Energia solar vai se tornar cada vez mais comum, diz especialista – Conteúdo publicado da CNN Brasil.

Em entrevista à CNN, o coordenador da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (Absolar) Guilherme Susteras falou sobre o crescimento da energia solar no Brasil.

https://youtu.be/FEenq1Aj4LU

O especialista destacou que a área praticamente dobra de tamanho todo ano. “Isso muito por conta do aumento das tarifas de energia e da redução do custo da tecnologia, fazendo com que os sistemas sejam cada vez mais viáveis para o maior número de pessoas e empresas”.

Guilherme apontou que a energia solar tem se democratizado: “Mais de metade dos novos sistemas são investimentos de famílias de classe C e D”.

Entre os benefícios da energia solar, ele destacou que são sociais, econômicos e ambientais. “Redução do uso das termas elétricas, evitar investimento em novas linhas de transmissão e distribuição, redução das perdas, geração de emprego e renda”.

Neste mês, a conta de energia ficou ainda mais cara. A Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica) mudou a bandeira tarifária para a cor Amarela. Essa tarifa significa um custo extra de R$1,00 a cada 100 Quilowatt-hora (kWh) consumidos. O aumento pode encarecer até 6,5% neste mês.

O sistema de bandeiras tarifárias que vigora desde 2015 indica se haverá ou não acréscimo no valor da energia a ser repassada ao consumidor final, em função das condições de geração de eletricidade. 

Mas como as bandeiras tarifárias funcionam e por que energia elétrica é tão cara no Brasil?

A Aneel define mensalmente através das bandeiras o custo real de energia gerada para cada região do país. Para isso, ela usa como base nas informações do ONS (Operador Nacional do Sistema Elétrico), que analisa o nível dos reservatórios das hidrelétricas e verifica se haverá necessidade de utilizar térmicas para complementar a geração de energia.

Bandeira verde:condições favoráveis de geração de energia. A tarifa não sofre nenhum acréscimo;

Bandeira amarela:Térmicas ativadas e condições de geração menos favoráveis. A tarifa sofre acréscimo de R$ 1 para cada 100 quilowatt-hora (kWh) consumidos;

Bandeira vermelha Patamar 1: Térmicas ativadas e alta demanda. A tarifa sofre acréscimo de R$ 3 para cada 100 quilowatt-hora kWh consumido.

Bandeira vermelha Patamar 2:Térmicas ativadas e alta demanda, com condições ainda mais custosas de geração. A tarifa sofre acréscimo de R$ 5,00 para cada 100 quilowatt-hora kWh consumido

Quando o país passa por um período de estiagem, não há outra alternativa senão recorrer às termelétricas, que tem um custo de produção mais elevado.

O impacto da Carga Tributária na conta de energia

No entanto, o grande vilão de nossos bolsos na conta de luz é a alta carga tributária que incide sobre energia elétrica. No Brasil, 44,5% do preço final da tarifa de energia é constituído por encargos e tributos. 

Somos o segundo colocado no ranking dos 28 países com maior carga tributária na conta de luz. Ficamos atrás apenas da Dinamarca, onde os impostos sobre a energia elétrica chegam a 58%. Já o Japão tem a menor porcentagem de impostos: apenas 9% de carga tributária. Os dados são da Abradee (Associação Brasileira de Distribuidores de Energia Elétrica). 

Mas, diante disso, o que pode ser feito para o país ter oferta de energia barata?

Além de uma nova regulamentação que traga segurança jurídica e um ambiente propício para os negócios do setor, é preciso diversificar nossa matriz energética e explorar mais a geração de energia solar e eólica. Até 2016, 66% da geração é proveniente de fontes hidráulicas, 26,4% de térmicas e apenas 6,5% de eólicas e 0,054 de solar.

O outro ponto primordial consiste na revisão da carga tributária que incidem na tarifa. Porém, enquanto isso não acontece, é preciso se preparar para o curto prazo.

Como se preparar para os aumentos tarifários?

Como mencionado, é preciso diversificar nossa matriz energética com outros tipos de geração de energia. Uma das possibilidades é a adoção de um sistema de energia solar, que garante previsibilidade na conta de luz. 

Através do modelo de geração distribuída qualquer pessoa pode gerar energia que será abatida em seu consumo mensal. Toda energia excedente que for gerada é acumulada como créditos para abater as próximas contas. Dessa forma, além de não ficar a mercê das tarifas cada vez mais elevadas, é possível economizar no consumo de energia!

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O Brasil é o país com maior incidência de descargas atmosféricas (raios) do mundo. De acordo com os dados do Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), 78 milhões de raios caem todos os anos no Brasil.

Apesar disso, a chance de uma pessoa morrer atingida por um raio no Brasil ao longo de sua vida é de um em 25.000. Além do risco de vida, que é a maior preocupação, existe a possibilidade de danos materiais ocasionados por descargas atmosféricas, que são mais comumente relatados por empresas e pessoas.

Diante deste cenário, é normal que pessoas se preocupem com a proteção contra raios no seu sistema solar fotovoltaico. Afinal, geralmente os módulos fotovoltaicos são instalados em telhados ou em solo, em terrenos descampados.

Então, como proteger um sistema solar fotovoltaico contra descargas atmosféricas?

Se meu sistema solar fotovoltaico for atingido por um raio o que acontece?

A garantia de performance dos fabricantes da maioria dos módulos fotovoltaicos é entre 25 a 30 anos. Caso um raio atinja os módulos fotovoltaicos eles podem ter sua performance reduzida ou até mesmo sofrer danos irreparáveis.

Por isso existem as medidas de proteção contra descargas atmosféricas e outros surtos elétricos que veremos a seguir.

Normas aplicáveis a sistema fotovoltaicos sobre equipamento de proteção de descargas atmosféricas (raios)

Tratando-se de normas brasileiras, não existe ainda uma norma técnica aplicável exclusivamente a sistemas solares fotovoltaicos. Existe a norma “ABNT NBR 5419:2015 Proteção contra descargas atmosféricas” que trata sobre o item de forma geral para qualquer tipo de edificação e também a norma “ABNT NBR 16785:20197 Proteção contra descargas atmosféricas – Sistemas de alerta de tempestades elétricas”.

Lembramos também que a instalação de sistemas fotovoltaicos deve obedecer a norma “ABNT NBR 5410, Instalações elétricas de baixa tensão”.

Com base na NBR 5419, a avaliação das medidas protetivas necessárias, parte da avaliação do risco, enquadrados pela norma em quatro modelos.

• R1: risco de perda de vida humana
• R2: risco de perda de serviço ao público
• R3: risco de perda de patrimônio cultural
• R4: risco de perda de valores econômicos

Para cada um desses riscos devem ser calculados índices. Diversos parâmetros são considerados para obter estes índices, como localização, estruturas já existentes e entre outros. Com base nos valores obtidos, a norma estipula quais medidas preventivas são necessárias para tornar os riscos menores do que o risco tolerável.  

Estes riscos e a determinação das medidas preventivas necessárias devem ser estipulados por um projetista capacitado. Ele tem condições de analisar a norma, avaliar a incidências de descargas atmosféricas na região e dimensionar o sistema de proteção mais adequado.

Além desta norma, existem normas de referência internacional que podem ser analisadas, conforme complexidade da usina fotovoltaica a ser instalada.

Tipos de descargas atmosféricas que devem ser avaliadas

Quando os riscos do item anterior são analisados, eles devem levar em consideração ao menos  5 possíveis cenários de descargas atmosféricas, são eles:

• Descarga direta na estrutura;
• Descargas próximas à instalação;
• Descargas diretas a uma linha conectada a estrutura;
• Descargas próximas a uma linha conectada a estrutura; e
• Descargas atmosféricas em outra estrutura na qual a linha da primeira está conectada.

Também todo o entorno do sistema fotovoltaico deve ser analisado e não somente o sistema em si. Desde estruturas já existentes até o próprio meio ambiente. O sistema está em zonas descampadas? Próximos a grandes colinas? Quando tratamos de grandes sistemas fotovoltaicos, deve-se inclusive separar o sistema por zonas, para assim analisar os riscos para cada situação especificamente.

Densidade das descargas atmosféricas

Outro fator muito importante é a densidade da descarga atmosférica na região onde o sistema será instalado. O anexo F da parte 2 da NBR 5491 possui um mapa onde é possível ver estes índices. Abaixo vemos um mapa semelhante ao da norma. Percebemos que cada região possui características diferentes em relação as descargas atmosféricas.

Quais são os sistemas de proteção mais comum aplicados?

Ao dimensionar um Sistema de Proteção de Descargas Atmosféricas (SPDA) e outros equipamentos de proteção contra surtos, alguns elementos de proteção devem ser considerados. Abaixo veremos os principais.

1. Sistema de aterramento

O aterramento é basicamente um sistema que funciona transmitindo qualquer carga “extra” do sistema para o solo (terra). A ideia é que toda a edificação e estrutura forme uma malha de aterramento, unindo todos os pontos que podem sofrer com descargas elétricas até a terra.

2. Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS)

O DPS também é um dispositivo que protege o sistema e seus equipamentos contra sobrecargas, sejam elas descargas atmosféricas, chaveamentos na rede elétrica (que pode ser um liga e desliga da concessionária, por exemplo) ou liga e desliga de motores elétricos.

A função do DPS é desviar o surto (sobrecargas) para a terra e deixar passar apenas a tensão que os equipamentos instalados são capazes de suportar. Ele fecha um curto circuito entre fase e terra desviando a corrente para o sistema de aterramento.

No sistema fotovoltaico deve-se ter pelo menos um DPS entre os módulos fotovoltaico e o inversor, e pelo menos um DPS entre o inversor e a rede elétrica. Dessa forma você protege tanto descargas provenientes da corrente contínua (que vem dos módulos), quanto da corrente alternada (que sai do inversor, e também vem da rede elétrica). Veja o esquema abaixo para entender.

Alguns inversores podem vir com o DPS do fotovoltaico (DPS FV) integrado. É o caso de inversores de potência acima de 10 kWp da marca ABB, que a Ecoa Energias Renováveis comercializa. Neste caso o inversor já possui proteção interna que faz a função do DPS FV.

Em alguns sistemas fotovoltaicos o DPS FV também pode vir acoplado a String Box (equipamento que recebe todo o arranjo, cabeamento, dos módulos fotovoltaicos).

Em grandes usinas solares fotovoltaicas o equipamento que recebe o arranjo dos módulos é chamado de String Combiner, ele também pode vir com DPS do fotovoltaico já integrado.

No esquema, também mostramos o DPS do quadro medidor, que é obrigatório por norma independente do estabelecimento possuir ou não fotovoltaico.

Existem diversos modelos e classes de DPS que são comercializados, apenas um profissional habilitado poderá dimensionar a proteção mais adequada para seu sistema fotovoltaico.

3. Para-raios:

Assim como os outros equipamentos de proteção, a função do para-raios é direcionar o excesso de descargas elétrica até o solo através da malha de aterramento. A diferença é que ele funciona de forma a atrair diretamente para si as cargas elétricas que cairiam sobre os equipamentos ou a edificação, evitando o impacto direto.

Um ponto relevante é tomar muito cuidado com o posicionamento destes equipamentos, para gerarem o mínimo de sombra possível nos módulos fotovoltaicos.

Vale ressaltar que o uso de para-raios é mais comum em usinas de grande porte situadas em regiões onde a densidade de descargas elétricas é muito alta.

3. Outros dispositivos

Ainda podem existir outros dispositivos para ajudar a mitigar riscos e danos ocasionados por descargas elétricas. Se a planta fotovoltaica possui uma operação em larga escala, onde manutenções preventivas são mais comuns, pode ser necessário instalar sistemas de detecção e alertas de raios. Estes se enquadram na norma “NBR 16785:2019 Proteção contra descargas atmosféricas – Sistemas de alerta de tempestades elétricas”.

O objetivo destes sistemas de aviso é principalmente preservar a vida humana. Geralmente as grandes usinas fotovoltaicas são em locais abertos e pode ser necessário deslocar funcionários e outras pessoas que estejam na área para áreas abrigadas durante uma tempestade.

Diferenças mais comuns entre grandes usinas fotovoltaicas e projetos residenciais

O quanto uma usina gera de energia solar fotovoltaica está diretamente ligado, entre outros fatores, a área de captação da radiação solar, ou seja, a área dos módulos fotovoltaicos. Quanto maior a área da usina, de forma generalista, mais suscetível a descargas atmosféricas a usina estará.

Quando falamos de sistemas residenciais geralmente a instalação do sistema fotovoltaico acontece em estruturas já previamente existentes. Nestes casos um profissional habilitado deve analisar a proteção contra descargas atmosféricas já existente na edificação e projetar medidas adicionais que funcionaram em conjunto após o sistema instalado.

No geral, a malha de aterramento de sistemas fotovoltaicos para residências é conectada diretamente na malha de aterramento já existente. Lembrando que um profissional habilitado deve validar se a malha existente tem condições de receber essa conexão. Além disso, é necessário o uso de DPS antes e depois do inversor fotovoltaico, conforme descrevemos no item 2. Já o uso de para-raios em sistemas fotovoltaicos residências é extremamente raro, já que a possibilidade de o sistema receber uma descarga direta é muito baixa.

Em se tratando de grandes usinas os cuidados devem ser redobrados. Geralmente são localizadas em terrenos descampados, muitas vezes em áreas agrícolas que podem possuir maior incidência de descargas atmosféricas. Nestes casos a usina terá sua própria malha de aterramento e pode ser necessário uso de para-raios, e, também de sistemas de alerta e avisos de tempestades.

Independente do tamanho da usina fotovoltaica uma boa prática é utilizar a própria estrutura metálica da usina para levar hastes de aterramento até o solo, ajudando a dissipar sobrecargas elétricas.

Análise de custo dos sistemas de proteção versus possíveis danos ao sistema

Em todo o projeto de sistema de proteção contra descargas atmosféricas é necessário avaliar a relação entre o custo da proteção em relação as possíveis perdas com ou sem as medidas protetivas.

Por isso, não é comum vermos para-raios em sistemas residências, por exemplo. A probabilidade de um raio cair em um sistema residencial é tão pequena que não vale o investimento neste tipo de sistema protetivo. O que temos que garantir sempre é eliminar o risco de perda de vida humana.

Já para usinas maiores, como o custo de todo o projeto em si já é mais elevado, pode fazer sentido a instalação até mesmo de medidas preventivas adicionais as estipuladas por norma.

Conclusão e o que exigir de empresas que instalam sistemas fotovoltaicos

Alguns itens relevantes não foram tratados especificamente neste texto. Como por exemplo, tipo de cabeamento, infraestrutura elétrica, marca e modelo de equipamentos utilizados na instalação do sistema fotovoltaico de forma geral.

Para mitigar ao máximo os riscos de danos por descargas elétricas, além de dimensionar um correto sistema preventivo, todos os itens do sistema fotovoltaico devem ser de boa qualidade, com certificados que comprovem sua eficiência e segurança. Uma boa instalação dos componentes também é de extrema importância. De nada adianta ter sistemas de proteção, se existirem cabos mal conectados, por exemplo.

Além disso, como já comentamos, todo o entorno do sistema e estruturas pré-existentes no local e em suas proximidades devem ser considerados. A localização do sistema também é um item de extrema importância, cada região do país possui densidades diferentes de descargas atmosféricas e de forma especifica o local pode ter algo que “atraia” maior quantidade de raios, como ser próximo a grandes colinas ou em áreas descampadas.

Como cada projeto é único e específico é necessário ter ao lado, profissionais habilitados e experientes. Antes de fechar negócio questione a empresa com relação ao corpo técnico, se existem engenheiros eletricistas e outros profissionais capacitados. Exija o registro do profissional no CONFEA/CREA.

Pergunte sobre as medidas preventivas dos equipamentos e do sistema fotovoltaico. Exija certificados dos equipamentos e também um documento que comprove que a instalação foi checada e está conforme especificada em projeto.

Um bom projetista, vai além de respeitar normas técnicas, ele deve ter o discernimento de avaliar todas as possibilidades independente se previstas por norma ou não.

Se precisar de profissionais habilitados para desenvolver seu projeto, entre em contato com a Ecoa Energias Renováveis, clicando AQUI.

Quando conseguimos agregar tecnologia e sustentabilidade é certo que o resultado é inovador e promissor.
A garagem eletrônica, também conhecida como garagem solar ou garagem fotovoltaica , é um exemplo disto!

Essa nova tecnologia, além de ajudar a economizar dinheiro, ajuda a preservar o planeta. Por mês, uma garagem solar consegue abastecer 10 vezes um carro. O Jornal do Bom Dia Santa Catarina, da NSC, mostrou tudo sobre essa nova tecnologia em uma reportagem.

A ECOA estava presente! Nosso time foi representado pelo Rodrigo Dalmonico, que contou um pouco sobre essa tecnologia na entrevista.

Acesse aqui a reportagem na íntegra. Publicada em 15/09/2015.