Ultimamente muito se fala em sustentabilidade, energia limpa e renovável. Mas como podemos obter energia elétrica a partir da energia solar? E em dias nublados, como o sistema irá gerar essa energia? Investir nesse sistema tem um custo benefício que vale a pena? É possível zerar a conta de luz? Explicamos neste artigo tudo o que precisa ser feito, para você entender melhor sobre o Sistema Fotovoltaico e aplicar em seus projetos.
O que é o Sistema Fotovoltaico?
O Sistema Fotovoltaico é um sistema baseado na utilização de placas fotossensíveis, capazes de transformar a energia solar, por meio da radiação, em energia elétrica. É uma energia limpa e sustentável que pode ser aplicada tanto em residências, empreendimentos comerciais e até industriais.
O raio solar é transformado em eletricidade em uma célula fotovoltaica, fabricada com materiais semicondutores, sendo o mais utilizado o silício. A luz solar é pura energia, composta de pequenos elementos denominados fótons. Quando os fótons atingem a célula fotovoltaica, parte deles é absorvida. Esses fótons despertam os elétrons do material semicondutor, gerando assim eletricidade.
Muitos confundem o Sistema Fotovoltaico com o Sistema Térmico. A geração solar térmica consiste na transformação da energia do sol em calor para a utilização no aquecimento de água em residências, hotéis, clubes, etc. Para captar essa energia são usados coletores solares.
Na geração solar fotovoltaica, a energia é diretamente convertida em eletricidade e, neste caso, são utilizados módulos solares. E quanto maior a intensidade da luz solar, maior a geração de energia, logo maior o fluxo da eletricidade.
O que compõe um Sistema Fotovoltaico?
O kit de energia solar fotovoltaica geralmente possui 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.
Vejamos abaixo cada um deles.
Bloco gerador
Painéis solares
São considerados o coração do sistema fotovoltaico, e são responsáveis pela conversão da energia solar em eletricidade.
Estruturas de Suporte
As estruturas de suporte são aqueles materiais projetados para, literalmente, suportar e servir de apoio aos painéis solares. A escolha do tipo de estrutura de suporte deve levar em conta o tipo de painel solar a ser instalado, a inclinação necessária a ele, o local de instalação e o material do qual é formado.
Cabos
A fiação é o que interliga os demais componentes do sistema e promove o fluxo de energia entre eles. Mais uma vez, os tipos de cabos a serem utilizados vão depender do tipo de painel escolhido para o sistema, e da distância entre os componentes (sendo que há uma distância máxima permitida entre dois pontos a serem conectados).
Alguns modelos de cabos a serem utilizados no sistema fotovoltaico são os de módulo ou fileira, que garantem proteção contra falhas e curtos-circuitos; os cabos principais DC, que ligam o gerador e o inversor, e os cabos do ramal AC, que ligam o inversor à rede receptora.
Todos os condutores devem ser feitos de cobre, com isolamento termoplástico.
Bloco de condicionamento de potência
Inversores
Considerados o “cérebro” do sistema fotovoltaico, os inversores podem carregar baterias caso estejam associados a um gerador, mas sua principal função é a de transformar a corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA), ajustando a tensão da corrente conforme a necessidade.
Controladores de carga
O controlador de carga é o componente responsável pela proteção das baterias. É ele que controla o processo de carga e descarga das mesmas, prolongando assim sua vida útil e garantindo uma maior eficiência no armazenamento da energia produzida.
Bloco de armazenamento
Baterias
Por fim, as baterias, que são consideradas o pulmão do sistema fotovoltaico, trabalham garantindo o fornecimento de energia para o sistema quando houver pouca ou não houver energia solar. Esse apenas é utilizado quando se trata do sistema fotovoltaico Off-Grid, devido não estar vinculado à rede pública de abastecimento de energia.
Como funciona o Sistema Fotovoltaico?
Quando as placas fotovoltaicas captam as energias solares e as transformam em energia elétrica (corrente contínua), a potência gerada é enviada para o inversor que é o equipamento responsável pela conversão da energia para os padrões da rede da concessionária (corrente alternada). Posteriormente, a energia é injetada na rede elétrica da residência e já poderá ser utilizada pelo consumidor.
Toda a energia excedente, que não for utilizada imediatamente pelos equipamentos da residência, será transferida para a rede da concessionária. Esta energia que sai do local da instalação passa pelo relógio medidor de energia. Esta parcela de energia se transforma em créditos.
Assim, o usuário poderá utilizar nos períodos em que o sistema não está gerando energia, a noite, por exemplo. Pode-se utilizar também quando o consumo de energia é maior do que a geração. Neste último caso, o sistema solar fornece parte da energia e a concessionária fornece o restante da energia que está sendo consumida.
Quais os tipos existentes de Sistemas Fotovoltaicos?
A eletricidade gerada pelas células está em corrente contínua, que pode ser imediatamente usada, denominado como Sistema On-Grid ou armazenada em baterias, Sistema Off-Grid.
A diferença entre o Sistema Fotovoltaico On-Grid e o Sistema Fotovoltaico Off-Grid é bem simples. O On-Grid, também chamado de grid-tie, é um tipo de Sistema fotovoltaico que está ligado à rede elétrica da concessionária de sua cidade, ou seja, quando a sua unidade produz mais energia do que você consome, essa energia é enviada de volta à rede pública e é transformada em créditos de energia que podem ser utilizados em até cinco anos.
O On-Grid é comumente utilizado em zonas urbanas ou locais com acesso à energia elétrica.
E, se o sistema não conseguir gerar a energia necessária para o consumo, a rede pública complementará com a energia restante, ou seja, o valor da conta de luz será reduzido consideravelmente.
Já o Sistema Off-Grid, é um tipo de sistema fotovoltaico que não está ligado com a rede pública, logo ela necessita de um banco de baterias estacionárias, que são baterias de ciclo profundo capazes de armazenar o excesso de energia gerado pelas placas fotovoltaicas. Essa energia ficará armazenada e preparada para gerar energia para sua residência. Mesmo em épocas em que seu sistema não esteja gerando energia.
Esse sistema é mais indicado para lugares remotos, como áreas rurais, pois seu uso não depende da rede pública de energia.
E a conta de luz, como fica?
Quem utiliza do sistema On-Grid irá pagar pela energia que consumir, caso não seja gerada energia suficiente pelo sistema de sua edificação. E quando for gerada mais energia do que consumida, será cobrado apenas uma taxa mínima, que é a taxa de conectividade com a concessionária. Logo não há como “zerar” a conta de energia.
A resolução 414/2010 da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) define o custo de disponibilidade. As taxas mínimas são atribuídas de acordo com o tipo de fornecimento de energia que atende uma unidade consumidora. Assim, estes são as classes base para o cálculo da taxa mínima.
I – 30 kWh, se monofásico ou bifásico a 2 (dois) condutores;
II – 50 kWh, se bifásico a 3 (três) condutores; ou
III – 100 kWh, se trifásico
Já no Sistema Off-Grid não é necessário pagar a conta de luz, pois o sistema elétrico não está conectado na rede pública de energia.
Quais as vantagens e o custo benefício desse investimento?
O crescimento da tecnologia fotovoltaica no Brasil vem evoluindo gradativamente, seja devido à diminuição dos custos dos equipamentos e ao aumento da informação da população a respeito de fontes alternativas de energia. E por isso vamos citar algumas vantagens dos sistemas fotovoltaicos.
Autossuficiente e renovável
Os sistemas fotovoltaicos são geradores de energia que utilizam a energia do sol como único combustível. Isso torna a tecnologia fotovoltaica extremamente confiável, devido à abundância e disponibilidade do sol na maioria das regiões do planeta.
Tal característica traz uma vantagem competitiva enorme quando se compara a tecnologia fotovoltaica com outras fontes de energia como hidrelétricas, carvão e gás.
Não há ruídos, não há poluição
A geração fotovoltaica não provoca ruídos significativos e nem emite qualquer tipo de poluição. Isso permite que os sistemas sejam instalados em residências, sem prejudicar os moradores ou vizinhos.
Além disso, é possível utilizar espaços ociosos como telhados e coberturas, eliminado a necessidade do comprometimento de áreas úteis para a instalação.
Facilidade de instalação
A instalação de um sistema fotovoltaico é rápida e simples. Na maioria dos casos, os módulos e o inversor são fixados no telhado e paredes já existentes no imóvel, sem necessidade de estruturas adicionais. A string-box (quadro com dispositivos de proteção) geralmente é fixada próximo ao inversor.
Mesmo com proteção UV, recomenda-se que todo cabeamento seja protegido por eletrodutos rígidos. O funcionamento do sistema também é muito simples. Uma vez instalados e averiguados todos os componentes, o inversor já pode ser configurado e testado.
Após aprovação da concessionária, o sistema poderá ser ligado para início da geração. O prazo para aprovação do projeto e homologação junto à concessionária é regulado pela ANEEL e pode durar no máximo 34 dias, contados a partir da entrada do pedido.
Baixo custo de manutenção
Os sistemas fotovoltaicos requerem baixíssimo esforço e custo de manutenção. Recomenda-se que os módulos sejam lavados com água a cada 6 meses. Porém a instalação dos módulos com uma inclinação mínima faz que a própria chuva ajude na limpeza dos mesmos.
A instalação do inversor e da string-box em locais protegidos e a utilização de eletrodutos rígidos nos cabeamentos também evitam o desgaste precoce dos componentes.
Vida útil e retorno do investimento
A vida útil dos sistemas fotovoltaicos gira em torno de 25 anos, sendo que na maioria dos casos, o retorno do investimento acontece entre 1 e 8 anos. Essa variação é devida ao local onde será instalado o sistema, já que o retorno do investimento depende do valor da tarifa de energia e do potencial de geração solar do local.
Quanto maior a tarifa da concessionária local (R$/kWh), mais vantajosa é a instalação de um sistema fotovoltaico e portanto, mais rápido será o retorno do investimento. Após o período de retorno do investimento, toda energia gerada pelo sistema pode ser considerada como lucro.
Valorização do imóvel
Estudos mostram que imóveis com sistemas fotovoltaicos instalados são mais atrativos para o mercado, já que trazem a solução pronta, proporcionando economia real para o futuro comprador.
O valor do investimento ainda é o maior obstáculo para quem deseja realizar a implantação de um projeto de energia fotovoltaica em sua casa, negócio ou indústria. É claro que a instalação desse tipo de sistema envolve um custo relativamente alto aqui no Brasil, mas a quantia varia bastante, a depender do nível de consumo de energia do imóvel, de como é o aterramento da localização, entre outros fatores.
O investimento necessário para implementação de um sistema de energia solar depende do tamanho e do grau de complexidade do local de instalação.
Mas, afinal, vale a pena investir em energia solar? Ao pensar na relação custo-benefício da energia solar, é possível observar que esse tipo de investimento vai além de cuidados com o meio ambiente, pois colabora com o seu bolso.
Em tempos de crise energética, não compensa arriscar pagar mais caro nas contas de luz. Por isso, instalar um sistema fotovoltaico é uma ótima alternativa para começar a economizar. E para que mais pessoas saibam dessa importância, compartilhe este artigo em suas redes sociais.