No nosso último post contamos um pouco sobre o processo de fabricação das placas solares e os seus insumos, você pode ler ele AQUI. Hoje vamos falar um pouco sobre o mercado e quem são os fabricantes mais atuantes.

Os maiores fabricantes de módulos solares do mundo

Para começar, apontar com toda a certeza os maiores fabricantes de módulos solares do mundo não é uma tarefa fácil. Hoje, diversas empresas terceirizam parte de sua produção, o que pode “confundir” um pouco os dados gerados. Às vezes, vemos empresas com remessas de módulos superiores ao número de produção, ou vice-versa. Além disso, outro desafio, é a divulgação ou não dos dados relatados pelas empresas do setor fotovoltaico.    

Dito isso, vale ressaltar que a diferença entre os 10 primeiros colocados do ranking é modesta em relação ao 11º. O que nos permite concluir que a estimativa divulgada dos maiores fabricantes de 2018 está correta. Abaixo segue a lista. 

A posição do primeiro colocado não é questionada e nem é uma surpresa. A JinkoSolar ainda tem uma diferença modesta em relação a segunda colocada, JA Solar. Vale lembrar que a JA Solar em 2017 ocupava a 4ª posição do ranking, tendo uma melhora significativa.

Fica nítido também a dominância do mercado asiático, principalmente o chinês, na fabricação de módulos fotovoltaicos. Destacamos que a Canadian Solar, apesar de ter o Canadá como país de origem, tem sua maior fabricação de módulos na China. Da lista, quem realmente aparece fora do mercado asiático é a First Solar, empresa americana.

Domínio dos chineses na fabricação de painéis solares: entenda

Nove entre as dez empresas citadas são de operação asiática. Ainda, a China representa cerca de 90% da fabricação de módulos solares fotovoltaicos. Mas, por qual motivo?

A principal razão, além é claro de a China ser uma potência mundial econômica, é o próprio mercado chinês. Devido aos incentivos fiscais e competitividade no país, apenas fabricantes chineses fornecem para a China. Além disso, só a China consome aproximadamente 50% da produção global de módulos fotovoltaicos, atualmente.

Então, podemos estimar que os fabricantes chineses continuarão dominando o mercado por pelo menos a próxima década.

Market Share no Brasil

Já falamos dos líderes mundiais de fabricantes de módulos fotovoltaico. Mas será que o mercado brasileiro é dominado pelos maiores do mundo?

Para esta análise, separamos dados da pesquisa da Greener divulgados no começo de 2019, que mostram o Market Share de módulos fotovoltaico no Brasil. Os dados são referentes a importação somados a fabricação nacional.

Vemos uma dominância da Canadian Solar no mercado brasileiro. Uma parcela disso se deve ao fato da empresa ter fábrica de módulos fotovoltaicos no Brasil, o que a enquadra nos requisitos de financiamento do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social – BNDES, uma vez que atende preenche o conteúdo mínimo de nacionalização do produto.

A Canadian em 2016 inaugurou em Sorocaba a maior fábrica de módulos fotovoltaicos do Brasil. A planta tem a capacidade de entregar anualmente cerca de 400 MW de módulos feitos no Brasil. A Ecoa Energias Renováveis já visitou a fábrica, confira AQUI.

As cinco fabricantes que aparecerem nos dados da Greener como dominantes do mercado brasileiro, estão entre as oito maiores do mundo.

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Capilaridade das empresas no Brasil

Diferente do Market Share, que fala em quantidade de módulos quem domina o mercado, a capilaridade mostra a porcentagem das empresas que utilizam determinada marca do módulo. A seguir, apresentamos gráfico com os dados divulgados pela Greener:

Sem surpresas a Canadian Solar segue como sendo preferência na maioria das empresas do setor. A BYD que não aparece entre as cinco com maior participação do mercado, aparece em segundo lugar como escolha da maioria das empresas.

“Isso se deve ao alto reconhecimento tecnológico que a BYD oferece ao seu público. A marca é renomada mundialmente e é líder na fabricação de carros elétricos no mundo. No Brasil, a BYD traz essa pegada mais tecnológica quando fornece módulos half-cell e vidro-vidro, por exemplo.” Explica Fábio Luciano Chaves, um dos acionista da Ecoa Energias Renováveis.

Tendência do mercado para os próximos anos

O mercado de energia solar fotovoltaica continua crescendo exponencialmente. Diversos fabricantes surgem para atender estas demandas. Porém, as empresas citadas neste post já são consolidadas e devem se manter por muito tempo entre os grandes nomes de fabricantes de módulos fotovoltaicos.

“Do ponto de vista de tecnologia, atualmente os módulos solares fotovoltaicos são vistos como comodities e sofrem influência impactante com a variação do dólar. Atualmente a Ecoa Energias Renováveis comercializa em seus projetos marcas Tier 1, que representam maior confiabilidade no que diz respeito à saúde financeira das empresas que estão nessa lista.” Analisa André Krause, também acionista da Ecoa Energias Renováveis.

Uma das conclusões divulgadas pela Greener no relatório 2019/01 é que “Apesar do forte crescimento da Geração Distribuída em 2018, a geração de energia elétrica proveniente de sistemas fotovoltaicos conectados à rede ainda representa menos de 0,3% da energia elétrica consumida no mercado cativo no Brasil. Dessa forma, é possível notar que ainda há espaço para forte crescimento do mercado.”

Fontes:
PV Maganize
Portal Solar
PV Tech
G1
Greener

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.

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.

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.

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.