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.

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”.

Sabemos como é difícil a decisão na hora de fazer um novo investimento. Quando não entendemos muito do assunto, as dúvidas aumentam, e muito!

Pensando nisso, levantamos as perguntas mais frequentes que ouvimos de quem ainda está pensando em instalar um sistema fotovoltaico e começar a gerar sua própria energia.

Desta maneira, esperamos eliminar algumas dúvidas que podem estar passando na sua cabeça! Vamos lá?

1. É possível “zerar” minha conta de energia?

Caso seu projeto seja feito de forma a produzir toda a energia elétrica que você necessita, a sua conta de energia, ainda assim, não será zerada.

Isto acontece pois as unidades consumidoras são obrigadas a pagar uma taxa mínima de energia à concessionária e ainda temos a taxa de contribuição aos serviços de iluminação pública, que via de regra são cobradas nas contas de energia. 

O valor da taxa mínima vai depender do tipo de entrada de energia da sua residencia ou empresa. Conforme o sistema instalado, existe um consumo mínimo a ser pago. A Resolução nº 414 de 2010 da ANEEL dita os consumos mínimos:

1. monofásico, taxa mínima equivalente a 30 kWh.
2. bifásico, a taxa mínima é equivalente a 50 kWh.
3. trifásico, o custo de disponibilidade é equivalente a 100 kWh.

Já para as empresas que possuem demanda contratada, temos como taxa mínima o próprio valor que foi contratado. Por exemplo, se uma determinada empresa possui 100 kW de demanda contratada, esse valor não poderá ser abatido e ainda será cobrado na conta de energia.

Então, mesmo que você consiga gerar toda a energia que consome, estará sujeito a essas taxas mínimas de consumo.

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2. Como funciona o sistema de créditos?

Toda a energia gerada pelo sistema fotovoltaico que não é consumida é automaticamente fornecida para a rede pública de eletricidade.

Isso acontece através do relógio bidirecional. A quantidade de energia injetada é medida e computada pela concessionária através de créditos. Os créditos vêm explícitos na conta de luz e podem ser consumidos em até 60 meses.

Um dos pontos importantes na geração de energia dentro do sistema de compensação é a geração instantânea, ou seja, a energia que é gerada primeiro abastece a unidade consumidora e só após é exportada. Nosso sistema de monitoramento online permite que você verifique a quantidade de energia produzida para acompanhar o funcionamento de seus sistema.

3. É possível “enviar” meus créditos para outra unidade consumidora?

Sim, é possível, desde que a mesma unidade consumidora esteja cadastrada na concessionária com o mesmo CPF ou CNPJ da unidade geradora e os créditos consumidos em até 60 meses.

Por exemplo, se você tem uma casa na praia e produz mais energia que consome, é possível consumir os créditos gerados em sua casa na cidade. Lembrando que ambas devem estar sob a área de atuação da mesma concessionária de energia e no mesmo CPF ou CNPJ, como prevê a Resolução Normativa 687 da ANEEL.

4. Posso contratar um financiamento de energia solar para minha casa? E para minha empresa?

Existem linhas de financiamento tanto para Pessoas Jurídicas quanto para Pessoa Física, oferecidas por praticamente todos os bancos.

Principalmente para Pessoa Física as linhas de créditos foram um dos grandes fatores de impulsionamento para o mercado solar em residências.

É possível financiar 100% dos custos, tanto de materiais, quanto de mão-de-obra.

Existem também financiamentos através do BNDES para projetos maiores, como indústrias e usinas solares para grandes investidores. As taxas são muito atrativas, mas precisam que o projeto seja elaborado com produtos nacionais e financiáveis com um código FINAME, do qual a Ecoa Energias Renováveis é habilitada.

O ideal é achar um fornecedor de confiança e ir até o banco com um orçamento detalhado. Aqui na Ecoa Energias Renováveis, fazemos simulações de financiamento para nossos clientes. Também auxiliamos em todo o procedimento junto ao banco.

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5. Qual a garantia de um sistema solar fotovoltaico? Quanto tempo dura o sistema?

A garantia das placas solares é de 25 anos de performance. O fabricante garante que após 25 anos apenas 20% da eficiência da placa pode ser perdida. Garantia contra defeitos de fabricação das placas é de cerca de 10 anos, dependendo do fornecedor.

Agora, a vida útil do sistema pode ficar entre 30 a 50 anos. Este último número não é tão preciso pois as tecnologias estão em constante evolução. Mas, existem hoje painéis fabricados a 35 anos atrás que ainda possuem 50% de sua eficiência. Então, diante disto, estimasse que os painéis fabricados hoje terão uma vida útil ainda maior. De acordo com o Portal Solar “é razoável assumir que um painel solar de boa qualidade fabricado hoje dure 50 anos com 60% da sua capacidade de produzir energia elétrica.”

Já a garantia da estrutura é de 10 anos e dos inversores de 5 ou 7 anos contra defeitos de fabricação, variando conforme marca.

A Ecoa Energias Renováveis oferece garantia de 1 ano contra qualquer defeito na instalação.

6. Quanto custa a manutenção de um sistema de energia solar?

Uma das grandes vantagens de um sistema fotovoltaico é a baixíssima necessidade de manutenção.

A única necessidade recorrente é a limpeza dos painéis, que acumulam sujeiras e detritos, que podem levar à diminuição da performance do sistema. Porém, para isso podemos contar com a chuva, que faz todo este duro trabalho para nós.

De tempos em tempos, com uma inspeção visual do sistema e acompanhamento do desempenho, é recomendada uma limpeza com água corrente e pano, sem quaisquer produtos químico ou abrasivo para não danificar as placas. Veja como fazer a limpeza no nosso vídeo AQUI.

É importante ressaltar que as placas são altamente resistentes a impactos e aguentam mais de 100 kg de pressão sob elas, mas não é recomendado andar por sob elas, pois poderão haver micro fissuras nas células, imperceptíveis a olho nu que irão prejudicar a geração de energia.

7. A energia solar funciona a noite?

Como durante a noite não é produzida a energia solar, você usa a energia elétrica da concessionária.

Por isso é tão bacana os sistemas de créditos! Já que, no final do mês, a distribuidora de energia abate no valor da conta de luz os créditos que foram gerados durante o dia. 

Em muitos casos, a geração de energia é maior que o consumo. E vale lembrar, que você tem 60 meses pra utilizar seus créditos!

8. A energia solar funciona em dias nublados ou com chuva?

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. Quando a Ecoa Energias Renováveis dimensiona um projeto de geração de energia leva em consideração a radiação do local onde será instalado o sistema, contabilizando assim dias de chuva e nublado.

9. Se faltar luz da concessionária, ficarei sem energia?

Sim, você ficará sem energia. Isso acontece principalmente por uma questão de segurança. Lembre-se que ao produzir energia, você estará retornando o excedente da sua energia para a rede da concessionária. Então, por segurança, o sistema é desligado.

Mas é possível armazenar minha energia excedente em baterias? Sim é possível. Porém a Ecoa Energias Renováveis não executa mais projetos chamados off-grid, apenas comercializa os produtos para o cliente final.

Os sistemas com baterias são indicados para locais em que não existam fornecimento de energia pela concessionária, como por exemplo em ilhas ou sítios isolados.

10. Como vou conseguir acompanhar a energia gerada por meu sistema?

A Ecoa oferece um aplicativo para celular e tablets que permite que você monitore em tempo real a quantidade de energia que está sendo gerada.

Da mesma forma é possível analisar a energia produzida num certo período (anual, mensal, semanal). Através desta tecnologia a energia fica visível e você fica seguro que seu sistema está te trazendo benefícios financeiros desde o momento da instalação.

Quer começar a gerar sua própria energia a partir do sol? Entre em contato com a Ecoa Energia Renováveis!

No segmento empresarial, especialmente no industrial, fica evidente como a conta de energia elétrica é uma das despesas que mais consome recursos financeiros. No entanto, nas últimas décadas, o uso da energia solar tem se democratizado para empresas como forma de economia, tornando os processos mais sustentáveis.

Nesse texto vamos mostrar os benefícios obtidos com a instalação de um sistema de geração de energia solar no seu negócio. Acompanhe!

Quais são as vantagens da energia solar para empresas?

1. Economia de Energia Elétrica

Esse é um dos maiores gastos em uma empresa e, na maioria das vezes, não há como escapar dele. Porém, a energia solar tem grande potencial de reduzir ou neutralizar esse gasto e é um recurso renovável na natureza. Por isso, as empresas que instalam os sistemas de geração de energia solar percebem uma redução significativa na tarifa de energia, o que resulta em economia no orçamento.

2. Retorno do Investimento

A estimativa de retorno em plantas industriais pode ocorrer, em média, entre 3 a 5 anos. Isso quer dizer que após o período de amortização do investimento, o cliente passa apenas a lucrar com o investimento.

No momento de avaliar um investimento, é preciso considerar diversos fatores. Entre eles: prazo de retorno do investimento (payback); riscos envolvidos; custos de instalação; tempo de performance do equipamento; custos de aquisição do produto; entre outros.

Todas essas informações devem estar em posse do gestor para iniciar o processo de tomada de decisão, já que os painéis solares podem permanecer funcionais por décadas. Isso significa que esse é um investimento com vida útil muito longa, que requer análise minuciosa. No caso da energia solar, o retorno é percebido na economia mensal na conta de luz.

3. Facilidade na Instalação dos Equipamentos

Um dos aspectos que motiva a adoção dessa tecnologia é o baixo impacto ambiental. Os painéis solares não emitem nenhum tipo de resíduo e não apresentam riscos à saúde dos usuários. O processo de instalação também é bastante simples e não requer a necessidade de reformas para que o sistema seja compatível com a rede elétrica já presente no local. A única limitação é o espaço disponível e a demanda contratada da unidade consumidora, que pode restringir o tamanho e a quantidade de painéis alocados para captação de energia solar.

4. Melhoria da imagem da empresa

Cada dia que passa os consumidores buscam adquirir produtos de empresas que se preocupam com o seu impacto no meio ambiente. Dessa forma, a implantação de fontes de energia renováveis é fundamental para conquistar novos clientes e consolidar a imagem de uma empresa que investe em processos sustentáveis. Essa é uma estratégia de marketing bastante comum atualmente e tem o objetivo de criar a valorização e consolidação da marca por meio de iniciativas consideradas verdes.

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5. Cultura de sustentabilidade

Até um tempo atrás se imaginava que somente as grandes indústrias – que são as maiores poluidoras – devem ser responsáveis por minimizar o impacto no meio ambiente. Mas essa ideia está muito longe de ser verdade, pois mesmo os pequenos empreendedores podem desenvolver processos voltados para a preservação ambiental.

A economia de energia elétrica é somente uma das ideias. É possível implementar projetos para reduzir o consumo de papel, ampliar a utilização de biocombustível para abastecer a frota e substituir máquinas antigas que possuam alto consumo de eletricidade. A expansão do uso da energia solar para empresas é apenas uma consequência natural do desenvolvimento de uma consciência ambiental que busca preservar os meios de produção e garantir a qualidade de vida das próximas gerações.

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