A geração solar fotovoltaica é a energia produzida a partir do sol. É uma fonte de energia limpa, renovável e inesgotável. Você pode gerar sua própria energia solar instalando um sistema para atender o consumo de sua residência, comércio ou indústria. Neste post você irá conhecer os modelos de geração de energia solar disponíveis.

A geração de energia solar para os consumidores foi normatizada no dia 17 de abril de 2012 pela Agencia Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) que publicou a Resolução Normativa nº 482. A partir da resolução o consumidor está autorizado a gerar sua própria energia, fornecendo o excedente desta geração para a rede pública e ganhando créditos na forma de desconto na conta de energia.

Quando um consumidor, seja pessoa física ou jurídica, decide gerar sua própria energia, seu sistema de geração será considerado como uma Geração Distribuída, pois gera energia no ponto de consumo. Já a Geração Centralizada é aquela produzida por grandes usinas e enviada ao consumidor pelas linhas e redes de transmissão por meio das concessionárias de energia de cada região.

Geração distribuída: microgeração e minigeração

A Resolução da ANEEL nº 482 abrange sistemas de geração de até 5MW de potência instalada. Dessa forma, vale lembrar que, a resolução também enquadrou outros sistemas de geração por fontes renováveis além da fonte solar.

A ANEEL também dividiu a geração distribuída em micro e mini geração da seguinte forma:

1. Microgeração distribuída: central geradora de energia elétrica, com potência instalada menor ou igual a 75 kW e que utilize cogeração qualificada ou fontes renováveis, conectada na rede de distribuição por meio de unidades consumidoras.
2. Minigeração distribuída: mesmo critérios da microgeração, porém com potência instalada superior a 75 kW e menor ou igual a 5MW.

Sistema de créditos

Quando um micro ou mini gerador gera energia e não consome instantaneamente, esse excedente de energia é injetado na rede da distribuidora de energia local. Desse modo, é como se o gerador fizesse um empréstimo gratuito a distribuidora. Então o gerador terá direito a utilizar esses créditos de energia num período de 60 meses.

Assim, os créditos podem ser utilizados na própria unidade consumidora geradora, ou em outra unidade consumidora contanto que estejam no mesma titularidade e dentro da mesma área de concessão da distribuidora local.

Assim sendo, vale ressaltar, também que o sistema de créditos é válido para micro e mini geradores de energia independente do modelo de geração distribuída em que estão inseridos. Vamos ver quais são estes modelos nos próximos tópicos.

3 modelos de Geração distribuída de energia solar

No modelo mais comum de geração distribuída, o consumidor gera a sua própria energia no mesmo local em que consome, isto é, geração junto à carga ou consumo local. Por exemplo, você possui um sistema instalado em sua residência e esta mesma residência consome a energia que seu sistema gera. A energia exportada para rede, pode ainda, virar créditos conforme apresentado no tópico anterior.

Assim, a partir de novembro de 2015 que outros modelos de geração de energia solar foram inseridos na Resolução Normatiza nº 482 trazendo um leque de novas possibilidades aos consumidores. Foi a Resolução Normatiza nº 687 que modificou a Resolução nº 482. Desse modo, as novas opções de modelos de geração passaram a ter validade partir do dia 1º de março de 2016.

A seguir citamos 3 modelos de geração de energia solar que talvez você ainda não conheça!

1. Empreendimento com múltiplas unidades consumidoras – EMUC

É um sistema que permite que condomínios horizontais e verticais, sendo eles residenciais e/ou comerciais instalem um sistema de micro ou mini geração distribuída de energia e compartilhem a energia gerada pelo sistema entre as unidades consumidoras.

As unidades consumidoras deverão ser localizadas em uma mesma propriedade ou em propriedades contíguas.

Construtoras já estão investindo em energia solar utilizando o modelo de geração EMUC

A Construtora MRV, por exemplo, pretende até 2022 lançar todos seus empreendimentos já com energia solar. A MRV foi a responsável pela instalação dos primeiros grandes sistemas no modelo de empreendimento com múltiplas unidades consumidoras. O empreendimento Spazio Parthenon, localizado em Belo Horizonte/MG foi o pioneiro no país. Desde sua inauguração em maio de 2018, de acordo com a MRV, o sistema do empreendimento já gerou mais de R$ 613 mil em economia para os seus moradores.

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2. Geração compartilhada

É caracterizada pela reunião de consumidores por meio de consórcio ou cooperativa. Assim, pode ser composta por pessoas físicas ou jurídicas que possuam unidade consumidora com micro ou mini geração distribuída em local diferente da onde a energia excedente será compensada, desde que dentro da mesma área de concessão.

Um grupo de lojista, por exemplo, poderiam se unirem e instalarem um sistema de energia solar fotovoltaica em um terreno mais afastado, onde a valorização do imóvel é baixa e não há incidência de sombra, que é muito comum nos centros das grandes cidades.

Por outro lado, outro exemplo pode ser os moradores de um condomínio vertical que não possuem espaço físico dentro do terreno para instalar um sistema. Pois, eles podem via cooperativa instalar um sistema solar em um terreno em outra localização e utilizar a energia gerada para distribuir entre as unidades consumidoras do condomínio. No entanto, é bom lembrar que caso haja espaço físico no próprio terreno do condomínio, o modelo de geração seria o EMUC.

3. Autoconsumo remoto

Nesta modalidade, o micro ou mini gerador possui unidades consumidoras na mesma titularidade (pessoa física ou jurídica), e deverá ter unidade consumidora com sistema de geração distribuída em local diferente das unidades consumidoras nas quais a energia excedente será compensada. De fato, isso só é possível se as unidades consumidoras estiverem dentro da mesma área de concessão da distribuidora de energia local.

Assim, pode ser uma vantagem nos casos em que o local em que você queira utilizar a energia não possua espaço físico para a instalação de um sistema. Por outro lado, no caso de possuir uma empresa com diversas filiais, e instalar o sistema em apenas uma delas e gerar energia de forma remota para as outras filiais (desde que as filiais tenham o mesmo CNPJ raiz).

Exemplo de um projeto Ecoa Energias Renováveis no modelo autoconsumo remoto

A Confeitaria Semente da Terra possui sua sede em Joinville/SC, assim, devido aos altos custos de energia os proprietários decidiram investir em energia solar. Assim, para conseguir uma redução no consumo de mais de 90% seria necessária a instalação de 440 módulos solares, o que daria uma área aproximada de 880 m² em módulos.

Como a sede da confeitaria não possui este espaço físico, optou-se por instalar o sistema em outro local. O sistema foi então instalado em um terreno dos proprietários em Barra do Sul/SC. O interessante, aliás, é que o terreno não fica localizado em uma área nobre, o que acabou sendo um ótimo investimento para os proprietários. Dessa forma, o sistema gera energia em Barra do Sul, e esta energia é consumida em Joinville.

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Qual o modelo de geração de energia solar do meu sistema solar fotovoltaico?

Sabemos que muita informação pode lhe deixar confuso. Pensando nisso fizemos um gráfico para facilitar o entendimento e ser mais fácil de perceber qual seria o melhor enquadramento para seu projeto.

De fato, é importante destacar, também que seu projeto pode se enquadrar em mais de um modelo de geração. Por exemplo, você possui um sistema em sua residência e este mesmo sistema abastece tanto a própria residência quanto um sítio em outra cidade. Dessa maneira, você possui geração junto à carga e também autoconsumo remoto.

A Ecoa Energias é especialista em energia solar fotovoltaica e estamos à disposição para esclarecer suas dúvidas. Entre em contato diretamente pelo nosso WhatsApp que ajudamos a entender qual é a melhor opção para você ou sua empresa!

Quando o assunto é energia solar a Ecoa Energias Renováveis está sempre presente. E não poderia ser diferente com a maior feira da América do Sul para o setor solar, a Intersolar South America.

O evento, que acontece em São Paulo, sempre é uma ótima oportunidade para ficar por dentro das novidades no mercado e também para troca de ideias e experiências com profissionais da área.

Além dos acionistas da Ecoa Energias, Rodrigo, Fábio e André, tivemos a companhia do Pedro, representando a Tritec, empresa multinacional em que a Ecoa Energias Renováveis foi incorporada no ano passado.

O produto com maior visibilidade da feira deste ano na verdade não foi nenhuma surpresa: placas solares bifaciais. A tecnologia já havia sido apresentada em 2016, na mesma feira, e ganhou maior visibilidade este ano pela evolução de sua aplicabilidade no mercado e performance.

Por isso, hoje nosso post é dedicado a essa tecnologia! Quer conhecer melhor as placas bifaciais? Então vamos lá!

O que é um painel solar fotovoltaico bifacial?

Os painéis solares bifacias, como o próprio nome já diz, possuem a capacidade de absorver radiação em ambos os lados. Eles são capazes de absorver a luz solar que é refletida do solo e de outras superfícies.

Para entender melhor, vamos voltar um pouco no tempo.

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Histórico das placas bifaciais

O conceito de placas solares bifaciais não é novo. Na verdade, o primeiro painel solar criado e divulgado, em 1954, era bifacial. Mas por que, então, esse conceito só ganhou atenção nos últimos anos?

Primeiro vamos lembrar do que é composto uma placa solar. As placas mais convencionais e encontradas em maior escala no mercado são produzidas basicamente com os insumos da imagem abaixo:

Você poderia imaginar, pela composição da placa, que se substituirmos o “Backsheet” por um outro vidro especial, o que já acontece com algumas placas com composição vidro-vidro, ela já se tornaria uma placa bifacial. Porém, isso não acontece. Na verdade, a própria célula fotovoltaica (em azul na imagem acima), pelo processo de fabricação mais convencional, não gera energia nos dois lados, apenas em um. Vamos entender por que isso acontece?

Durante muito tempo, a tecnologia usada para produzir a maioria das células fotovoltaicas presentes hoje no mercado era a “Aluminum back-surface field” – AI-BSF. O que significa, de forma simplificada, que a superfície traseira das células produzidas com essa tecnologia é em alumínio. E o que isso tem a ver com placas bifaciais? O alumínio não permite a passagem de luz, e assim, na sua estrutura convencional, estas células não captam radiação pela parte de trás. Veja a composição de uma célula padrão na próxima imagem.

Com o crescente estudo sobre o tema e a rápida evolução do mercado solar, as empresas começaram a desenvolver tecnologias viáveis para comercializar em massa as placas bifaciais.

Há 10 anos atrás, a Panasonic foi uma das primeiras empresas a lançar placas solares bifaciais no mercado em grande escala. E, no Brasil, foi a partir de 2016 que elas começaram a aparecer no mercado de forma mais difundida.

O que facilitou este avanço foi justamente o fato de que as tecnologias do mercado, além da AI-BSF, já são, de alguma maneira, bifaciais ou podem se tornar com “pequenos” ajustes. A vantagem é que a maioria dos componentes responsáveis por gerar energia, como o Silício, já são transparentes em sua composição natural. Porém, o desafio é conseguir criar um modelo aplicável e eficiente. 

Tecnologia das placas bifaciais

Existem, basicamente, 3 tecnologias que estão entre as mais usadas para produção de céluas bifaciais: p-PERC, n-PERT e a HJT (Hetero-Junction technology). Sobre a estrutura das placas, a maioria é composta por vidro-vidro e uma pequena parcela delas é vidro na frente e a parte traseira com outro tipo de película transparente.

• P-PERC

A tecnologia P-PERC não é nova, mas ficou mais difundida depois do aquecimento do mercado. O que facilitou a utilização desta tecnologia para placas bifaciais é que pequenas modificações no processo de produção já tornam as células bifacais. Porém, o processo ainda exige uma “fina” grade local de BSF, o que gera certa “sombra” na célula. Como conclusão, a tecnologia é excelente, porém ainda não é a melhor do mercado em termos de eficiência.

• N-PERT

Já as células do tipo N-PERT tem vantagens em termos de eficiência quando comparadas com as do tipo P. Isso acontece, basicamente, porque nenhuma camada de BSF é necessário na parte traseira da célula. Sendo assim, todas as células do tipo N já são bifaciais por natureza. Por essa tecnologia ainda não ser amplamente difundida o processo de fabricação do produto ainda é muito caro. Sua eficiência é de 10% a 20% maior do que o tipo P-PERC.

• HJT

Por último, a tecnologia HJT foi desenvolvida e patenteada pela SANYO (hoje Panasonic), porém, em 2010, essa patente expirou e gerou oportunidade para outros fabricantes investirem na tecnologia. Ela se difere um pouco mais em relação a outras do ponto de vista do seu processo de fabricação. O custo de seus componentes é mais alto do que as outras tecnologias, mas também são as mais eficientes. Provavelmente, com a evolução da tecnologia e sua disseminação no mercado, o processo se tornará mais barato.

Quais são os fabricantes no mercado e modelos de placas?

Diversos fabricantes já aderiram a produção de placas solares bifaciais. Vamos citar cinco exemplos que estão entre os maiores fabricante do mundo.

• JinkoSolar

Em fevereiro deste ano a JinkoSolar anunciou o módulo bifacial chamado “Swan”. De acordo com o fabricante, a placa possui um rendimento a mais de 5% a até 25% pela parte traseira. A potencia de saída da placa na parte frontal é de até 400W. A tecnologia usada para fabricação desta placa é a PERC e a garantia de eficiência do módulo é de 30 anos. 

• Trina Solar

A Trina possui o modulo bifacial Duomax Twin. De acordo com o fabricante, a parte traseira pode gerar até 30% a mais de energia. A estrutura é feita de vidro-vidro.

O modulo monocristalino de 72 células possui potencia de saída de 385-405W. E a tecnologia utilizada também é a PERC.

Em julho deste ano, a Trina Solar anunciou a produção em massa de novos módulos bifaciais. Estes serão também de vidro duplo i-TOPCon, porém com tecnologia tipo N.

• Canadian

A Canadian está entre as líderes da indústria no setor mundial. Com amplo conhecimento na fabricação de módulos de vidro duplo, eles desenvolveram módulos bifaciais com potência de saída de até 430W.

Um exemplo é o módulo chamado de BiHiku, desenvolvido com a tecnologia de células policristalinas PERC. Em condições perfeitas de uso ele pode gerar até 30% de energia a mais pela parte de trás.

• Jinergy

Agora, vamos a tecnologia considerada a mais ponta de linha hoje no mercado, a tecnologia HJT. E como exemplo, citamos os módulos JNHM72, da Jinergy que possuem um range de potencia de 415 até 435W. Por ser bifacial, a parte de trás do módulo, de acordo com o fabricante, pode aumentar de 10 a 35% a geração de energia.

• LONGi Solar

Nosso último destaque é para os módulos lançados pela LONGi em maio de 2019, numa nova geração de células PERC.  Tivemos a oportunidade de conhecer este lançamento na Intersolar. O módulo Hi-MO4 tem batido recordes de performance, chegando a uma potência de até 435W. A parte traseira gera até 25% a mais de energia. Abaixo imagem que tiramos do módulo exposto na Intersolar.

Aplicabilidade do painel solar fotovoltaico bifacial

Os painéis bifaciais inicialmente surgiram com foco em aplicações BIPV (Building Integrated Photovoltaic), que é a prática de incorporar o painel solar na construção. Outra aplicação comum é para situações onde a maior parte da energia solar é a luz solar difusa (aquele que bate em algum ponto e volta).

A grande queda no custo do vidro solar, usado na fabricação dos painéis, fez com que a aplicação das bifaciais se estendesse. Os módulos bifaciais estão começando a se tornar viáveis para as mais diversas aplicações, como pontos de ônibus, plataformas, coberturas, paredes, cercas entre outros.

Mas, aonde os bifaciais estão ganhando cada vez mais espaço é para instalações em solo, especialmente em usinas de geração distribuída. Isto porque é onde conseguimos ver maiores benefícios. O solo reflete luz que é captada pela parte de trás do módulo. Ao contrário de instalações em telhados, em que a parte traseira fica muito próxima do telhado e recebe pouca ou nenhuma luz.

Vale ressaltar, que apesar de alguns fabricantes falaram em um aumento de até 30% na fase traseira no painel, estes 30% são em condições perfeitas. Um média mais aproximada de situações reais de uso é que o aumento de potencia fique perto de 10%.

Em janeiro deste ano a Cooperation Unisun Energy, da Holanda, anunciou que o projeto da usina Zonnepark Rilland com 11,75 MW, feito com uso de módulos bifaciais tipo N da marca Jolywood foi conecta a rede. Foi a primeira e maior usina solar em grande escala construída com módulos solares bifaciais tipo N na Europa. Imagem abaixo.

Esperamos que com o desenvolvimento crescente destas tecnologias, o custo dos painéis bifaciais fique cada vez mais baixo e possam ser utilizados em maior escala.

E você, já pensou em gerar sua própria energia a partir do sol? Que tal fazer uma simulação do quanto você pode economizar no nosso site? Acesse AQUI.

Referências:
Photovoltaic-Institute Berlin
Portal Solar
Unisun – Imagem de Capa

Se você possui um sistema solar fotovoltaico talvez já tenha tido dúvidas na hora de interpretar sua fatura de energia. Principalmente no que diz respeito ao sistema de créditos.

A ANEEL exige que as concessionárias de energia disponibilizem demonstrativos com informações básicas sobre a energia injetada na rede da concessionária (créditos de energia) pelas unidades geradoras de energia solar fotovoltaica.

O objetivo do demonstrativo é expor de forma mais clara como são computados os créditos de energia no sistema da concessionária.

Neste post vamos explicar como emitir este demonstrativo e interpreta-lo usando como referência um demonstrativo emitido no site da principal concessionária de Santa Catarina, a Celesc.

Como acessar o demonstrativo

1. Acesse o site da Celesc: www.celesc.com.br. Na página inicial clique em “Acesse seus dados”.
2. Na segunda tela você deverá colocar o número da sua unidade consumidora (UC) e o CPF ou CNPJ registrado na unidade consumidora em questão. Verifique estes dados na fatura de energia que você deseja analisar.
3. O sistema da Celesc poderá solicitar uma senha. Se este é seu primeiro acesso ou se você esqueceu sua senha, clique em “alterar senha” ou “solicitar uma nova senha” conforme passo a passo do próprio site da Celesc.

4. Agora você já tem acesso ao menu de opções e serviços da Celesc disponíveis para o consumidor. No menu esquerdo clique em “Demonstrativo UC Geradora”.

5.O passo seguinte é informar o mês referência. O sistema apontará todos os registros do mês em questão e os meses anteriores a ele. Então, se você quiser um relatório completo, coloque o mês corrente.

6. Clique em “Emitir Demonstrativo” e pronto! O relatório será automaticamente baixado para seu computador em formato PDF. Se não o achar procure na sua pasta de downloads.

Agora que você já tem acesso ao seu demonstrativo vamos te guiar explicando cada uma das informações contidas nele. Aconselhamos você a iniciar a leitura dos próximos itens com seu demonstrativo em mãos ou aberto digitalmente.

Entendendo o conteúdo do demonstrativo

Caso seu sistema solar fotovoltaico não possua beneficiárias, ou seja, toda energia gerada pelo sistema atende apenas a própria unidade geradora, seu relatório será composto por apenas o demonstrativo de uma unidade consumidora.

Caso você possua uma ou mais beneficiarias, ou seja, você exporta créditos para outras unidades consumidoras, será emitido um relatório para cada unidade consumidora. Estes virão separados, porém em um mesmo documento PDF.

Abrindo o documento você encontra as informações dividias em um cabeçalho e partes numeradas de 1 a 4. Conforme consta no exemplo da imagem abaixo.

Agora vamos explicar o que compõe cada um desses itens.

• Cabeçalho composto por:

Número da UC
Nome registrado na UC
Endereço contendo: rua, cidade, estado e CEP

• 1. Demonstrativos de Créditos Utilizados – UC Geradora – expressos em kWh

Essa é a tabela onde contém todas as informações de créditos gerados, utilizados e o saldo. Também contém a energia consumida da concessionária e os meses de referência para cada informação. Vamos explicar cada um desses itens mais à frente deste mesmo post.

• 2. Total de créditos expirados no ciclo de faturamento

Você já deve saber que os créditos gerados por seu sistema solar fotovoltaico devem ser consumidos em um período máximo de 60 meses (5 anos). Então, caso você não os tenha consumido neste período, estes créditos aparecerão neste item. Se não existe créditos expirados o campo aparece vazio, conforme imagem abaixo.

• 3. Próxima parcela do saldo atualizado de créditos a expirar

Aqui aparece a parcela em kWh dos créditos a expirar e a data em que expirarão. Se não existem créditos a expirar o campo aparecerá vazio. Segue exemplo na imagem abaixo com crédito a expirar.

• 4. Última fatura

Aqui é o resumo que você também encontra na sua última fatura de energia. O resumo contém o saldo do mês em questão, o saldo acumulado de créditos de todos os meses e o saldo a expirar. Segue exemplo abaixo.

Entendendo o item 1. Demonstrativos de Créditos Utilizados – UC Geradora – expressos em kWh

Este é o item onde mostra todas as informações de entrada e saída de créditos de energia e da energia consumida da concessionária.

Para começar, você deve ter observado que em todas as colunas da tabela do exemplo contém no final a sigla “TP”. Essa sigla significa “todos os períodos”. Neste caso, o consumidor paga o mesmo pela energia independente do horário do dia. Alguns consumidores possuem diferentes tarifas de acordo com o horário de utilização (consumidores alocados na tarifa branca, por exemplo). Nestes casos as colunas ainda viriam separadas por horário com as siglas PT (ponta) e FP (fora ponta).

Agora, vamos explicar o que significa cada uma das seguintes colunas:

Referência: é o mês e o ano que aconteceu a movimentação.

Saldo Ant. Energia TP: se refere ao saldo de energia injetada (créditos) do mês anterior. Ou seja, esse número deve ser sempre igual ao Saldo Mês TP do mês anterior. Veja um exemplo abaixo:

Ativa Injet. TP: se refere a quantidade de energia injetada por seu sistema, ou seja, é o que sobrou de energia gerada. Lembre-se que a energia que você consumiu instantaneamente não aparece neste item, aqui aparece apenas a “sobra” de energia. Se você quiser saber quanto de energia no total seu sistema gerou, esta informação você encontra no aplicativo do seu inversor selecionando o mês em questão.

Se o relatório se refere a uma unidade consumidora apenas beneficiária, este item aparecerá zerado, pois obviamente não existe produção de energia na unidade em questão. O item também pode aparecer zerado no mês corrente pois o dado naturalmente ainda não foi computado.

Atv. Cons. TP: se refere ao consumo ativo na unidade consumidora. Em outras palavras é a quantidade de energia em kWh que a unidade consumidora usou da concessionária (neste caso, Celesc) no mês em questão.

Créd. Uti. no mês TP: é a quantidade de créditos que a unidade consumidora utilizou no mês em questão. É interessante lembrar que aqui a quantidade fica limitada a taxa mínima da concessionária, que varia conforme entrada de energia:

• Monofásica: 30 kWh
• Bifásica: 50 kWh
• Trifásica: 100 kWh

No exemplo em questão, a entrada é trifásica, então o crédito utilizado fica limitado a taxa mínima de 100 kWh e por isso não cobre o consumo inteiro. Veja a explicação na imagem abaixo:

Saldo Mês TP: se refere ao saldo final de créditos atualizado. Ele vai ser a soma do “Saldo Ant. Energia TP”, com a taxa mínima (que não foi utilizada nos créditos) e com os créditos gerados relativos daquele mês para a unidade consumidora em questão. Se colocarmos uma fórmula, ficaria assim:

Saldo Mês TP = Saldo Ant. Energia TP + (Ativa Injet. TP – At. Cons. TP)*(% que a UC recebe de crédito) + Taxa mínima

A porcentagem que a UC recebe de créditos é estipulado quando o sistema foi cadastrado na concessionária, isto se existem beneficiárias. Caso o sistema seja apenas composto pela unidade geradora, a porcentagem é de 100% (1).

No exemplo que estamos usando o sistema foi cadastrado para a unidade geradora receber 7% (0,07) dos créditos e a unidade beneficiária receber 93%.

Agora, vamos fazer uma conta juntos do exemplo em questão. Vamos utilizar o mês 02/2020 de referência.

Saldo Transf. TP: é a quantidade de créditos transferidos para outra titularidade.Essa transferência só acontece caso o contrato seja cancelado e você possua saldo de créditos. Ou ainda, caso o sistema se enquadre em uma geração compartilhada composta por cooperativas ou associações.

Crédito Recebido TP: são os créditos recebidos dentro da unidade consumidora em questão no referido mês (incluindo o crédito utilizado e não utilizado). Neste caso deve-se somar os créditos utilizados no mês, com o saldo final acumulado do mês e descontado o saldo anterior, para assim ficar apenas o crédito total recebido no mês. Em fórmula ficaria assim:

Crédito Recebido TP = Saldo Mês TP + Créd. Uti. no mês TP – Saldo Ant. Energia TP

Vamos novamente a um exemplo prático na mesma referência de mês.

Algumas observações finais importantes

Os cálculos feitos do exemplo em questão são particulares para este caso específico. Você pode usar esse texto como guia, mas ele pode apresentar pequenas diferenças de interpretação. A taxa mínima do seu sistema pode ser diferente, assim como o percentual de crédito que fica na unidade geradora.

Esperamos ter conseguido ajudar você a entender melhor os dados dos créditos de energia gerados por seu sistema.

Você já ouviu falar em oversizing? Talvez você já tenha lido sobre esse conceito, mas ainda não entendeu direito o que isso significa num sistema solar fotovoltaico.

Se você possui um sistema fotovoltaico, já recebeu um orçamento ou é apenas um curioso sobre o assunto, pode ter notado que muitas vezes a potência do inversor dimensionado para o sistema é menor do que a soma da potência dos módulos (painéis ou placas solares) fotovoltaicos, ou seja a potência instalada. Esse superdimensionamento dos módulos é o que chamados de oversizing (do inglês, traduzido para superdimensionamento).

Neste post vamos explicar o porquê é importante pensar no dimensionamento do sistema considerando estes fatores e quais implicações sobre isso no sistema.

Como saber qual a potência dos módulos e do inversor?

Para começar, um sistema solar fotovoltaico é composto pelos módulos fotovoltaicos, responsáveis por captar a radiação solar. Também faz parte do sistema o inversor fotovoltaico, equipamento 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’.

A potência do inversor é medida em watts (W) e pode ser verificada na ficha técnica do equipamento. Ela pode estar denominada como potência máxima de saída ou ainda pela nomenclatura Pacr ou Pacmax. Geralmente a própria nomenclatura do inversor também já possui essa informação.

Os módulos fotovoltaicos também possuem sua potência medida em watts e já são comercializados com sua potência máxima na nomenclatura. Então, para descobrir a potência total dos módulos basta multiplicar a potência de um módulo pela quantidade de módulos de todo o sistema. Um sistema por exemplo de 20 módulos de 350 W, possui 7.000 W (20×350).

Mas, como é feito o dimensionamento de um sistema solar fotovoltaico? A potência dos módulos fotovoltaicos precisa ser igual a potência do inversor?

Como é feito o dimensionamento de um sistema solar fotovoltaico?

De forma generalista um sistema é dimensionado com base no consumo do cliente ou então com base numa estimativa de consumo. Ou seja, é dimensionando para atender a uma expectativa de produção média mensal de energia.

Essa produção de energia está diretamente ligada a potência dos módulos dimensionados. Mas, apenas com a potência nominal dos módulos, não é possível determinar qual vai ser a produção de energia do sistema.

Isto porque existem fatores determinantes no dimensionamento que alteram a capacidade de geração de cada sistema. Entre esses fatores destacamos: radiação do local, orientação dos módulos solares (norte, sul, leste, etc), angulação dos módulos e áreas sombreadas sobre os módulos ao longo do dia.

Então, você pode ter um sistema instalado com a mesma potência que seu vizinho, mas não quer dizer que eles produzirão exatamente a mesma quantidade de energia. Apesar da radiação do local ser a mesma, os módulos podem estar posicionados em sentidos e angulações diferentes.

Por isso, é tão importante dimensionar um sistema com empresas especialistas e que possuem pessoas qualificadas para fazer este dimensionamento.

O sistema fotovoltaico é limitado a potência do inversor ou a potência dos módulos fotovoltaicos?

O que limita a potência do sistema é a potência do inversor. Isso porque, como já comentamos, o inversor é o equipamento responsável por transformar a corrente em contínua para alternada e então disponibilizar essa energia na rede.

Ou seja, a energia é gerada pelos módulos, passa pelo inversor e fica então limitada a potência de saída do inversor.

Porém,  caso um sistema seja dimensionado com potência instalada (somatória da potência dos módulos fotovoltaicos) inferior a potência do inversor, o sistema ficará limitado a potência dos módulos fotovoltaicos.

Mas, um sistema fotovoltaico funcionando corretamente nunca produzirá mais energia do que a potência nominal máxima do inversor.

É seguro um inversor ter potência inferior a potência dos módulos?

Para começar, queremos deixar claro que é seguro dimensionar um inversor com potência inferior aos módulos desde que este dimensionamento seja feito por um especialista e respeitando todas as orientações e limitações estipuladas pelo fabricante dos equipamentos. 

A maior preocupação é com relação a corrente e a tensão. Os fabricantes de inversores estipulam limites de entrada de tensão e corrente e estes limites devem ser rigorosamente seguidos.

De forma geral, você pode ter módulos com potência superior a cerca de 1/3 do inversor, em regiões que possuem baixa radiação solar. Mas esse número deve ser verificado, dimensionado e sempre validado por um especialista. Cada caso possui características diferentes e devem ser analisados de forma estratégica para garantir sempre a maior eficiência e principalmente segurança do sistema. E sempre, é claro, levar à risca as limitações impostas pelo fabricante dos equipamentos.

Se meu sistema possui módulos com potência nominal superior ao inversor, não estou desperdiçando dinheiro em módulos?

Não, pois existe um ganho de produção energética ao longo do tempo, quando sobrecarregamos o inversor.

Vamos entender melhor essa questão nos próximos tópicos. Mas, o que você já precisa entender é que a potência nominal máxima dos módulos representa uma situação perfeita submetida a testes em laboratórios.

Se um módulo solar possui por exemplo, 350 W de potência, isso quer dizer que em condições de testes, ou seja, em temperaturas controladas numa angulação perfeita ele consegue produzir 350 W de energia em 1 hora.

A verdade é que as condições perfeitas de teste raramente ocorrem na vida real. Como exemplo, um módulo perde em média cerca de 0,45% da sua eficiência a cada 1°C acima dos 25°C. Isto porque, os módulos usam a radiação solar para gerar energia e não o calor.

Por que é importante considerar o orversizing?

Já comentamos que oversizing é quando temos um sistema dimensionado com um inversor de menor potência máxima do que a soma de potência máxima dos módulos fotovoltaicos do mesmo sistema.

Existem basicamente dois objetivos em analisar e dimensionar corretamente um sistema fotovoltaico pensando no oversizing:

1. Garantir uma maior eficiência do sistema, elevando a capacidade total do inversor com maior frequência.
2. Garantir a melhor opção economicamente, validando custos de equipamento versus produção média estimada de energia.

No tópico anterior já comentamos como é difícil os módulos fotovoltaicos atingirem sua capacidade máxima de produção de energia. Já temos então o primeiro ponto relevante que explica porque o inversor, muitas vezes, pode ser dimensionado com uma potência inferior aos módulos.

Outro ponto relevante é que os inversores perdem eficiência quando trabalham em uma faixa de potência cerca de 25% inferior à sua capacidade, como vemos no gráfico abaixo. Então, quando os módulos solares são superdimensionados o inversor em média passa menos tempo trabalhando com menor eficiência.

Analisando geração de energia com e sem oversizing

Vamos analisar agora a curva de geração de energia com dois parâmetros diferentes ao longo de um mesmo dia. Na figura 2 a curva roxa mostra uma curva de potência de saída, com o pico próximo ao meio-dia. Quando adicionamos mais módulos, aumentamos a proporção potência dos módulos versus potência do inversor (representado pela curva verde). A área formada pelas curvas representa a energia gerada ao longo do dia.

A linha traceja representa a potência do inversor. Veja que a geração de energia fica limitada a esta linha.

Vemos no exemplo em questão, que mesmo com a limitação do inversor, a área destacada em verde supera a área destacada em cinza (energia perdida devido a limitação de potência do inversor). Então, neste caso, pode valer a pena o superdimensionamento do módulos fotovoltaicos, para aumentar a produção média de energia ao longo do dia.

Quando esse corte na curva devido a limitação do inversor acontece, chamamos ele de clipping do inversor.

O que é clipping?

Conforme intensidade do oversizing dimensionado, ou seja, quanto maior a relação potência dos módulos fotovoltaicos e do inversor dimensionado, também maior a chance de ocorrer o que chamamos de clipping.

Clipping nada mais é o efeito que limita a potência do sistema devido a potência máxima do inversor. Ou seja, os módulos fotovoltaicos geram mais energia do que o inversor pode suportar.

Como comentamos anteriormente, desde que a energia perdida devido ao clipping for menor do que a energia ganha com o oversizing, teremos ainda assim uma situação favorável.

É importante destacar também que o clipping pode ocorrer apenas em alguns dias do ano. Possivelmente ocorrerá nos dias de maior radiação, que acontecem durante o verão.

O clipping pode prejudicar o inversor?

Você pode imaginar que essa energia gerada adicional e não utilizada pode levar o inversor a uma sobrecarga e ser prejudicial. Quando o sistema é bem dimensionando e as normativas são seguidas o clipping não é prejudicial ao sistema e nem fará o inversor esquentar, por exemplo.

Na verdade, essa energia “perdida” nunca foi produzida. Isso porque o inversor limita a produção de energia dos módulos, como consequência a energia não precisa ser dissipada.

Na prática como funciona uma curva com clipping?

Na figura abaixo vemos um exemplo de um sistema com potência instalada em módulos fotovoltaicos de 4,29 kW e potência limitada devido ao inversor de aproximadamente 3,3 kW.

Percebemos um achatamento do topo da curva dos dias do verão com maior índice de radiação. Esse achatamento é indicação de clipping. As quebras nas curvas são devido a variação de incidência de radiação, como por exemplo a presença de nuvens ou outras sombras.

Como comentamos, neste caso a perda de energia devido ao clipping é menor que o ganho de energia devido ao “engordamento” da curva.

Conclusão

Depois de tantos detalhes você deve ter percebido que não existe fórmula mágica na hora de dimensionar um sistema solar fotovoltaico. Vários fatores devem ser levados em consideração e o dimensionamento deve ser analisado caso a caso.

Geralmente faz sentido superdimensionar os módulos solares com relação ao inversor, conforme explanamos ao longo deste artigo. Mas isso jamais deve ser tipo como regra.

Você pode ter como objetivo aumentar o sistema fotovoltaico em um futuro próximo, neste caso o projetista pode analisar a possibilidade de, por exemplo, dimensionar um inversor já preparado para uma ampliação. Neste caso, aconteceria uma situação contrária do oversizing.  

Além disso, aspectos econômicos devem ser analisados. A geração de energia adicional obtida com o oversizing compensa o custo adicional com os módulos fotovoltaicos? A resposta é que depende. Cada sistema é único e todos esses fatores devem ser analisados por um profissional capacitado e experiente.

Qualquer simulador ou empresa pode dimensionar um sistema para você, mas será que esse sistema seria a opção mais segura e eficiente?

Por isso, sempre aconselhámos a validação dos profissionais que você irá escolher para projetar e instalar seu sistema. Certifique-se que a empresa possui engenheiros habilitados em seu quadro próprio de funcionários e solicite comprovação técnica de projetos já executados.

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