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

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

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

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

Como acessar o demonstrativo

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

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

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

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

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

Entendendo o conteúdo do demonstrativo

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

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

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

Agora vamos explicar o que compõe cada um desses itens.

• Cabeçalho composto por:

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

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

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

• 2. Total de créditos expirados no ciclo de faturamento

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

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

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

• 4. Última fatura

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Algumas observações finais importantes

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

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

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

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

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

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

Neste post vamos falar sobre Módulos Solares Fotovoltaicos.

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

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

Célula fotovoltaica

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

Material encapsulante – EVA

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

Vidro temperado especial

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

Backsheet

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

Moldura de alumínio

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

Caixa de junção

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

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

Resumo do processo de fabricação

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

Vamos ao passo a passo da fabricação?

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

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

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

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

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

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

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

Fontes:
Jink Solar
PV Magazine
Portal Solar
Super Interessante

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

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

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

Do que é composto um sistema solar fotovoltaico?

Podemos dividir um sistema fotovoltaico em seis grandes itens:

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

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

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

Como funciona um sistema de energia solar fotovoltaica para residência?

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

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

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

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

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

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

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

Como o sistema é dimensionado para minha residência?

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

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

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

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

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

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

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

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

Em qual local da minha residência os equipamentos são instalados?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

O Brasil é o país com maior incidência de descargas atmosféricas (raios) do mundo. De acordo com os dados do Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), 78 milhões de raios caem todos os anos no Brasil.

Apesar disso, a chance de uma pessoa morrer atingida por um raio no Brasil ao longo de sua vida é de um em 25.000. Além do risco de vida, que é a maior preocupação, existe a possibilidade de danos materiais ocasionados por descargas atmosféricas, que são mais comumente relatados por empresas e pessoas.

Diante deste cenário, é normal que pessoas se preocupem com a proteção contra raios no seu sistema solar fotovoltaico. Afinal, geralmente os módulos fotovoltaicos são instalados em telhados ou em solo, em terrenos descampados.

Então, como proteger um sistema solar fotovoltaico contra descargas atmosféricas?

Se meu sistema solar fotovoltaico for atingido por um raio o que acontece?

A garantia de performance dos fabricantes da maioria dos módulos fotovoltaicos é entre 25 a 30 anos. Caso um raio atinja os módulos fotovoltaicos eles podem ter sua performance reduzida ou até mesmo sofrer danos irreparáveis.

Por isso existem as medidas de proteção contra descargas atmosféricas e outros surtos elétricos que veremos a seguir.

Normas aplicáveis a sistema fotovoltaicos sobre equipamento de proteção de descargas atmosféricas (raios)

Tratando-se de normas brasileiras, não existe ainda uma norma técnica aplicável exclusivamente a sistemas solares fotovoltaicos. Existe a norma “ABNT NBR 5419:2015 Proteção contra descargas atmosféricas” que trata sobre o item de forma geral para qualquer tipo de edificação e também a norma “ABNT NBR 16785:20197 Proteção contra descargas atmosféricas – Sistemas de alerta de tempestades elétricas”.

Lembramos também que a instalação de sistemas fotovoltaicos deve obedecer a norma “ABNT NBR 5410, Instalações elétricas de baixa tensão”.

Com base na NBR 5419, a avaliação das medidas protetivas necessárias, parte da avaliação do risco, enquadrados pela norma em quatro modelos.

• R1: risco de perda de vida humana
• R2: risco de perda de serviço ao público
• R3: risco de perda de patrimônio cultural
• R4: risco de perda de valores econômicos

Para cada um desses riscos devem ser calculados índices. Diversos parâmetros são considerados para obter estes índices, como localização, estruturas já existentes e entre outros. Com base nos valores obtidos, a norma estipula quais medidas preventivas são necessárias para tornar os riscos menores do que o risco tolerável.  

Estes riscos e a determinação das medidas preventivas necessárias devem ser estipulados por um projetista capacitado. Ele tem condições de analisar a norma, avaliar a incidências de descargas atmosféricas na região e dimensionar o sistema de proteção mais adequado.

Além desta norma, existem normas de referência internacional que podem ser analisadas, conforme complexidade da usina fotovoltaica a ser instalada.

Tipos de descargas atmosféricas que devem ser avaliadas

Quando os riscos do item anterior são analisados, eles devem levar em consideração ao menos  5 possíveis cenários de descargas atmosféricas, são eles:

• Descarga direta na estrutura;
• Descargas próximas à instalação;
• Descargas diretas a uma linha conectada a estrutura;
• Descargas próximas a uma linha conectada a estrutura; e
• Descargas atmosféricas em outra estrutura na qual a linha da primeira está conectada.

Também todo o entorno do sistema fotovoltaico deve ser analisado e não somente o sistema em si. Desde estruturas já existentes até o próprio meio ambiente. O sistema está em zonas descampadas? Próximos a grandes colinas? Quando tratamos de grandes sistemas fotovoltaicos, deve-se inclusive separar o sistema por zonas, para assim analisar os riscos para cada situação especificamente.

Densidade das descargas atmosféricas

Outro fator muito importante é a densidade da descarga atmosférica na região onde o sistema será instalado. O anexo F da parte 2 da NBR 5491 possui um mapa onde é possível ver estes índices. Abaixo vemos um mapa semelhante ao da norma. Percebemos que cada região possui características diferentes em relação as descargas atmosféricas.

Quais são os sistemas de proteção mais comum aplicados?

Ao dimensionar um Sistema de Proteção de Descargas Atmosféricas (SPDA) e outros equipamentos de proteção contra surtos, alguns elementos de proteção devem ser considerados. Abaixo veremos os principais.

1. Sistema de aterramento

O aterramento é basicamente um sistema que funciona transmitindo qualquer carga “extra” do sistema para o solo (terra). A ideia é que toda a edificação e estrutura forme uma malha de aterramento, unindo todos os pontos que podem sofrer com descargas elétricas até a terra.

2. Dispositivo de Proteção contra Surtos (DPS)

O DPS também é um dispositivo que protege o sistema e seus equipamentos contra sobrecargas, sejam elas descargas atmosféricas, chaveamentos na rede elétrica (que pode ser um liga e desliga da concessionária, por exemplo) ou liga e desliga de motores elétricos.

A função do DPS é desviar o surto (sobrecargas) para a terra e deixar passar apenas a tensão que os equipamentos instalados são capazes de suportar. Ele fecha um curto circuito entre fase e terra desviando a corrente para o sistema de aterramento.

No sistema fotovoltaico deve-se ter pelo menos um DPS entre os módulos fotovoltaico e o inversor, e pelo menos um DPS entre o inversor e a rede elétrica. Dessa forma você protege tanto descargas provenientes da corrente contínua (que vem dos módulos), quanto da corrente alternada (que sai do inversor, e também vem da rede elétrica). Veja o esquema abaixo para entender.

Alguns inversores podem vir com o DPS do fotovoltaico (DPS FV) integrado. É o caso de inversores de potência acima de 10 kWp da marca ABB, que a Ecoa Energias Renováveis comercializa. Neste caso o inversor já possui proteção interna que faz a função do DPS FV.

Em alguns sistemas fotovoltaicos o DPS FV também pode vir acoplado a String Box (equipamento que recebe todo o arranjo, cabeamento, dos módulos fotovoltaicos).

Em grandes usinas solares fotovoltaicas o equipamento que recebe o arranjo dos módulos é chamado de String Combiner, ele também pode vir com DPS do fotovoltaico já integrado.

No esquema, também mostramos o DPS do quadro medidor, que é obrigatório por norma independente do estabelecimento possuir ou não fotovoltaico.

Existem diversos modelos e classes de DPS que são comercializados, apenas um profissional habilitado poderá dimensionar a proteção mais adequada para seu sistema fotovoltaico.

3. Para-raios:

Assim como os outros equipamentos de proteção, a função do para-raios é direcionar o excesso de descargas elétrica até o solo através da malha de aterramento. A diferença é que ele funciona de forma a atrair diretamente para si as cargas elétricas que cairiam sobre os equipamentos ou a edificação, evitando o impacto direto.

Um ponto relevante é tomar muito cuidado com o posicionamento destes equipamentos, para gerarem o mínimo de sombra possível nos módulos fotovoltaicos.

Vale ressaltar que o uso de para-raios é mais comum em usinas de grande porte situadas em regiões onde a densidade de descargas elétricas é muito alta.

3. Outros dispositivos

Ainda podem existir outros dispositivos para ajudar a mitigar riscos e danos ocasionados por descargas elétricas. Se a planta fotovoltaica possui uma operação em larga escala, onde manutenções preventivas são mais comuns, pode ser necessário instalar sistemas de detecção e alertas de raios. Estes se enquadram na norma “NBR 16785:2019 Proteção contra descargas atmosféricas – Sistemas de alerta de tempestades elétricas”.

O objetivo destes sistemas de aviso é principalmente preservar a vida humana. Geralmente as grandes usinas fotovoltaicas são em locais abertos e pode ser necessário deslocar funcionários e outras pessoas que estejam na área para áreas abrigadas durante uma tempestade.

Diferenças mais comuns entre grandes usinas fotovoltaicas e projetos residenciais

O quanto uma usina gera de energia solar fotovoltaica está diretamente ligado, entre outros fatores, a área de captação da radiação solar, ou seja, a área dos módulos fotovoltaicos. Quanto maior a área da usina, de forma generalista, mais suscetível a descargas atmosféricas a usina estará.

Quando falamos de sistemas residenciais geralmente a instalação do sistema fotovoltaico acontece em estruturas já previamente existentes. Nestes casos um profissional habilitado deve analisar a proteção contra descargas atmosféricas já existente na edificação e projetar medidas adicionais que funcionaram em conjunto após o sistema instalado.

No geral, a malha de aterramento de sistemas fotovoltaicos para residências é conectada diretamente na malha de aterramento já existente. Lembrando que um profissional habilitado deve validar se a malha existente tem condições de receber essa conexão. Além disso, é necessário o uso de DPS antes e depois do inversor fotovoltaico, conforme descrevemos no item 2. Já o uso de para-raios em sistemas fotovoltaicos residências é extremamente raro, já que a possibilidade de o sistema receber uma descarga direta é muito baixa.

Em se tratando de grandes usinas os cuidados devem ser redobrados. Geralmente são localizadas em terrenos descampados, muitas vezes em áreas agrícolas que podem possuir maior incidência de descargas atmosféricas. Nestes casos a usina terá sua própria malha de aterramento e pode ser necessário uso de para-raios, e, também de sistemas de alerta e avisos de tempestades.

Independente do tamanho da usina fotovoltaica uma boa prática é utilizar a própria estrutura metálica da usina para levar hastes de aterramento até o solo, ajudando a dissipar sobrecargas elétricas.

Análise de custo dos sistemas de proteção versus possíveis danos ao sistema

Em todo o projeto de sistema de proteção contra descargas atmosféricas é necessário avaliar a relação entre o custo da proteção em relação as possíveis perdas com ou sem as medidas protetivas.

Por isso, não é comum vermos para-raios em sistemas residências, por exemplo. A probabilidade de um raio cair em um sistema residencial é tão pequena que não vale o investimento neste tipo de sistema protetivo. O que temos que garantir sempre é eliminar o risco de perda de vida humana.

Já para usinas maiores, como o custo de todo o projeto em si já é mais elevado, pode fazer sentido a instalação até mesmo de medidas preventivas adicionais as estipuladas por norma.

Conclusão e o que exigir de empresas que instalam sistemas fotovoltaicos

Alguns itens relevantes não foram tratados especificamente neste texto. Como por exemplo, tipo de cabeamento, infraestrutura elétrica, marca e modelo de equipamentos utilizados na instalação do sistema fotovoltaico de forma geral.

Para mitigar ao máximo os riscos de danos por descargas elétricas, além de dimensionar um correto sistema preventivo, todos os itens do sistema fotovoltaico devem ser de boa qualidade, com certificados que comprovem sua eficiência e segurança. Uma boa instalação dos componentes também é de extrema importância. De nada adianta ter sistemas de proteção, se existirem cabos mal conectados, por exemplo.

Além disso, como já comentamos, todo o entorno do sistema e estruturas pré-existentes no local e em suas proximidades devem ser considerados. A localização do sistema também é um item de extrema importância, cada região do país possui densidades diferentes de descargas atmosféricas e de forma especifica o local pode ter algo que “atraia” maior quantidade de raios, como ser próximo a grandes colinas ou em áreas descampadas.

Como cada projeto é único e específico é necessário ter ao lado, profissionais habilitados e experientes. Antes de fechar negócio questione a empresa com relação ao corpo técnico, se existem engenheiros eletricistas e outros profissionais capacitados. Exija o registro do profissional no CONFEA/CREA.

Pergunte sobre as medidas preventivas dos equipamentos e do sistema fotovoltaico. Exija certificados dos equipamentos e também um documento que comprove que a instalação foi checada e está conforme especificada em projeto.

Um bom projetista, vai além de respeitar normas técnicas, ele deve ter o discernimento de avaliar todas as possibilidades independente se previstas por norma ou não.

Se precisar de profissionais habilitados para desenvolver seu projeto, entre em contato com a Ecoa Energias Renováveis, clicando AQUI.