A energia solar fotovoltaica é aquela gerada a partir da radiação solar. Com um sistema fotovoltaico sua residência reduz a conta de luz por meio de uma fonte limpa e renovável de energia. A energia fotovoltaica serve tanto para residências, como para comércios e indústrias.

Neste post explicaremos tudo que você precisa saber para começar a gerar energia em sua residência. O funcionamento de um sistema solar é basicamente o mesmo, seja para soluções residenciais, como para comércios ou indústrias. Mas cada projeto é único e comércios e indústrias tendem a ter um sistema mais robusto, com maiores particularidades e detalhes.

Por isso, hoje vamos falar com você que pensa em instalar um sistema em sua residência!

Do que é composto um sistema solar fotovoltaico?

Podemos dividir um sistema fotovoltaico em seis grandes itens:

1. Módulos ou placas solares.
2. Inversores fotovoltaico.
3. Estrutura metálica de fixação das placas.
4. Materiais elétricos, como cabos e disjuntores.
5. Relógio bidirecional.
6. Monitoramento via internet.

Se você quiser saber mais detalhes sobre os componentes de um sistema e para que serve cada um deles, acesse nosso post “Quais são os componentes de um sistema solar fotovoltaico?”

A seguir, mostraremos um desenho esquemático com a composição de um sistema solar fotovoltaico para residência. Este desenho irá te ajudar a entender o próximo tópico!

Como funciona um sistema de energia solar fotovoltaica para residência?

De forma resumida, o processo se inicia quando os módulos solares recebem radiação solar, fazendo com que os elétrons presentes em seu material semicondutor se agitam e produzem corrente contínua. Essa corrente é transportada por meio de cabos até o inversor.

O inversor fotovoltaico é o equipamento responsável por converter essa corrente contínua em corrente alternada. Desta forma a energia é transformada para o mesmo tipo de energia que já utilizamos da rede elétrica de nossa casa.

Depois de passar pelo inversor, a energia é ligada no Quadro Geral e distribuída para o restante da casa. Assim, ela é utilizada para alimentar qualquer equipamento elétrico, tomada ou iluminação da sua residência.

Durante o dia, quando há incidência de luz solar nos painéis solares você gera energia e consome instantaneamente. Se você gerar mais energia do que consumir instantaneamente, este excedente é injetado na rede da concessionária e vira créditos de energia. Estes créditos vêm explícitos na conta de luz e podem ser consumidos em até 60 meses.

No fim do mês, sua conta de luz vai mostrar o quanto de energia você consumiu da concessionária, e se você tiver créditos disponíveis, estes serão abatidos até o valor da taxa mínima.

Se você quiser entender mais sobre como funciona a análise do seu consumo e da sua geração, acesse nosso post “Entenda os dados de geração do seu sistema fotovoltaico!”

Agora que você já conhece um pouco mais sobre energia solar fotovoltaica, vamos entender como funciona o dimensionamento de um sistema.

Como o sistema é dimensionado para minha residência?

Para residências geralmente conseguimos dimensionar um sistema para reduzir em 100% o consumo de energia. Isso não significa que sua conta de energia será zerada. Todos estamos sujeitos a taxas mínimas cobradas pela concessionária de energia. Para residências essa taxa varia conforme entrada de energia, custo da energia em cada estado, taxa de iluminação pública e bandeiras tarifárias.

Mas, por que nem sempre é possível reduzir em 100%? Acontece que precisamos de espaço para alocar os painéis solares, e não é toda vez que temos este espaço disponível nas melhores condições. Mas já falaremos sobre isto no próximo tópico.

Para dimensionar um sistema basicamente precisamos do histórico de consumo da residência. A fatura de energia vem com o histórico de um ano do consumo de energia, e é a partir dele que dimensionamos o sistema. A imagem abaixo mostra o local onde fica o histórico de consumo da fatura de energia da Celesc.

A partir desse histórico conseguimos ver qual a potência necessária a ser instalada para reduzir em 100% o consumo de energia da residência em questão.

Com a potência calculada, dimensionamos o número de módulos, que vai variar de acordo com a marca e modelo. Cada modelo e marca podem possuir potencias diferentes.

Para chegar a conclusões, além do histórico de consumo da residência levamos em conta a radiação do local (cidade) em que se encontra a residência, o sentido de posicionamento dos módulos no telhado (norte, leste e etc), a inclinação dos módulos e ainda levamos em consideração se em alguma parte do dia os módulos sofrem com a influência de sombra, por exemplo.

Usamos diferentes softwares para confirmar todas as informações projetadas para cada cliente.

Você pode fazer uma simulação do seu sistema AQUI. É sem custos e você consegue fazer sozinho mesmo!

Em qual local da minha residência os equipamentos são instalados?

Você já deve imaginar que geralmente os módulos solares são instalados no telhado da residência. Mas, na verdade, eles podem ser instalados em qualquer lugar desde que não incida sombra sobre eles  e que haja espaço. Por isso, geralmente o melhor local é no telhado mesmo, já que é área mais alto da casa.

Veja abaixo uma imagem de um sistema Ecoa Energias Renováveis instalado em uma residência. Se quiser ver outras sistemas ECOA, acesse nossos projetos AQUI.

Mesmo quando alocados no telhado deve ser avaliado se nenhuma construção vizinha fará sombra nos módulos e também o sentido das abas do telhado. O ideal para maior eficiência dos módulos é que seja instalado no sentido norte. As faces leste, oeste e sul geram menos energia e deve ser avaliadas com muito cuidado para que o projeto não seja inviabilizado.

A inclinação dos módulos no telhado também é relevante e deve ser analisada conforme a latitude em que se encontra a residência. Na região sul, por termos uma latitude muito próxima a inclinação que geralmente os telhados são feitos (30%), dificilmente precisamos corrigir esta inclinação na instalação em telhados de residência.

Mas, quando necessário, esta inclinação pode ser corrigida na estrutura. Veja abaixo um projeto ECOA em que foi necessária a correção de angulo.

Cada painel possui aproximadamente 2 m², então se sua residência foi dimensionada para 10 painéis solares, você precisará de aproximadamente 20 m² disponíveis de área para instalar os painéis.

Por isso,  comentamos que nem sempre conseguimos redução de 100% no consumo. Precisamos de espaço para alocar corretamente as placas. Vale ressaltar que a maioria das residências atinge uma redução de 100% no consumo.

Quando analisamos os clientes residências da Ecoa Energias Renováveis que possuíam histórico de consumo, aproximadamente 80% deles atingem uma redução de consumo em projeto superior a 90%.

E o inversor fotovoltaico? Este equipamento possui grau de proteção IP65. Isso quer dizer que ele é resistente a jatos d’água e a poeira. Porém, aconselhamos sempre que possível alocar o inversor em local protegido, para assim aumentar sua vida útil, que é de aproximadamente 15 anos. 

Muito clientes questionam sobre a estética do inversor. Sabemos que manter a casa agradável e bonita é essencial para nossos clientes. Abaixo você vê como fica um inversor instalado.

Quanto custa um sistema de energia solar fotovoltaica para uma residência?

De acordo com o estudo estratégico do segundo trimestre de 2019, desenvolvido pela Greener, o preço por watts de potência instalada (R$/Wp) para sistemas de 2.000Wp em junho ficava em média no Brasil 6,04 R$/Wp e para sistemas de 8.000Wp, o preço médio era de 4,41 R$/Wp.

Mas, consideramos cada projeto como único e nossas propostas são personalizadas para atender cada situação em específico. Sendo assim, se quiser ter sua proposta personalizada, envie uma fatura de energia para o nosso WhatsApp por AQUI.

Contratei um projeto de energia solar fotovoltaico hoje, em quanto tempo começarei a gerar energia?

Nada melhor que um infográfico para você entender em quanto tempo poderá começar a gerar sua própria energia. Vamos partir do princípio que você ainda não tem nenhuma proposta do seu sistema e está pesquisando sobre o assunto. Veja abaixo uma simulação de quanto tempo a partir de agora você poderá começar a gerar sua energia.

Se você chegou até esse post já deve entender os conceitos básicos sobre energia solar fotovoltaica. Para garantir a melhor eficiência em um sistema fotovoltaico existe uma angulação ideal entre os módulos solares e a incidência da radiação solar. Como é conhecido, o Tracker, ainda gera algumas dúvidas.

Mas se o Sol e a Terra alteram sua posição ao longo do dia, será que faz sentido ter um sistema fotovoltaico que acompanhe essas mudanças?

Neste post abordaremos as vantagens e desvantagens sobre ter um sistema solar fotovoltaico com rastreador solar, também conhecido como Tracker.

O que é um rastreador solar?

Um Tracker é um dispositivo capaz de alterar a posição dos módulos solares ao longo do dia. Em suma, ele “segue” a posição do sol para garantir uma maior eficiência do sistema fotovoltaico, aumentando a captação da radiação solar.

Estes dispositivos, com o passar dos anos e sua leve redução do custo, têm se tornado cada vez mais populares em usinas fotovoltaicas de grande porte.

Nas imagens e vídeo abaixo você vê uma usina solar fotovoltaica com este tipo de dispositivo instalado. Esta usina é localizada no Chile e o projeto e instalação foi da Tritec-Intervento, empresa acionista da Ecoa Energias Renováveis.

Quais os tipos de Tracker (rastreador solar) disponíveis no mercado?

Os tipos de Tracker variam de acordo com a complexidade da operação e conforme diferentes opções de rotação. Geralmente, com base na rotação eles podem ser de dois tipos:

1. Rotação em eixo único: a rotação é feita com base em um único eixo, que pode ser vertical, horizontal ou oblíquo.
2. Rotação em dois eixos: além de se moverem ao longo do azimute, eles também seguem o ângulo de elevação do sol, conseguindo um rastreamento mais completo.

Já com relação ao funcionamento, eles podem ser:

1. Com base em sensores: registram a iluminação através de diversos sensores previamente alocados e se movem com base nisso. Normalmente, são mais precisos.
2. Com base em data e tempo: é calculado por formulas a posição do sol e bom base nesta posição geográfica encontrada, o sistema envia comandos para que os módulos mudem de posição.
3. Com base em sensores e em data e tempo: combinação dos dois tipos anteriores.

Todavia, claro que quanto maior a complexidade do sistema de Tracker, mais custoso a solução será.

Quais são as vantagens de ter um sistema fotovoltaico com Tracker?

A principal vantagem destes dispositivos, como já mencionamos, é o ganho na eficiência do sistema. Portanto, análises teóricas apontam um ganho de até 57% em relação aos sistemas fixos.

Já na prática, o ganho fica em torno de 25% para sistemas com rotação em um eixo só e chega até 40% para sistemas de rotação nos dois eixos.
Assim, é importante destacar que esse ganho na eficiência varia não só com o modelo de Tracker utilizado. Existem, portanto, diversos fatores a serem considerados, como a localização geográfica do próprio sistema. No gráfico abaixo, por exemplo, vemos a diferença no ganho de energia produzida entre sistemas fixos ou com rotação. Em contrapartida, a área cinza corresponde a energia produzida por sistemas fixos, já a área verde corresponde ao ganho de energia de um sistema com rotação nos dois eixos.

Quando analisamos a curva verde da imagem acima, percebemos que além da produção de energia aumentar, existe uma melhora na potência entregue ao longo do dia. Já nas primeiras horas do dia conseguimos perceber que o sistema fica próximo a potência máxima e se mantém ao longo do dia. Do contrário, a curva cinza apresenta o pico de potência apenas nas horas próximas ao meio dia.

Quais são as desvantagens de ter um sistema fotovoltaico com Tracker?

A principal desvantagem de um sistema com Tracker ainda é o custo. Por isso, fizemos uma comparação financeira de um sistema com potência instalada aproximada de 1 MWp considerando estrutura fixa e estrutura móvel. Nesta comparação tivemos um aumento de custo no sistema com Tracker entre 20% a 40% em relação a estrutura fixa. A variação depende do modelo e fabricante do sistema móvel. 

Outro fator que pode ser uma desvantagem é a área necessária para instalação no terreno. De acordo com os fabricantes de Tracker, sistemas fotovoltaicos móveis, tem uma taxa de ocupação do terreno de 30% a 50% aproximadamente.

Trazendo uma outra perspectiva, na nossa experiência em dimensionamento, um sistema de 1 MWp por exemplo, seria necessário um terreno com área aproximada de 1,8 ha a 2 ha para um sistema fotovoltaico móvel. No entanto, para um sistema fixo, considerando também 1 MWp, essa relação cai de 1 para 1. 

Outro ponto importante é com relação a manutenção e operação. Apesar de que com o avanço da tecnologia os sistemas móveis têm se tornado cada vez mais confiáveis, sempre será necessária uma manutenção e cuidado especial a mais para sistemas móveis com relação aos fixos. Ainda assim, sistemas fixos são mais resistentes a intempéries.  

Por fim, lembramos que os cuidados durante a instalação de um sistema móvel são maiores. Há uma maior quantidade de cabeamento, por exemplo.

Garantias do sistema de Tracker (rastreador solar)

Em geral, de acordo com os fabricantes, a garantia da estrutura do Tracker é em torno de 10 anos. Com relação a proteção galvânica a garantia fica em torno de 25 anos. Sistemas de automação e acionamento normalmente possuem garantia de 5 anos. Lembrando que existem variações de acordo com cada fabricante.

A garantia também deve ser consultada e confirmada com o fornecedor em questão conforme cada projeto orçado. Podem existir questões particulares que podem alterar a garantia dos equipamentos.

Meu sistema fotovoltaico precisa de Tracker? Qual modelo?

Para começar, dificilmente é viável um sistema fotovoltaico de baixa potência instalada utilizar Tracker. A relação custo benefício geralmente não vale a pena. Por isso, se você pensa em gerar energia para sua residência, por exemplo, vale a pena investir em um sistema fixo.

Da mesma forma, se você pretende instalar seu sistema diretamente em um telhado, provavelmente não será viável um sistema móvel. Já que, a estrutura fixa para sistemas em telhados possui um custo baixo em relação aos sistemas de solo. Então, geralmente o ganho da eficiência do Tracker neste caso não compensa o custo e complicações da estrutura que seria necessária adaptar.

Nesse sentido, outro ponto de atenção é que é mais fácil viabilizar um sistema de Tracker quando o terreno disponível é de grande dimensão com relação a área que o sistema dimensionando irá ocupar. Lembre-se que a taxa de ocupação do terreno de um sistema móvel é maior do que a de um fixo.

Por isso, os sistemas móveis comumente são utilizados em usinas de solo de grande porte e em terrenos com boa área disponível.

Com relação ao modelo de Tracker, quanto mais complexo e preciso, mais custoso é o equipamento. Assim, quanto mais perto da linha do Equador for a posição geográfica do sistema fotovoltaico a ser instalado, menos complexo possivelmente será o Tracker. Isso, porque a angulação dos raios solares nestes locais possuem menor variação, e alto índice de radiação solar. Então, usinas de solo nestes locais, podem ser atendidas com Tracker de rotação de um eixo só, que já terão resultados satisfatórios. 

Por fim, lembramos que o sistema móvel não é viável em locais onde é comum a presença de neve em partes do ano. Ou então, em locais suscetíveis a fortes intempéries.

Conclusão

É importante destacar que todas as informações aqui expostas são análises generalistas. Dessa maneira, todo sistema fotovoltaico de qualquer porte deve ser dimensionado por um especialista. Um profissional habilitado e experiente poderá verificar e concluir com maior precisão as vantagens e desvantagens de utilizar um sistema de Tracker no caso do seu projeto fotovoltaico.

Contudo, ainda existem diversas questões a serem analisadas aqui não levantadas, como: valor do kWh, políticas de incentivos governamentais, custo do terreno de implantação do sistema e entre outras. Visto que, cada projeto fotovoltaico deve ser tratado como único e inúmeros pontos são relevantes em um dimensionamento. Se você pensa em gerar energia a partir do sol, entre em contato com nossos especialista por AQUI.

Um sistema de geração de energia solar é composto por alguns componentes básicos. Entre estes, a placa solar fotovoltaica, um dos principais itens do sistema.

Você já deve ter ouvido mais de um nome para “placa” fotovoltaica. Algumas referências falam módulo e outras painel. Então, qual a diferença na nomenclatura? Na verdade placa e módulo se referem a mesma coisa. O termo “placa” é mais coloquial, enquanto “módulo” é usado mais por profissionais da área. Já a nomenclatura painel é mais usada para referir-se a um conjunto de módulos ou placas.  Vamos seguir neste post com o termo usado por profissionais da área: módulo.

Diversas tecnologias são utilizadas na fabricação de um módulo solar fotovoltaico. Sua composição pode alterar conforme algumas características especificas, como no caso de ele ser bifacial, painel vidro-vidro, entre outros.   

Vale ressaltar que estamos falando do módulo solar fotovoltaico, diferente da placa solar usada para aquecimento de água.  Mas como assim? Esta questão ainda gera dúvidas e algumas confusões. A placa solar usada para aquecimento de água é diferente do módulo solar usada para geração de energia elétrica. A placa para aquecimento precisa de calor para aquecer a água, já o sistema de módulos solares fotovoltaicos é “alimentado” por radiação solar.  Ou seja, mesmo em dias nublados ou com chuva é possível gerar energia.

Neste post vamos falar sobre Módulos Solares Fotovoltaicos.

Independente de sua finalidade, fabricar um módulo solar fotovoltaico exige diversas etapas e processos delicados. Um módulo é constituído de alguns insumos, em geral são eles: moldura de alumínio, vidro especial, encapsulante – EVA, células fotovoltaicas, backsheet e a caixa de junção, conforme imagem 1.

Vamos resumir neste post a função de cada um destes insumos e características sintetizadas do seu processo de fabricação das placas solares.

Célula fotovoltaica

A célula fotovoltaica é responsável pela geração de energia. Ela é composta de materiais semicondutores, como o Silício. Quando a luz solar (fótons) colide na placa acontece uma reação físico-química no material semicondutor: as partículas de elétron do material se deslocam gerando corrente elétrica.  São materiais extremamente delicados e possuem menos de 2mm de espessura.

Material encapsulante – EVA

A película encapsulante de um módulo solar é o primeiro item adicionado ao processo afim de proteger a célula fotovoltaica contra temperaturas extremas e umidade. Fabricado especificamente para o processo de produção do módulo, o material é composto por um selante de cura rápida.  O EVA (Etileno Acetado de Vinila) é o material mais comum usado como encapsulante.

Vidro temperado especial

O vidro é o responsável por dar resistência mecânica a placa. É ele que protege o módulo contra chuva de granizo por exemplo. É temperado e sua espessura varia de 2 mm a 4 mm. Ele é diferente do vidro comum pois possui baixo teor de ferro e é projetado para “deixar passar” o máximo de luz possível e refletir o menos possível.

Backsheet

A tradução literal de backsheet do inglês é “parte de trás”. Sua função é agir como isolante térmico e proteger a célula solar. É feito de uma material plástico geralmente na cor branca. No caso de módulos solares chamados vidro-vidro, esta camada é substituída por uma camada de vidro especial.

Moldura de alumínio

Além de trazer robustez ao módulo, a moldura, geralmente feita em alumínio, é responsável por garantir uma montagem prática e segura. Ela evita que o módulo “torsa” danificando as células.

Caixa de junção

A caixa de junção é responsável por levar as conexões elétricas das células fotovoltaicas para o exterior. Ela fica na parte de trás do módulo e também já vem preparada com cabos e conector para fazer a interligação entre painéis.

Entre os insumos o de maior custo para o processo de fabricação de um módulo solar é a célula solar fotovoltaica. Ela representa mais da metade do custo de fabricação. Na sequência temos o vidro com maior parcela no custo, representando 10%. Na imagem 2 você confere as porcentagens relativas ao custo de fabricação do módulo para cada insumo.

Resumo do processo de fabricação

Um módulo solar fotovoltaico deve resistir por décadas! A garantia de eficiência dos fabricantes fica em torna de 25 anos. Após 25 anos o módulo deve ainda ter eficiência mínima de 80%. Para garantir essa eficiência o processo de fabricação deve ser bem controlado e com a melhor tecnologia.

Vamos ao passo a passo da fabricação?

Com os insumos em mãos o processo começa com a limpeza do vidro. Deve ser minuciosa para garantir que não fique bolhas no processo e o EVA descole do vidro. Numa segunda etapa é feita a interligação das células fotovoltaicas, a parte mais delicada de todo o processo. Elas são conectadas através de fios condutores de cobre ou alumínio.

Com o vidro extremamente limpo e a células interligadas, uma máquina posiciona as células sobre o vidro e o EVA. Este processo também é extremamente delicado, pois as células não podem sofrer danos no seu deslocamento e posicionamento.

Até aqui então foi montado a parte da frente do módulo: vidro, EVA e células. O próximo passo é soldar as células e criar a ligação elétrica entre elas. Este processo pode ser manual ou automatizado. Logo depois, a folha de EVA da parte de trás é posicionada e em seguida o backsheet.

Por fim os insumos estão prontos para a laminação, que vai dar a proteção ao módulo. É nesta etapa também que o EVA derrete e se funde ao módulo. A última etapa é fazer o corte das rebarbas, adicionar a caixa de junção e as molduras em alumínio.

Na imagem 3 temos o resumo do processo de fabricação de um módulo solar fotovoltaico.

Gostou de conhecer um pouco sobre os insumos e o processo de fabricação de uma placa solar fotovoltaica? Deixe seu comentário contando o que achou do nosso post.

Você sabia que é possível economizar mais de 90% na conta de energia com um sistema de energia solar fotovoltaico?

Fontes:
Jink Solar
PV Magazine
Portal Solar
Super Interessante

No mês de outubro fizemos a nossa primeira instalação chamada Ground Mount, que significa “montagem no solo”. Esse é um tipo de instalação em que as placas fotovoltaicas são colocadas em uma estrutura diretamente no chão e não no telhado, como geralmente são as instalações.

Esta estrutura foi projetada para as condições específicas do cliente e por isso possui uma alavanca no qual se pode mover as placas na melhor posição de geração de energia conforme a estação do ano.

Ground Mounté uma opção com bastante procura, pois pode ser incorporada no próprio jardim, valorizando o imóvel, bem como trazendo um charme para a residência.

Dessa forma, oferecemos soluções de estruturas solares personalizadas, de acordo com as condições exclusivas de cada local e levando em consideração a preferência do cliente, seja em solo, garagem ou no telhado.

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