solar para aquecimento de água (Sul e Sudeste) e outros em que o melhor é a geração fotovoltaica de energia elétrica (Norte e Nordeste). Mas isso não significa que nas regiões Sul e Sudeste não seja possível a geração fotovoltaica de energia elétrica e que nas regiões Norte e Nordeste não seja possível o aproveitamento solar para aquecimento de água.

Aquecer água ou gerar energia elétrica?

Sendo assim, o segundo ponto a ser analisado trata da finalidade da instalação do sistema de energia solar: para aquecimento de água ou para geração de energia elétrica (sistema fotovoltaico). As tecnologias e os custos podem ser diferentes. Dentro do sistema fotovoltaico, existe o sistema fotovoltaico isolado da rede e o sistema fotovoltaico conectado à rede. O sistema isolado da rede requer cálculos mais específicos sobre a quantidade de energia que é consumida na residência e sobre a quantidade de energia necessária para que a edificação não fique sem energia, uma vez que não está conectada à rede.

O sistema conectado à rede utiliza energia elétrica da rede de distribuição quando não gera energia por meio do sistema fotovoltaico, e quando produz energia excedente, esta parcela é devolvida à rede de distribuição. Isso é um grande estímulo, pois os descontos são grandes para quem está conectado à rede, sem contar que o excedente ajuda na descentralização do sistema de produção de energia elétrica - o que pode ser uma saída viável para a produção de energia limpa no Brasil a longo prazo.

Para aquecimento de água por meio da radiação solar, existem os sistemas de energia solar térmica formados por coletores solares planos, que podem ser aplicados em residências.

Custo e escolhas

O custo para adquirir um sistema fotovoltaico isolado pode ser maior devido às baterias para armazenamento de energia. E o custo para adquirir um sistema fotovoltaico conectado à rede pode ser menor, sendo a rede de distribuição uma espécie de bateria infinita para o excedente de energia fotovoltaica. O tempo de retorno do investimento, no sistema fotovoltaico, pode variar entre 8 a 10 anos (a conta de energia não precisará mais ser paga).

Muitas vezes para realizar a escolha de um módulo fotovoltaico olhamos somente para a eficiência do módulo e o seu custo. De acordo com o Centro de Referência para Energia Solar e Eólica Sérgio de Salvo Brito, a eficiência é um ponto importante, mas deve ser considerada como fator decisivo somente quando a área para instalação do painel fotovoltaico for restrita. Se este não for o caso, a vida útil e o custo devem ser analisados primeiro.

Minha casa suporta um sistema de energia solar?

O próximo passo refere-se à estrutura da residência, ou seja, se a edificação e o seu entorno estão adaptados para receber a instalação de um sistema de energia solar, pois isso pode comprometer o desempenho do mesmo.

No caso dos sistemas fotovoltaicos, as instalações urbanas são realizadas no telhado (rooftop). Interferências como ventos, partes da estrutura da edificação, sombras e superfícies reflexivas, podem diminuir a eficiência do sistema. A circulação de ar também é fundamental para que os módulos fotovoltaicos não esquentem excessivamente. 

Locais muito aglomerados dificultam essa circulação. O ideal é que a edificação esteja em um local cujo entorno seja mais livre. Para suportar o peso dos painéis fotovoltaicos, o telhado deve ser reforçado e não pode apresentar problemas estruturais que comprometam a segurança do equipamento e dos moradores.

Quanto ao espaço, uma superfície inclinada de aproximadamente 10 m² pode gerar até 1 kWp (energia suficiente para suprir a demanda de uma residência inteira que contenha equipamentos elétricos eficientes) e é satisfatória para instalar painéis fotovoltaicos no sistema isolado. No entanto, para os sistemas fotovoltaicos conectados à rede, o espaço requerido pode ser menor, já que a necessidade de energia fotovoltaica gerada irá diminuir. 

Os sistemas fotovoltaicos não necessitam de espaço adicional além daqueles já existentes nas edificações, portanto, podem se adaptar ao formato dos telhados e superfícies das construções.

Qual a melhor inclinação e orientação do painel solar?

Para não perder eficiência dos módulos fotovoltaicos e melhorar a captação de energia solar, a inclinação dos painéis é uma questão muito relevante. No caso do Brasil, localizado no hemisfério sul da Terra, o painel solar instalado na sua residência deve ter a face orientada para o norte verdadeiro (que não é o mesmo Norte dado pela bússola). Para países do hemisfério norte, o painel solar deve estar orientado para o sul verdadeiro.

Em relação ao angulo de inclinação, este deve ser igual à latitude do local em que o sistema fotovoltaico será instalado. No entanto, variações pequenas na inclinação não diminuem de maneira significativa a energia gerada, sendo que uma variação de 10° para mais ou para menos em relação ao valor da latitude não irá alterar a captação de radiação solar. Para regiões muito próximas a linha do Equador, a inclinação mínima deve ser de 10°.

Devido ao movimento aparente do Sol ao longo das estações do ano, existem controles que orientam os módulos para acompanhar o movimento solar, estes controles podem ser manuais ou automáticos.

Quais os componentes de um sistema fotovoltaico?

• Bloco gerador: composto pelos módulos fotovoltaicos, cabos e por uma estrutura de suporte;
• Bloco de condicionamento de potência: composto por conversores, inversores de tensão, retificadores, controladores de carga, seguidor de ponto de potência máxima, diodos de bloqueio e de passagem;
• Bloco de armazenamento (opcional para sistemas conectados à rede): composto por baterias

O bloco gerador deve ser instalado no telhado da edificação. Os blocos de armazenamento e de condicionamento de potência devem ser instalados em um local coberto, protegido e de fácil acesso.

É sempre necessária a utilização de equipamentos de proteção para realizar a instalação dos painéis fotovoltaicos como: corda, capacete e estruturas seguras e fixas para prender a corda.

Energia Solar para Eletricidade na África - O Plano Brilhante de Akon

É “um acéfalo”. É assim que o hip-hop e artista e produtor de R & B Akon descreveu o uso da energia solar para levar energia a centenas de milhões de africanos. O americano senegalês nascido no Missouri tinha acabado de chegar ao Mali de uma reunião inaugural na Costa do Marfim com os principais líderes da África Ocidental para falar sobre soluções de energia renovável .

"A África precisa ser sustentável por um longo tempo e ser uma muleta para o resto do mundo, e não o contrário", disse Akon à ThinkProgress em uma entrevista por telefone. "Uma África estável ajuda o mundo."

Akon se juntou a cinco primeiros ministros representando Benin, Costa do Marfim, Mali, Níger e Togo, que se reuniram na capital econômica da Costa do Marfim, Abidjan, para o Grupo de Líderes Energéticos da África Ocidental - uma conferência para líderes políticos e empresariais que trabalham para desenvolver estratégias para enfrentar a região. crise de energia.

"Por causa da falta de infra-estrutura na África, precisamos de mais instituições financeiras para fazer parte dela, e fazer parcerias com pessoas que tenham uma visão para a África também", disse Akon.

Mais de 1,3 bilhão de africanos não têm acesso à eletricidade ; e apenas 5% da África subsaariana tem eletricidade.

Esses números surpreendentes levaram o artista de platina certificado a lançar a iniciativa Akon Lighting Africa (ALA) em 2014, que visa levar a energia solar a quase meio - 600 milhões - dos africanos que vivem sem energia.

Até agora, a ALA forneceu lâmpadas solares de rua, micro geradores, estações de recarga e kits domésticos para 14 países - Benin, Burkina Faso, República Democrática do Congo, Guiné Equatorial, Gabão, Guiné, Quênia, Namíbia, Madagascar, Mali, Níger, Nigéria, Senegal e Serra Leoa.

A falta de poder "nos impediu de fazer as coisas que precisamos fazer", disse ele. "Não havia eletricidade suficiente para puxar", para colocar a África no mesmo nível do resto do mundo no desenvolvimento, e a energia solar era "a maior e mais rápida solução".

Os preços globais dos módulos solares caíram significativamente na última década, atingindo um recorde de baixa em 2014. A ALA trabalha com uma linha de crédito de US$ 1 bilhão de um fornecedor chinês de sistemas solares, permitindo que os países paguem a dívida ao longo do tempo.

"Queremos capacitar as pessoas para desenvolver suas próprias oportunidades", disse Akon. “[Mas] antes de capacitar as pessoas, você tem que educá-las. Por isso, desenvolvemos a universidade ”, que se concentra na entrega e manutenção da energia solar,“ para que eles possam [eventualmente] inventar sua própria tecnologia ”.

Em vez de abandonar a tecnologia em aldeias desavisadas, a ALA também ensina aos cidadãos como funciona a energia solar e como instalar arrays por meio de um programa de treinamento educacional chamado Academia Solar.

“Em todas as aldeias, queremos manter essa aldeia sustentável” e promover o empreendedorismo, disse Akon. “O envolvimento do resto do mundo será fundamental. Terá que ser iniciado por africanos, mas a tecnologia que o mundo tem para oferecer tem que ser compartilhada ”.

A reunião de julho foi a primeira do gênero, com foco em parcerias entre empresas privadas e órgãos estaduais. "Não há como fugir: o governo e os investidores terão que se unir para resolver isso."

Os membros da aldeia se reúnem perto de uma lâmpada de rua solar recém-instalada. 

CRÉDITO: DAGÊNCIA

ALA não é o primeiro projeto de energia solar que a África viu. Por exemplo, os Pequenos Projetos Práticos baseados no Mali concentram-se no saneamento de água, cuidados de saúde, educação e energia solar na África Ocidental. Mas a celebridade de Akon, juntamente com uma missão agressiva de transformar a produção de energia solar em um mercado de trabalho e uma fonte de energia amplamente auto-sustentável, com parcerias público-privadas, tornam o projeto único.

Desde o início do projeto em 2014, a atenção da mídia tem aquecido os governos à ideia de investir em fontes de energia renováveis. O primeiro-ministro da Costa do Marfim, Daniel Kablan Duncan, ecoou esses sentimentos durante a reunião, dizendo que as empresas independentes de energia são a chave para o desenvolvimento da rede elétrica de África, em grande parte devido às suas capacidades financeiras.

“Os estados africanos devem realizar profundas reformas estruturais e setoriais, notadamente a liberalização do setor elétrico”, disse Duncan, acrescentando que as empresas arcariam com a maior parte das despesas por causa dos “investimentos muitas vezes consideráveis ​​que são praticamente impossíveis apenas para orçamentos estaduais”.

Duncan também disse que a África detém 15 por cento da população mundial, mas consome apenas 3 por cento da eletricidade global, dificultando enormemente o desenvolvimento econômico do continente.

"Há apenas tantas instituições que você pode chamar", disse Akon. “Existem regulamentos e leis diferentes [a cumprir], e dois ou três países podem entrar em conflito. Mas no final tudo está se unindo ”.

O projeto tem um efeito unificador, disse ele, e o foco na energia solar tem sido um catalisador para fornecer uma parte significativa do globo mais próxima do que está disponível nas sociedades ocidentais.

Apenas 17 por cento da África Subsaariana está on-line, e apenas metade pode arcar com dados suficientes para suportar mensagens de texto e e-mails, de acordo com o relatório de conectividade de 2015 do Facebook . Além disso, os africanos subsaarianos com acesso a telefones celulares muitas vezes precisam viajar para uma estação de carregamento e pagar US $ 91 pelo acesso, quando muitos vivem com apenas alguns dólares por dia.

A Akon espera expandir a ALA para mais 11 países até o final do ano, e toda a África até 2020.

“Nós realmente queremos ser a geração de execução e estar em uma posição onde você entregue. E quando você entrega, é colocado no mundo e continuou. ”

Fonte: ThinkProgress

O exército alemão compra usinas de energia solar de contêineres móveis

A Bundeswehr compra sistemas solares fora da rede com painéis solares de alto desempenho. Esses painéis são montados em projetos que permitem que você seja móvel, o que substituirá ou ajudará o trabalho de usinas a diesel. Unidades militares devem ter uma fonte de energia garantida. E, para isso, são usados ​​geradores a diesel. Substituir a geração de diesel na estação solar irá melhorar a segurança dos militares, reduzir o consumo de estoques de petróleo.

Os recipientes solares são sistemas prontos com baterias e sistemas de gestão de energia. Para usar a eletricidade do contêiner, basta remover os cabos para se conectar. A instalação e desmontagem não duram mais de uma hora. O contêiner protege os módulos contra tempestade de areia ou vandalismo.

O sistema utiliza as melhores realizações dos componentes, o que possibilita uma eficiência de 18,3%. Os painéis têm um revestimento que garante a ausência de brilho e outro filme ajuda a capturar mais luz. 

Cada contêiner solar tem uma potência máxima de 27 kW e pode armazenar 150 kWh de energia solar. Os contêineres podem ser interconectados, recebendo consideravelmente mais energia - você pode fornecer necessidades de megawatts de hospitais ou partes traseiras. O modelo mais pequeno do contentor é de 5,4 kW com uma capacidade de 15 kW * h. O custo da eletricidade é estimado em 13 centavos por quilowatt-hora.

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.