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:

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

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

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

Oversizing: curva de eficiência Inversor ABB-UNO-DM-3.3-TL-Plus. Fonte: manual do fabricante ABB.
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.

Oversizing: curva comparativa entre uma relação potência dos módulos versus potência do inversor maior (curva verde) e outra menor (curva rocha)
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.

Oversizing: sistema apresentando achatamento do topo da curva (clipping). Fonte: Ecoa Energias Renováveis.
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.

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

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

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

Como saber qual a potência dos módulos e do inversor?

Para começar, um sistema solar fotovoltaico é composto pelos módulos fotovoltaicos, responsáveis por captar a radiação solar. Também faz parte do sistema o inversor fotovoltaico, equipamento responsável por transformar a corrente de contínua para alternada possibilitando o uso em nossa rede elétrica. Se você conhece pouco sobre o assunto aconselhamos a leitura do nosso e-book ‘Energia Solar Fotovoltaica para Iniciantes’.

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

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

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

Como é feito o dimensionamento de um sistema solar fotovoltaico?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Por que é importante considerar o orversizing?

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

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

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

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

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

Oversizing: curva de eficiência Inversor ABB-UNO-DM-3.3-TL-Plus. Fonte: manual do fabricante ABB.
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.

Oversizing: curva comparativa entre uma relação potência dos módulos versus potência do inversor maior (curva verde) e outra menor (curva rocha)
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.

Oversizing: sistema apresentando achatamento do topo da curva (clipping). Fonte: Ecoa Energias Renováveis.
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.

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    Um sistema solar fotovoltaico é composto principalmente por módulos fotovoltaicos, inversor solar fotovoltaico, estrutura de fixação dos módulos e material elétrico. O inversor é um dos equipamentos mais importantes, isoladamente é a peça mais cara do sistema e funciona como se fosse o cérebro do sistema fotovoltaico.

    O que é um inversor solar fotovoltaico?

    Os módulos fotovoltaicos recebem radiação solar e geram uma corrente contínua de energia elétrica. Portanto, o inversor solar fotovoltaico é o equipamento responsável por transformar essa corrente contínua em alternada, possibilitando seu uso na rede elétrica. Também é o inversor que limita a potência de saída do sistema.

    Onde o inversor solar fotovoltaico é instalado?

    Cada projeto possui seus diferencias, então cabe ao projetista definir o melhor lugar para colocar o inversor fotovoltaico. O equipamento deve ficar entre os módulos fotovoltaicos e quadro geral elétrico do estabelecimento. Questões como distâncias entre os equipamentos devem ser analisadas, para otimizar o máximo possível também os gastos com cabeamento elétrico, por exemplo.

    Os inversores de melhor qualidade no mercado possuem nível de proteção IP65, o que quer dizer que o equipamento é à prova de poeira e protegido contra jatos de água. Mas, mesmo assim, é indicado sua instalação em local protegido do sol e da chuva, para aumentar a vida útil do equipamento.

    Em projetos maiores que exigem inversores mais robustos, pode ser necessário ter uma sala como uma central de inversores. É importante informar que pequenos inversores geram pouquíssimo ruído, já inversores maiores podem gerar um ruído maior. Então, também é aconselhável manter o equipamento distante de salas ou quartos onde o silêncio total seja necessário durante o dia.

    O local de instalação também irá variar principalmente conforme modelo do inversor. Iremos abordar este tema nos próximos tópicos.

    Modelos de inversor fotovoltaicos:

    Conforme modelo do sistema solar fotovoltaico, os inversores se enquadram em três tipos:

    1. Grid-tie ou On-grid: é um inversor para sistemas fotovoltaicos conectado à rede. Ou seja, não servem para sistemas movidos a bateira. São os mais utilizados do mercado, visto que é o modelo de sistema com maior adesão devido ao seu custo-benefício. Programados para desligarem automaticamente, em casos de queda ou instabilidade mais significativa de energia.
    2. Off-grid: é um inversor desenvolvido para sistemas movidos a bateria. É o modelo de sistema fotovoltaico usado em áreas isoladas onde não chega energia elétrica da concessionária.
    3. Híbridos: são equipamentos que funcionam para sistemas off-grid em simultaneidade com on-grid. Ou seja, ele possui tanto conexão a um banco de baterias, quanto à rede elétrica. O modelo é interessante, mas infelizmente ainda possui um custo muito elevado de aquisição em relação as outras soluções, bem como sua homologação pelas concessionárias de energia são mais restritas.

    A ECOA não oferece soluções para inversores off-grid ou híbridos, sendo nosso foco de atuação somente os inversores on-grid.

    Inversor solar fotovoltaico grid-tie

    Como este tipo de inversor fotovoltaico é o mais utilizado em todo o mundo, e também é o modelo comercializado pela Ecoa Energias Renováveis, vamos abordar os modelos de inversores existentes que são do tipo grid-tie, conectados à rede.

    1. Inversor solar string: é o modelo de inversor mais usado em residências, comércios e indústrias. Representa cerca de 50% de toda a comercialização de inversores do mundo. Conforme tamanho da instalação pode haver mais de um inversor string. O termo string se refere a fileiras de módulos fotovoltaicos. Cada uma das fileiras é, comumente, chamada de string.
    2. Micro-inversor solar: é um modelo dimensionado para atender módulos fotovoltaicos de forma individual. Então, diferente do inversor string, cada módulo possui um inversor, ou ele pode atender diversos módulos, porém todos com entradas individuais e não em fileiras como o de string.
    3. Inversor solar central: são basicamente inversores string de alta potência. Não existe uma definição que fala a partir de qual tamanho um inversor string é considerado um inversor central. Mas basicamente é um termo mais utilizado para grandes usinas solares, com inversores a partir de 1 MW.

    Principais diferenças entre o inversor string e o micro-inversor

    Conforme comentamos, em sistemas com inversor string, os painéis fotovoltaicos são ligados em série, sendo depois ligados através de cabos de corrente contínua ao inversor string. Já nos micro-inversores os módulos possuem saídas individualizadas.

    Outra diferença importante é que os micro-inversores são instalados junto aos módulos fotovoltaicos, que ficam geralmente no telhado. Enquanto o inversor string é instalado em parede.

    Para exemplificar o que falamos, seguem imagens abaixo.

    Imagem 1: diferenças no arranjo entre micro-inversores e inversor string.

    Não existe entre estes dois modelos um que seja melhor e outro pior. Isso irá depender das características de cada projeto e o quanto você está disposto a investir. Ambos possuem a mesma função no sistema. Mas, quais são as vantagens e desvantagens de cada um deles?

    Micro-inversor

    • Vantagens: permite analisar a geração de energia dos módulos de forma isolada. A produção de energia também é por módulo e não por string. Então, em caso de apenas um módulo estar com sombra, somente este módulo terá sua geração prejudicada.
    • Desvantagens: mais caros que os inversores string quando comparados a mesma potência de sistema. Geralmente, são instalados em telhados, junto aos módulos, e se acaso for necessário manutenção o acesso pode ser mais dificultoso. Desse modo, por serem mais novos no mercado, não possuem muitas marcas disponíveis com aprovação do Inmetro no Brasil.

    Inversor string

    • Vantagens: sua instalação é feita em local de fácil acesso. São mais baratos em comparação a mesma potência de sistema do que micro-inversores. Possuem modelos e marcas mais diversificados no mercado, sendo os mais utilizados.
    • Desvantagens: não é possível analisar a geração de energia por módulo, apenas por string (fileiras de módulos). Se um módulo sofre incidência de sombra, os módulos ligados na string também são prejudicados.

    O que considerar na hora de escolher um inversor fotovoltaico?

    Comentamos que o melhor inversor varia de acordo com certas especificidades de projeto. No geral micro-inversores podem ser uma boa opção em telhados com muito sombreamento, ou com diferentes angulações e ainda em sistemas menores de 1,5 kWp. Então suas características o tornam mais viáveis e populares em residências de baixo consumo. Em grandes projetos onde dispomos de boa área para trabalhar a disposição de módulos e livre de sombras, a escolha geralmente mais viável são inversores string.

    O melhor é ter profissionais capacitados para avaliar o seu projeto em específico. Não temos como generalizar essa escolha. Como já falamos em outros posts, não existe receita de bolo na hora de dimensionar e escolher os equipamentos para seu projeto.

    Em suma, o importante é garantir que você está escolhendo uma marca e parceiros com eficiência comprovada e com grande confiabilidade.

    Fabricantes de inversores solares fotovoltaicos

    Algumas marcas aparecem como referência no mercado mundial. Já que temos algumas variações da escolha da marca quanto ao tamanho do sistema e também a localização. Assim, algumas marcas são mais populares em alguns países, enquanto perdem mercado em outros. No entanto, existem marcas mais focadas em grandes usinas, e outras com foco mais em inversores de menor potência.

    Mas os grandes nomes de fabricantes como ABB/FIMER, Fronius, SMA e Sungrow já possuem solidez no mercado e geralmente aparecem entre as cinco marcas mais utilizadas no mundo todo.

    A Ecoa Energias Renováveis comercializa inversores fotovoltaicos string da marca ABB/FIMER. A empresa europeia FIMER está no mercado de inversores desde 1983. Ela adquiriu a divisão de inversores da ABB em 2019. Assim, em agosto deste ano, a conclusão da venda desta divisão foi oficialmente finalizada e a FIMER se tornou com isso a quarta maior fabricante de inversores solares do mundo.

    O foco da FIMER é investir cada vez mais em novas tecnologias, dessa forma, trazendo inovação ao mercado. Para conhecer mais sobre a fusão entre ABB e FIMER acesse nosso post sobre o assunto clicando AQUI.

    Para saber mais sobre energia solar fotovoltaica fale com nossos especialistas por AQUI.

    Continue lendo
    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:

    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!

    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.

    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.

    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.

    Sistema fotovoltaico 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.

    Continue lendo
    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:

    1. perfis: estruturas principais;
    2. suportes de fixação: função de unir os perfis ao telhado;
    3. 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:

    1. 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.

    Foto 3: modelo estrutura de fixação parafuso prisioneiro. Fonte: Portal Solar.

    Coberturas metálicas

    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:

    1. 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.
    2. 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:

    1. 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.
    2. 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.

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    Como funciona o sistema fotovoltaico on-grid (conectado à rede)

    No sistema On grid, os módulos fotovoltaicos fazem a conversão direta da luz solar para eletricidade. Esses painéis solares (fotovoltaicos) são conectados em um inversorque transforma a energia elétrica oriunda dos painéis fotovoltaicos para o padrão da rede (corrente alternada).

    A partir do inversor,a energia vai então para o quadro de luz e será distribuída para o estabelecimento e todos seus utensílios e eletrodomésticos. Sendo assim, os equipamentos passam a utilizar energia gerada pelo sistema fotovoltaico, acarretando em uma redução do consumo da distribuidora e consequente redução do valor pago na conta de luz, podendo chegar em até 90% de economia!

    Todo excedente de energia gerada pelo sistema, medido pelo relógio bidirecional, vai para a rede da distribuidora e gera créditos para o próprio estabelecimento (válidos por até 60 meses), ou podendo abater o consumo em outro local de sua escolha. Para isso, basta que a conta de energia do imóvel esteja no mesmo nome ou CPF/CNPJ e faça parte da mesma concessionária de energia.

    Quer saber mais ou esclarecer dúvidas? Deixa uma mensagem ou fale com um de nossos consultores por aqui. Estamos à disposição para atender você!

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    Comentários

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    1 thought on “Oversizing: o que é, e a sua importância em um sistema solar fotovoltaico!”

    1. Carlos Alberto Gomes dos Santos

      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!??🇧🇷🥇😂

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