Oversizing: o que é, e a sua importância em um sistema solar fotovoltaico!
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:
Garantir
uma maior eficiência do sistema, elevando a capacidade total do inversor com
maior frequência.
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.
Figura 1: curva de eficiência Inversor ABB-UNO-DM-3.3-TL-Plus. Fonte: manual do fabricante ABB.
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.
Figura 2: curva comparativa entre uma relação potência dos módulos versus potência do inversor maior (curva verde) e outra menor (curva rocha). Fonte: Solar Power Word, divulgado por ABB.
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.
Figura 3: sistema apresentando achatamento do topo da curva (clipping). Fonte: Ecoa Energias Renováveis.
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.
Entre em contato com a Ecoa Energias Renováveis se precisar de um orçamento para seu sistema solar fotovoltaicos por AQUI.
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:
Garantir
uma maior eficiência do sistema, elevando a capacidade total do inversor com
maior frequência.
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.
Figura 1: curva de eficiência Inversor ABB-UNO-DM-3.3-TL-Plus. Fonte: manual do fabricante ABB.
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.
Figura 2: curva comparativa entre uma relação potência dos módulos versus potência do inversor maior (curva verde) e outra menor (curva rocha). Fonte: Solar Power Word, divulgado por ABB.
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.
Figura 3: sistema apresentando achatamento do topo da curva (clipping). Fonte: Ecoa Energias Renováveis.
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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Investimento em locação de usina fotovoltaica na GD: contexto para o investidor
Em 2020 o setor fotovoltaico bateu recorde de investimentos com R$ 13 bilhões somando geração distribuída e centralizada. A expectativa é que durante este ano de 2021 seja investida a quantia de R$ 22,6 bilhões ao redor do país, R$ 17,2 bilhões destinados a geração distribuída. Veja mais expectativas para o ano no nosso post Energia solar fotovoltaica 2021: expectativa e projeções.
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A Ecoa Energias Renováveis possui um setor especialista em locação de usinas fotovoltaica na GD. Assim como outras empresas no mercado, atuamos na viabilidade destes projetos unindo investidores, locatários e terrenos. Funcionamos como uma incorporadora de usinas.
Este post tem como objetivo dar um panorama nacional sobre locação de usinas fotovoltaicas na geração distribuída no Brasil.
Base dos dados utilizados neste post
No ano passado a Greener divulgou seu estudo sobre Geração Distribuída referente ao primeiro semestre de 2020. Neste estudo, um dos tópicos abordados foram os grandes empreendimentos em GD. Foram entrevistadas empresas que trabalham com usinas de 1 MW até 5 MW de capacidade instalada e que estão sendo desenvolvidas para atuar no modelo locação de usinas.
Vale lembrar que a geração distribuída abrange micro e mini geradores de energia. A potência máxima para se enquadrar é de 5 MW.
Foco de atuação: modelos de locação de usina fotovoltaica
Quando falamos de investimentos em usinas solares fotovoltaicas por meio de locação do empreendimento, podemos dividir os modelos de geração em dois:
Autoconsumo remoto: este modelo permite o compartilhamento de créditos de energia entre dois ou mais imóveis distintos. A usina solar fotovoltaica gera energia em um ponto e envia em forma de créditos para um beneficiário (que no caso de locação seria o locatário). Neste modelo é necessário que as unidades consumidoras beneficiárias sejam todas do mesmo CNPJ e localizadas dentro da mesma área de concessão da geradora. Por exemplo, você pode ter uma empresa com diversas filiais no estado de Santa Catarina na área de concessão da Celesc e alugar uma usina solar para gerar energia para todas as filiais.
Geração compartilhada (cooperativa ou consórcio): neste modelo é possível que uma empresa se reúna a outras empresas distintas através de um consórcio, para que juntos aluguem uma usina e economizem em energia. Caso se deseje incluir pessoas físicas, esta seria por meio de uma cooperativa. Vale ressaltar que uma cooperativa pode ser formada também por pessoas jurídicas, porém neste caso são necessárias ao menos 20 pessoas físicas para a inclusão da primeira pessoa jurídica.
Apesar do modelo de geração compartilhada por cooperativa ou consórcio parecer num primeiro momento mais atrativo, visto que permite o beneficiamento para diferentes CNPJs, esta solução pode ser mais difícil de ser viabilizada. Existem custos fiscais para manter uma cooperativa ou consórcio e na análise financeira do negócio, estes custos podem ter um impacto significativo. Além disso, conforme o convênio 15/16, a isenção do ICMS não vale para unidades consumidoras de outra pessoa (física ou jurídica). Ou seja, a geração compartilhada não tem o benefício do ICMS.
A pesquisa da Greener mostra que 49% das empresas entrevistadas que atuam com locação de usinas utilizam exclusivamente o modelo de autoconsumo remoto. Outras 18% focam em geração compartilhada, enquanto 33% delas atuam em ambos os setores.
Usinas mapeadas: potência, e valores investidos
Quando somamos as usinas no formato de locação das empresas entrevistas pela Greener que estão em desenvolvimento, construção e operação chegamos a uma potência de 2,415 GW. Para ter uma referência da importância do modelo de locação, em 2020 o Brasil somou em potência instalada 7,4 GW considerando geração distribuída e centralizada. Então, vemos como é significativo o modelo de geração por locação de usinas.
Abaixo mostramos o gráfico da Greener com o status das usinas mapeadas pelo estudo.
Gráfico do status das usinas mapeadas pela Greener. Fonte: Estudo estratégico da geração distribuída no mercado fotovoltaico do 1º semestre de 2020 – Geeener.
Mas quanto isso representa em investimento? A Greener não apontou os valores, porém se consideramos o próprio estudo da Greener do segundo semestre, conseguimos ter uma ideia macro deste valor.
O preço médio no Brasil para o cliente final de usinas de solo entre 1 MW até 5 MW giram em torno R$ 3,72 por Wp. Temos 2,415 GW mapeados no modelo de locação de usinas (entre 1 MW e 5 MW), então podemos estimar um valor macro de investimento no Brasil na ordem de R$ 8,9 bilhões.
Esse valor é apenas uma referência do investimento em locação de usina fotovoltaica, visto que a pesquisa leva em consideração apenas as empresas entrevistadas e usinas entre 1 MW e 5 MW. Além disso, consideramos um valor médio geral de preço por Wp. Mas, podemos ver o potencial de investimento do modelo de locação no Brasil.
Prazo médio dos contratos e payback do investimento em locação de usina fotovoltaica
Agora vamos entrar mais nas especificidades de contrato de locação de usinas. Das empresas entrevistas pela Greener 42% trabalham com contratos de 5 a 10 anos.
O tempo de contrato escolhido por grande parte das empresas do setor não surpreende, visto que é próximo do tempo de retorno (payback) do investimento. Em geral, a Ecoa Energias Renováveis trabalha com contratos com tempo mínimo igual ou superior ao payback. É importante pois você garante ao investidor um locatário por tempo suficiente para pagar o investimento da usina.
Na região de Santa Catarina o tempo relativo ao payback de investimento em locação de usina solar fotovoltaica fica em torno de 7 anos.
Vale ressaltar que o estudo da Greener também mostrou que apenas 6% das empresas do setor trabalham com contratos sem fidelidade.
Desafios para o setor
Sabemos que o setor tem desafios técnicos de viabilidade importantes, mas vemos como um dos principais desafios a disseminação do modelo de negócio para além do público já inserido no mercado de energias.
Quando falamos em investimentos, por exemplo, no mercado imobiliário, o cenário já é nacionalmente mais conhecido, investidores estão acostumados à dinâmica de todo o processo. Esse é o grande desafio do setor: disseminar a ideia e mostrar como investir em locação de usinas solares é seguro e rentável.
Sistemas solares fotovoltaicos possuem vida útil superior a 30 anos, e no caso de grandes usinas solares temos um payback de investimento no modelo de locação em torno de 7 anos. O setor de energia solar fotovoltaica cresce exponencialmente a cada ano e só em 2020 foram investidos cerca de R$ 13 bilhões.
Quer investir em energia solar fotovoltaica? Entre em contato com nosso time especialista em viabilização de grandes usinas solares fotovoltaicas clicando AQUI.
Energia solar fotovoltaica para residência: tudo que você precisa saber para começar a gerar sua própria energia!
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:
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!
Imagem 1: esquema de um sistema fotovoltaico em residência.
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.
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.
Imagem 2: em destaque histórico de consumo de uma fatura de energia da Ecoa Energias Renováveis.
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.
Imagem 3: sistema Ecoa Energias Renováveis instado em uma residência.
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.
Imagem 4: sistema Ecoa Energias Renováveis instalado com correção de ângulo.
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.
Imagem 5: inversor fotovoltaico de um sistema Ecoa Energias Renováveis.
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.
Tipos de estrutura de fixação para sistema fotovoltaico
Podemos resumir a composição de um sistema fotovoltaico em três grandes itens: módulos fotovoltaicos, inversor fotovoltaico e estrutura de fixação. Como o inversor e os módulos são os grandes responsáveis por transformar e gerar a energia do sistema, as estruturas de fixação acabam sendo pouco comentadas.
O que precisamos lembrar é que as estruturas de fixação têm o papel importante de garantir a longevidade, vida útil e segurança do sistema solar fotovoltaico.
A função das estruturas de fixação, como o próprio nome diz, é garantir a união entre os módulos fotovoltaicos e o local de sua instalação (telhado ou solo). A estrutura também deve garantir o correto posicionamento e inclinação dos módulos fotovoltaicos conforme previsto e dimensionado em projeto.
Um projetista especialista deve fazer o dimensionamento correto de cada estrutura, garantindo que ela assegure o sistema mesmo contra fortes intempéries.
Composição da estrutura de fixação e tipos de suporte para sistema fotovoltaico
Geralmente as estruturas de fixação são feitas de alumínio ou aço inoxidável. Nunca utilize estruturas com baixa proteção como aço carbono. Na Ecoa Energias Renováveis trabalhamos apenas com estruturas em alumínio.
Podemos separar os tipos de suporte de sistema em três:
perfis: estruturas principais;
suportes de fixação: função de unir os perfis ao telhado;
ganchos intermediários ou finais: função de unir os módulos ao perfil.
Cada tipo de estrutura varia conforme especificidades de cada projeto, que variam principalmente conforme local e material onde ocorrerá a instalação.
Montagem em telhado
Na Geração Distribuída um dos tipos mais utilizados de instalação é sistemas fotovoltaicos em telhado, também conhecido como instalações rooftop.
Nesse tipo de instalação a estrutura de fixação irá variar conforme tipo de telha em que o sistema será instalado.
Telha de barro
Nas telhas de barro (como as cerâmicas) existem dois principais modelos utilizados:
Modelo gancho: é fixado no caibro e passa por entre as telhas. um perfil é então fixado ao gancho e os módulos fotovoltaicos são fixados no perfil.
Foto 1: modelo estrutura de fixação tipo gancho. Fonte: Portal Solar.
2. Modelo com Parafuso Prisioneiro: o parafuso é colocado na onda superior da telha e passa até atingir o caibro onde é fixado.
Foto 2: modelo estrutura de fixação parafuso prisioneiro em sistema ECOA. Fonte: banco de imagens Ecoa Energias Renováveis.
O modelo gancho tem a vantagem de não precisar furar as telhas. Porém, nos anos de experiência da Ecoa Energias Renováveis, percebemos que os chamados de pós-obra para vazamentos em telhados eram maiores para este modelo de fixação. Hoje usamos o sistema com parafuso prisioneiro e vedamos ao redor do parafuso com poliuretano, o que evita infiltrações.
Telha fibrocimento
O modelo de fixação utilizado em telha fibrocimento geralmente é modelo com parafuso prisioneiro. Podemos dizer que este modelo de fixação pode ser usado para uma grande quantidade de modelos de telhas, desde que seja garantido a estanqueidade.
Essas coberturas podem possuir diversos modelos de telhas metálicas e por isso uma série de opções diferentes e adaptadas de estruturas de fixação. Destacamos dois principais modelos:
Supercola: é utilizada apenas em telhas metálicas. Basicamente a interface da estrutura de fixação é literalmente colada direto sobre as telhas. A cola deve ser específica para esta fixação.
Estrutura convencional: é aquela onde usaremos as estruturas de ganchos e terminais fixados em perfis. O modelo varia conforme tipo de telha. Abaixo mostramos um modelo para telhas metálicas onduladas ou trapezoidais:
Foto 4: modelo estrutura de fixação em telha metálica em sistema ECOA. Fonte: banco de imagens Ecoa Energias Renováveis.
A Ecoa Energias renováveis não utiliza o sistema com Supercola. Vemos que existem muitas variáveis passíveis de erro deste modelo para garantir a correta fixação do sistema como: superfície extremamente limpa e seca.
Montagem em laje
Quando a estrutura tiver que ser fixada diretamente em laje, o mais indicado é trabalhar com estrutura dos perfis em forma de triangulo. Para a fixação na laje dois modelos podem ser considerados:
Estrutura parafusada ou concreta na laje: quando o sistema fotovoltaico é projetado junto com a edificação que irá recebe-lo, o ideal é fazer a concretagem da espera do suporte de fixação junto a concretagem da laje.
Lastros de concreto: a estrutura é fixada em lastros de concreto, que garante a fixação da estrutura com o seu peso próprio.
Foto 5: sistema solar fotovoltaico instalado pela ECOA no Ágora Tech Park. Fonte: banco de dados Ecoa Energias Renováveis.
Montagem em solo
Geralmente sistemas fotovoltaicos fixados em estrutura de solo são de maior porte. Na Geração Centralizada este é o principal tipo de estrutura de fixação utilizado. Também vemos forte utilização na Mini Geração Distribuída.
As estruturas em solo podem ser fixadas com lastros de concreto (semelhante a instalação mostrada em laje), mas a maior parte dos projetos a estrutura é fixada em bases de concreto ou estacas.
Em estruturas de solo é possível fazer a instalação de um dispositivo chamado tracker. Esse equipamento faz com que os módulos fotovoltaicos mudem de orientação ao longo do dia, seguindo o movimento do sol. Para saber mais sobre tracker acesso no post clicando aqui.
Foto 6: usina solar fotovoltaica instalada pela ECOA para a Confeitaria Semente da Terra. Fonte: banco de dados Ecoa Energias Renováveis.
Estacionamento com cobertura de módulos fotovoltaicos
Uma alternativa bastante utilizada é usar a área de estacionamento descoberto para instalar os módulos do sistema fotovoltaico. Este modelo de fixação pode tornar o sistema mais custoso como um todo. Mas, lembre-se que você estará garantindo também cobertura para os carros. Então, ambas as funções e soluções que o sistema trará devem ser colocadas na “balança”.
Foto 7: sistema solar fotovoltaico instalado pela ECOA no Restaurante Glória. Fonte: banco de imagens Ecoa Energias Renováveis.
Outras aplicações
Um exemplo de fixação que difere das mais usuais são os casos de usinas flutuantes, sistemas fotovoltaicos em fachadas de edifícios, sistemas utilizados como brises de fachadas e entre outros.
Vale ressaltar que quanto mais complexa a utilização, mais critérios devem ser avaliados em projeto.
Foto 8: exemplo de usina flutuante no Brasil. Fonte: Portal Solar.
Conclusão
Mostramos neste post os principais modelos de estrutura de fixação para sistema solares fotovoltaicos. Podem existir uma série de diferentes soluções conforme especificidades de cada projeto.
Para os consumidores, é importante garantir a qualidade do material e do fornecedor. Vale questionar ao fornecedor se o produto é especificado para atender ao mercado brasileiro e se o sistema suporta ventos de até 120km/h.
Devido à importância das estruturas de fixação quanto a segurança e integridade do sistema, é necessário projetar sua estrutura com profissionais especialistas. Não fabrique sozinho sua estrutura ou compre de locais que não são especializados em sistemas solares fotovoltaicos. Sua estrutura deve resistir a forças estáticas, mecânica, a corrosão e entre outros. São muitos fatores a serem calculados e levados em consideração.
Se precisar instalar um sistema solar fotovoltaico conte com a Ecoa Energias Renováveis. Converse com nossos especialistas clicando AQUI.
O inversor com >30% de sua capacidade ajuda a dissipar a energia reativa para não ser contabilizada pela concessionária e cobrar na fatura. (On Grid).
Ficaria até melhor para um pequeno acréscimo de módulos ao longo dos elétricos novos que por ventura a casa adicionar!
O inversor com >30% de sua capacidade ajuda a dissipar a energia reativa para não ser contabilizada pela concessionária e cobrar na fatura. (On Grid).
Ficaria até melhor para um pequeno acréscimo de módulos ao longo dos elétricos novos que por ventura a casa adicionar!
Estou certo!??🇧🇷🥇😂