Sistemas solares fotovoltaicos e raios: preciso me preocupar?

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.

densidade descargas atmosféricas (raios)
Imagem 1: Densidade das descargas atmosféricas (descargas atmosféricas/km2/ano). Fonte: Núcleo de Monitoramento de Descargas Atmosféricas – ELAT.

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.

DPS proteção sistema fotovoltaico
Imagem 2: Esquema de DPS e malha de aterramento. Fonte: adaptado de Clamper.

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.

para-raio sistema solar fotovoltaico
Imagem 3: para-raios em usina solar fotovoltaica.

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.

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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.

densidade descargas atmosféricas (raios)
Imagem 1: Densidade das descargas atmosféricas (descargas atmosféricas/km2/ano). Fonte: Núcleo de Monitoramento de Descargas Atmosféricas – ELAT.

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.

DPS proteção sistema fotovoltaico
Imagem 2: Esquema de DPS e malha de aterramento. Fonte: adaptado de Clamper.

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.

para-raio sistema solar fotovoltaico
Imagem 3: para-raios em usina solar fotovoltaica.

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.

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    Qual o preço de um sistema fotovoltaico por placa solar?

    É muito comum as pessoas questionarem para empresas que vendem e instalam sistemas fotovoltaicos qual o preço do sistema por placa solar. Existe uma desinformação que faz algumas pessoas entenderem que se uma placa solar custa “X” reais, um sistema solar fotovoltaico, por exemplo, de 20 placas irá custar “20X”.

    Algumas pessoas também acabam comparando seu sistema com o de amigos, conhecidos ou familiares. Por exemplo, se meu consumo de energia é o dobro do consumo de energia do meu amigo que tem um sistema com 10 placas, então meu sistema precisaria de 20 placas fotovoltaicas.  

    Essas comparações seguem em vários níveis e geram desentendimentos sobre o assunto. Esse post tem o objetivo de explicar porque o preço de um sistema solar fotovoltaico, apesar de ter ligação direta com a quantidade de placas solares, não tem relação proporcional ao seu custo.

    Itens que compõem um sistema solar fotovoltaico

    Um sistema fotovoltaico conectado à rede (on-grid) é composto basicamente por:

    1. Módulos fotovoltaicos (placas solares fotovoltaicas)
    2. Inversor solar fotovoltaico
    3. Cabos e materiais elétricos
    4. Estruturas de fixação
    5. Relógio medidor

    Os módulos fotovoltaicos são responsáveis por captar a radiação solar. Já o inversor fotovoltaico é o responsável por transformar a corrente de contínua para alternada possibilitando o uso em nossa rede elétrica. Se você conhece pouco sobre o assunto aconselhamos a leitura do nosso e-book Energia Solar Fotovoltaica para Iniciantes’.

    Excluindo o relógio medidor, que é fornecido gratuitamente pela concessionária, todos estes itens possuem um preço variando de marca a modelo. Quando além do material você adquire a instalação do sistema e seu dimensionamento, outros itens terão influência no valor do sistema, como:

    1. Dimensionamento do sistema fotovoltaico;
    2. Mão de obra de instalação do sistema;
    3. Serviço de documentação e tramites para homologação na concessionária; e
    4. Impostos, que foram calculados dentro dos itens listados a seguir.

    Estes itens se referem ao serviço prestado pela empresa contratada.

    Quais os itens que possuem maior influência de preço?

    Fizemos algumas simulações para entender o percentual de influência no preço de um sistema fotovoltaico para cada item. Os itens com maior influência no preço são os módulos fotovoltaicos e os inversores.

    Na nossa simulação consideramos sempre a mesma potência (335W) e marca dos módulos fotovoltaicos.  Também simulamos que todos os telhados teriam a mesma orientação, na mesma cidade e com mesmo tipo de telha. Veja os resultados da tabela abaixo.

    Tabela 1: influência em percentual do preço dos itens do sistema fotovoltaico.

    Nesta simulação a influência dos preços dos módulos variou de 42% até 58%. Em geral, quanto maior o sistema, maior a influência dos módulos fotovoltaicos no preço final do sistema completo. Os inversores variaram de 18% até 38%, numa relação inversamente proporcional aos módulos.

    Percebemos pequenas variações na estrutura, pois consideramos a mesma condição estrutural para todos os três sistemas instalados. Quando simulados sistemas instalados em telhas metálicas, por exemplo, a proporção da estrutura no preço cai para cerca de 3%.

    Nesta simulação fica claro que a relação do preço da placa solar não é linear. Se ela fosse linear teríamos uma porcentagem em relação ao preço do sistema sem ou com pequenas variações

    Já apresentamos uma noção de percentual de preço de alguns itens do sistema fotovoltaico. Mas, como chegamos à conclusão de quantos módulos um sistema precisa? Quais fatores influenciam no dimensionamento e como consequência no preço do sistema necessário? Para responder essas perguntas, vamos ver abaixo como dimensionamos um sistema solar fotovoltaico.

    Como é feito o dimensionamento de um sistema fotovoltaico

    A quantidade de módulos fotovoltaicos de um sistema varia principalmente com a geração de energia esperada.

    O que precisamos esclarecer é que apenas com a potência nominal dos módulos, não é possível determinar qual vai ser a produção de energia do sistema. Basicamente porque a potência dos módulos representa uma situação perfeita submetida a testes em laboratórios.

    Então, vamos mostrar em forma de tópicos os itens sequencialmente considerados no dimensionamento de um sistema solar fotovoltaico.

    1. Análise do histórico de consumo de energia: o ideal é analisar um histórico de 12 meses. Essa informação pode ser obtida na fatura de energia.
    2. Análise da radiação do local: existem mapas que mostram a radiação média de cada cidade no mundo inteiro. Cabe ao projetista analisar esses gráficos, interpreta-lo e usar o fator da radiação da cidade em questão nos cálculos do dimensionamento. A ECOA utiliza também o histórico de geração de alguns clientes como base comparativa, que em alguns casos possuem sistemas em operação há mais de 5 anos.
    3. Análise da orientação e inclinação do telhado: se o sistema vai ser instalado em telhado já existente, a sua orientação e inclinação devem ser consideradas. No caso de usinas de solo, por exemplo, o projetista deve orientar e calcular a inclinação que irá potencializar a geração de energia do sistema fotovoltaico. Em geral, a orientação norte é situação mais favorável. Já a inclinação varia também com a posição geográfica da Cidade em questão, já que a própria Terra possui uma angulação diferente para cada local em relação ao sol.
    4. Tipo de telha: essa informação é importante para saber qual modelo de estrutura considerar e tem influência direta no preço do sistema.
    5. Estrutura de fixação: pela análise do tipo de telha, dimensiona-se a estrutura e se analisa eventuais reforços necessários.
    6. Dimensionamento da potência instalada necessária: com todas as informações acima e com base em cálculos feitos por um especialista é possível então definir qual a potência instalada necessária do sistema.
    7. Número de módulos: com a potência instalada necessária é calculada a quantidade e potência dos módulos fotovoltaicos necessários. É possível diversos “arranjos” conforme potência nominal dos módulos, que devem ser analisados e otimizados pelo projetista.
    8. Inversor: o dimensionamento do inversor é o que vai limitar a potência do sistema. Explicamos mais detalhes sobre dimensionamento de inversores e módulos fotovoltaicos no nosso post Oversizing: o que é, e a sua importância em um sistema solar fotovoltaico!
    9.  Ramal de entrada de energia: ele pode ser trifásico, bifásico ou monofásico. Precisamos ter certeza que o ramal de entrada de energia do cliente consegue suportar o sistema instalado. Além disso, essa informação tem influência no retorno de investimento do sistema instalado, pois a concessionária cobra taxas mínimas conforme entrada de energia e demanda contratada.

    Outros pontos importantes no dimensionamento de um sistema fotovoltaico

    Acima falamos os principais itens que devem ser analisados num dimensionamento. Com esses itens é possível fazer uma análise prévia do sistema necessário. Já para ter um dimensionamento preciso e assertivo existem outros itens que precisamos analisar. São eles:

    1. Análise civil: na análise prévia verificamos o tipo de telha e estrutura necessária. Aqui devemos analisar se, do ponto de vista civil, a estrutura existente suporta o sistema fotovoltaico. Então, esforços como peso próprio do sistema, vento e entre outros devem ser considerados.
    2. Análise de sombra: a sombra de forma geral já é analisada na primeira fase do dimensionamento. Porém aqui é necessário afinar essa análise, até a presença de uma árvore próxima ao local pode ter influência no dimensionamento do sistema.
    3. Espaço para instalação do inversor: apesar de geralmente não ser um problema, é um ponto de atenção. O local para instalar o inversor também deve ser discutido com o cliente.
    4. Espaço para todas os módulos: a quantidade dos módulos fotovoltaicos já foi dimensionada, mas no local defino, cabem todos eles? Você precisa responder essa pergunta com precisão.
    5. Necessidade de regularizar ramal de entrada de energia: as normas das concessionárias estão em constante mudanças. Em alguns casos, a entrada de energia precisa ser adequada as novas regulamentações. É importante informar ao cliente que essa possibilidade existe.
    6. Rede elétrica: é necessário verificar se a rede elétrica da concessionária local suporta a instalação do sistema fotovoltaico e em alguns casos, até se a rede elétrica é existente. Pode ser necessário solicitar melhoria de rede a concessionária, apesar de raro, essa necessidade pode até inviabilizar a instalação do sistema. A rede elétrica interna do cliente também deve ser analisada.

    Conclusão

    Ao longo deste post mostramos argumentos que mostram que quando perguntam “qual o preço de um sistema fotovoltaico por placa solar?” é impossível ter uma resposta precisa e concisa sem analisar sua situação particular. Se alguém tiver essa resposta, estará passando informações com base em análises genéricas que não necessariamente apontam a realidade do seu sistema.

    Vimos também que mesmo para um mesmo local de instalação, nas mesmas condições, a influência do preço dos módulos fotovoltaicos não é linear quando aumentamos ou diminuímos o número de módulos do sistema.

    Vale destacar que neste post analisamos preços de sistemas fotovoltaicos completos e não de seus materiais de forma isolada.

    Apontamos também alguns dos fatores que influenciam no dimensionamento do sistema fotovoltaico e como consequência no preço final do sistema.

    Fica claro que para assegurar que o sistema dimensionado é o mais ideal para você, é importante dimensionar seu sistema com empresas especialistas e que possuem pessoas qualificadas.

    Não existe “receita de bolo” quando falamos de sistemas fotovoltaicos. Sempre pesquise muito bem sobre a empresa que você pretende fechar negócio. Faça sempre ao menos 3 orçamentos e desconfie de preços baixos demais. Antes de fechar negócio, fale com clientes da empresa escolhida que já possuem sistema fotovoltaico instalado, eles podem ter informações valiosas sobre a experiência que tiveram com a empresa.

    Se precisar de um orçamento, a Ecoa Energias Renováveis possui mais de 300 clientes atendidos e um time de engenheiros qualificados, entre em contato com nossos especialistas clicando AQUI.

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    Quais são os componentes de um sistema solar fotovoltaico?

    Para produzir energia a partir do sol, um sistema possui alguns componentes básicos. São eles:
    – Painéis solares;
    – Inversores fotovoltaico;
    – Estrutura metálica de fixação das placas;
    – Materiais elétricos, como cabos e disjuntores;
    – Relógio bidirecional;
    – Monitoramento via internet.
    A ECOA Energias Renováveis vai te explicar qual é a função de cada um desses itens no
    processo de geração de energia solar.

    Os componentes de um sistema solar

    Painéis solares

    Um dos principais elementos que permitem a geração de energia solar são os painéis solares.
    Eles são encontrados principalmente nos telhados das casas. Sua cor pode variar do azul ao
    azul escuro, quase preto, devido ao material que é composto, como o Silício.

    Inversores fotovoltaico

    Os inversores são responsáveis por tornar compatível a energia elétrica produzida no interior
    das placas solares com aquela usada na rede elétrica da sua concessionária local.
    A função do inversor é transformar de contínua para alternada a corrente elétrica.
    A expressão “on grid” quer dizer que o seu sistema solar estará conectado com a rede local. É
    por isso que o sistema ECOA não precisa de baterias para armazenar a energia produzida, algo
    que encarecia muito o sistema solar fotovoltaico.

    Materiais elétricos

    O sistema solar fotovoltaico possui elementos que ajudam a proteger e conservar o sistema,
    garantindo maior segurança para seus equipamentos. Entre outros materiais, estão os cabos
    que podem variar a bitola utilizada conforme o projeto, disjuntores de proteção das correntes
    contínuas e alternadas, bem como conectores das placas.

    Estruturas metálicas

    As estruturas metálicas de sustentação das placas são feitas de alumínio, um material
    extremamente resistente ao tempo, podendo ser utilizadas inclusive em locais com forte
    presença de maresia ou oxidação. O mecanismo que fixa as estruturas na área onde serão
    instaladas as placas é de aço inox 304, mantendo assim o padrão e a qualidade na vida útil dos
    equipamentos.

    Relógio bidirecional

    O relógio de energia que temos em nossa casa mede apenas a quantidade de energia
    consumida pela residência. Por isso, é necessário utilizar um relógio bidirecional, capaz de
    medir não só a quantidade de energia consumida, mas também a exportada pelo sistema.

    Monitoramento via internet

    Um sistema solar ECOA permite que você confira em tempo real e de qualquer lugar a
    quantidade de energia solar gerada e a situação do sistema. Tudo na palma da sua mão e
    acessível em poucos cliques.

    Conte com a ECOA e tenha seu sistema de Energia Solar!

    A ECOA Energias Renováveis é uma empresa especializada em energia solar. Realizamos um
    estudo sem compromisso do potencial de geração de energia solar fotovoltaica da sua casa.
    Fale conosco e descubra como você pode reduzir o valor da sua conta de energia elétrica em
    mais de 90%.

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    8 dicas para aproveitar o sol a seu favor!

    Você já sentiu que seu humor muda em dias de sol? O sol funciona como estímulo de hormônios capazes de afetar nosso humor. Outros benefícios para a saúde também já são bem conhecidos, como a importância do sol para nossa estrutura óssea. Mas, essa estrela gigante pode ser aproveitada de diversas maneiras a nosso favor, não só para a saúde.

    Fizemos este post porque somos fãs do sol! E queremos mostrar o que você pode fazer em sua residência ou empresa para aproveitar da melhor maneira os raios de sol!

    1. Iluminação natural: claraboias e tubos de luz solar

    O legal do uso de claraboias ou tubos de luz solar é que gera economia de energia elétrica e ainda pode valorizar o imóvel. Além disso, pode ser instalado em qualquer cômodo da casa e não tem restrições quanto ao tamanho.

    Vale lembrar que, ao utilizar em cômodos como quartos, é melhor prever cortinas se quiser em algum momento manter o local escuro durante o dia.

    Ainda, as claraboias podem ser feitas de diversos materiais, como vidro, acrílico ou lexan (similar ao acrílico).

    2. Plante árvores de folhas caducas

    Mas o que são árvores de folhas caducas? São aquelas que perdem suas folhas todos os anos. A perda de folhas geralmente acontece no inicio do inverno. Como consequência, elas passam o inverno com apenas galhos, permitindo que a luz solar ilumine e esquente sua residência ou empresa. Já, durante o verão, elas estão cheias e fornecem sombra fresca para a casa.

    São boas de serem plantadas para o lado Norte e Oeste. Controle a poda para que elas não gerem sombra no telhado. Isso pode atrapalhar a nossa última dica deste post!

    3. Cultive seu jardim conforme o sol

    Sempre tem aquele ponto do jardim da casa que pega sol praticamente o dia todo. Para esses locais nosso conselho é aproveitar e fazer um cantinho para as flores e plantas que gostam do sol.

    Destacamos a Alamanda, que fica ainda mais bonita quando a temperatura passa dos 35°C. Ela precisa de muro ou algo para se escorar. Mas, cuidado! Se você tem animais de estimação a flor dela pode ser tóxica.

    Outras plantas, não tóxicas e com propriedades bem interessantes, como a babosa e o hibisco, também são fãs de sol.

    Para os cantinhos da casa que pegam sombra, prefira plantas como o Antúrio ou a Orquídea.

    Boa pedida também para locais com sol, sem sol ou a meia sombra é a Espada-de-São-Jorge. Ela é cheia de crenças populares, como a de que ao ser colocada na porta de entrada protege a casa da inveja e do mau-olhado.

    E nosso último destaque é para as suculentas! São as queridinhas do momento! Vão bem na sombra, inclusive são bastante usadas em ambientes internos como escritórios e dentro de casa. Elas praticamente não dão trabalho, mas lembrem de deixá-las um pouquinho no sol todos os dias.

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    4. Manta de cobertura para piscinas

    A capa ou manta térmica para piscinas evita que a piscina perca temperatura em seu contato com o meio ambiente. Aproveite o sol durante o dia para esquentar a piscina e use a capa térmica a noite.

    Além disso, se sua piscina for aquecida, ela ajuda a economizar cerca de 30% de energia com o aquecimento.

    5. Filmes refletores de calor na janela

    As películas anti calor são boas aliadas, principalmente em empresas e escritórios. Mas, também podem ser usadas em residencias. Há modelos que chegam a rejeitar até 97% da luz Infravermelha.

    Outros modelos bloqueiam raios UV, o que garante maior vida útil dos móveis.

    Além disso, em ambientes com ar condicionado, podem garantir uma economia de energia bem significativa.

    Como gostamos muito do sol, nossa dica é instalar filmes que ainda permitem a passagem da luz solar. Desta forma, você garante um cômodo fresco, mas ainda assim iluminado!

    6. Aproveite um canto ensolarado para estimular o bom humor!

    Lembra que comentamos, no começo deste post, como o sol pode afetar nosso humor? E ninguém gosta de um ambiente com pessoas mau humoradas, não é mesmo?

    Então, olhe ao redor da sua residência ou empresa, será que não existe um cantinho especial para “lagartear”?  Esse lugar pode se tornar incrível e as vezes com pouco investimento. Invista em banquinhos ou “puffs”, ou até mesmo em redes para se deitar. É possível ainda fazer bancos com material reaproveitado, como palletes. Reforme decorando com plantas e com mensagens para animar o dia! 

    Estimule para que sua família, ou os funcionários da sua empresa, passem parte de seus horários de descanso ao sol!

    7. Outras dicas já mais comuns, mas que vale lembrar!

    Aproveite ambientes com boa incidência de sol para colocar um varal para secar roupas. Sempre que possível, deixe de lado o uso da secadora, isso gera mais economia de energia.

    Se você ainda não tem um imóvel, ou está pensando em se mudar, prefira residencias com a face voltada para o norte. Elas terão iluminação garantida, quase o dia todo e o ano inteiro.

    E se você está pensando em construir sua casa, ou uma sede para sua empresa, que tal pensar em bons telhados voltados para a face norte? Explicamos porque no próximo item!

    8. Instale sistema de geração de energia solar fotovoltaica

    Se você realmente quer aproveitar o sol da melhor maneira possível, nossa última dica é a mais eficiente. Instale um sistema de energia solar fotovoltaica e comece a gerar sua própria energia a partir do sol!

    A energia fotovoltaica pode ser produzida mesmo em dias nublados ou até mesmo chuvosos. Mas, é claro, quanto maior for a radiação solar, maior a quantidade de eletricidade gerada.

    As células fotovoltaicas possuem em seu material o silício, um material semicondutor. Quando a luz solar incide sobre o paínel fotovoltaico, os elétrons deste material entram em movimento e geram eletricidade.

    É possível reduzir em mais de 90% o consumo de energia com um sistema fotovoltaico. Além de gerar economia e não ficar refém de tarifas da concessionária, a fonte solar é uma energia limpa e inesgotável!

    As placas solares geralmente são instaladas na cobertura da edificação. Mas se houver espaço, também podem ser instaladas no chão ou como cobertura de pergolados, por exemplo.

    O interessante é ter a face das placas voltadas para o norte. Já que o sentido norte garante incidência de sol durante todo o período do dia. Também é possível instalar em outras faces, o sistema perde um pouco da eficiência, mas ainda assim funciona muito bem!

    Achou muito complicado? A Ecoa Energias Renováveis cuida de tudo para você, desde projeto até instalação. Estamos sempre disponíveis para tirar todas as dúvidas!

    Se quiser saber quanto seu sistema pode economizar, acesse por AQUI nosso simulador de encomia. Se preferir envie uma cópia da sua fatura de energia para nosso WhatsApp que calculamos o quanto você pode economizar!

    Deixe seu comentário contando o que achou das nossas dicas!

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    Publicação da Ecoa na revista Exame

    A publicação da Ecoa na revista Exame de Junho/22 traz um artigo sobre Usinas Solares Fotovoltaicas. A revista traz como destaque empresas que se destacaram em ESG (Environmental, Social and Governance) e a Ecoa Energias abordou o assunto com um conteúdo exclusivo sobre como é elaborado um projeto de Usina Solar Fotovoltaica. Confira abaixo o conteúdo na íntegra.

    Seja sócio de uma Usina Solar Fotovoltaica

    Grande parte dos brasileiros já sonhou com a independência financeira ou então com a possibilidade de ter seu próprio negócio. Em 2021, o número de novos empreendimentos no Brasil chegou à marca de 4 milhões, segundo dados do Sebrae. O que dizer então da possibilidade de ter seu próprio negócio, com boa remuneração financeira e ainda estar alinhado aos mais altos preceitos ESG (Environmental, Social and Governance) como a Geração de Energia Solar Fotovoltaica?

    Para entender melhor como funciona essa operação societária, temos que voltar um pouco no tempo e compreender o funcionamento da geração de energia própria no Brasil. Com o advento das normativas da ANEEL – Agência Nacional de Energia Elétrica – que permitiram a geração de energia renovável a partir de 2012, o mercado abriu as portas para a Geração Distribuída. Nesse cenário, qualquer pessoa física ou jurídica pode gerar sua própria energia, seja no ponto de consumo ou em outro local, e essa segunda opção é chamada de auto consumo remoto.

    Iniciou-se então a possibilidade de unir: 1) Interessados em reduzir custos com energia; 2) Investidores dispostos a diversificar o seu capital; e 3) Empresas especializadas na construção de Usinas Solares Fotovoltaicas (UFVs). Essa movimentação que parece ser complexa nada mais é do que a criação de um modelo de negócio onde uma UFV fornecerá energia para determinados consumidores, chamados de beneficiários.

    Publicação da Ecoa na revista Exame
    Publicação da Ecoa Energias na revista Exame de Junho/2022

    Voltando a pergunta inicial, o modelo de negócio proposto acima é estruturado com a criação de uma Sociedade de Propósito Específico (SPE) que será dona do ativo da UFV. Essa SPE celebra um contrato de longo prazo com o beneficiário, que então passa a consumir energia além da fornecida pela concessionária, mas também dos créditos de energia gerados pela UFV criada. Pela utilização de uma energia limpa, renovável e mais barata, o beneficiário remunera o investidor de forma perene e segura.

    É aí que entra a participação societária, pois o investidor adquire quotas sociais da SPE, sendo assim, dono de um empreendimento. Em linhas gerais, é como se o investidor comprasse um imóvel na planta, com tempo de construção de aproximadamente 6 meses e com inquilino pagando aluguel em contrato já celebrado de longo prazo!
    A parte complexa dessa operação é construir uma UFV, manter a operação saudável e estruturar toda a criação da SPE, unindo beneficiários e investidores. Mas essa modelagem já é comum no mercado brasileiro e podemos perceber inclusive em SC, com um dos maiores projetos privados em solo operando perfeitamente no Estado, a UFV Encantada, localizada no Município de São Lourenço do Oeste, com 1,4 MWp de potência instalada.

    Publicação da Ecoa na revista Exame
    Projeto e Execução ECOA Energias Renováveis S/A | 20.000 m² de área construída | 1,4 MWp de potência instalada | Full EPC

    Nessa UFV a geração de energia abastece aproximadamente 100 unidades consumidoras de um grupo varejista com lojas localizadas na mesma área de concessão da Celesc. A geração de energia proveniente da UFV equivale a retirar da atmosfera 220 toneladas de CO2 e a plantar mais de 20.000 árvores.

    Projetos como esse, conhecidos como “energia por assinatura”, desenvolvidos também pela ECOA Energias Renováveis S/A estão ganhando notoriedade nos últimos anos. A empresa, com sede em Joinville/SC conta com um portfólio de projetos superior a 50 MWp em desenvolvimento no Brasil, na modalidade de auto consumo remoto e de geração compartilhada. Fundada em 2014, a ECOA está captando 215 milhões de reais para a construção desse portfólio nos próximos anos.

    E você já pensou em ser sócio de um empreendimento como esse? Vamos juntos colocar o sol para trabalhar a nosso favor. Clique e saiba mais

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    Comentários

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    2 thoughts on “Sistemas solares fotovoltaicos e raios: preciso me preocupar?

    1. Sistema de energia solar é ótimo, porém, o poder público deveria apoiar mais a população para que o custo fosse mais acessível.

      1. Olá Carlos, obrigado por sua mensagem. Existem opções de financiamento interessantes para obter um sistema fotovoltaico. Trata-se de um mercado em amplo crescimento no país graças à sua viabilidade.

        Entre me contato conosco para que possamos fazer uma simulação sem compromisso. Tenho certeza que vai tye interessar o investimento e a rapidez no retorno. Nos chame pelo WhatsApp (47) 9950 9012 ou clique aqui: https://bit.ly/3M9CUTF

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