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O que é energia solar? Tudo sobre o sistema fotovoltaico

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Conheça mais sobre O que é energia solar? Tudo sobre o sistema fotovoltaico

O que é energia solar? Tudo sobre o sistema fotovoltaico

Você sabe o que é energia solar? A energia solar é aquela proveniente da irradiação do Sol. Ela pode ser utilizada para diversos fins, entre eles o aquecimento de água e a geração de energia elétrica. Este último é o mais comum e, por isso, muitas vezes o termo “energia solar” é utilizado como um sinônimo para a energia elétrica produzida a partir da luz dos raios solares, por meio de sistemas fotovoltaicos, popularmente conhecidos como “kits solares”.

Limpa, renovável e sustentável, a energia solar tem conquistado cada vez mais espaço na matriz energética brasileira. Não é à toa: o país tem uma ótima incidência de raios solares em todo o território. Para você ter uma ideia, a região menos ensolarada do Brasil tem um índice de radiação solar 40% maior que a região mais ensolarada da Alemanha – um dos países que mais utiliza essa fonte de energia no mundo. Ou seja: temos um potencial enorme!

Você quer saber como aproveitá-lo? Então entenda tudo sobre energia solar neste post!

O que é energia solar: definição e principais tecnologias
O conceito de energia solar costuma causar algumas confusões. Para esclarecer essa definição, é importante diferenciar a fonte de energia das tecnologias utilizadas para convertê-la.

Energia solar é uma fonte de energia primária, proveniente da irradiação do sol. Tanto a luz quanto o calor dos raios solares podem ser transformados em outros tipos de energia ou combustível. Para isso, são utilizadas diferentes tecnologias: energia solar fotovoltaica, aquecimento solar, energia heliotérmica e fotossíntese artificial.

Apesar das inúmeras possibilidades, a confusão mais comum é entre o aquecimento solar, um sistema que esquenta a água, e a energia solar fotovoltaica, uma tecnologia que converte a energia solar em energia elétrica.

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No entanto, como mencionamos anteriormente, convencionou-se chamar a energia solar fotovoltaica simplesmente de energia solar. Assim, quando falamos energia solar, em geral estamos nos referindo a esta tecnologia. Vamos entender melhor como ela funciona daqui para frente.

Sistema fotovoltaico: como a energia solar é transformada em energia elétrica?
O sistema fotovoltaico é a tecnologia utilizada para gerar energia elétrica a partir da irradiação dos raios solares. Isso é possível graças a um fenômeno físico chamado efeito fotovoltaico. Ele consiste no surgimento de uma tensão elétrica em um material semicondutor, como o silício, quando este é exposto à luz.

O sistema fotovoltaico pode funcionar de duas maneiras: on grid, quando é conectado à rede pública de distribuição elétrica e off grid, quando opera de forma autônoma. Confira detalhes sobre cada um a seguir.

Tipos de sistemas fotovoltaicos: on grid e off grid
Energia solar on grid
O sistema on grid é utilizado onde há conexão com a rede da concessionária, como o meio urbano. Pode ser instalado em residências e empresas de todos os tamanhos. Uma das principais vantagens desse sistema é a compensação de energia elétrica, que funciona da seguinte forma:

A energia elétrica gerada é usada pelo próprio imóvel e o que sobra é enviado à concessionária, que concede créditos ao consumidor;
Os créditos são convertidos na conta de luz e podem ser utilizados em até 60 meses;
É possível transferir o crédito para outro imóvel, desde que esteja registrado no mesmo CPF;
Os créditos podem ser utilizados durante a noite ou em momentos em que a demanda de energia do imóvel seja maior do que a produzida pelo sistema.
Para entender mais a fundo como funciona a compensação de energia elétrica, você pode assistir o vídeo a seguir:

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Energia solar off grid
Já o sistema off grid é totalmente autônomo, ou seja, não é integrado à rede pública de energia elétrica. Ele é ideal para locais distantes da rede ou sem acesso à distribuição de energia, como áreas rurais. A energia produzida é armazenada em baterias para garantir o fornecimento durante a noite ou em períodos sem geração ou com variação na produção de energia, como pode ocorrer em dias nublados. Assim, dá total autonomia energética. Algumas aplicações do sistema off grid são:

Sistemas de monitoramento veicular 24h para transportadoras de cargas;
Rádios outdoor para provedores de internet;
Veículos recreativos ou food trucks;
Câmeras e equipamentos de monitoramento de segurança em locais como praças, ruas e fazendas, que necessitam de autonomia energética.

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Como funciona a energia solar
Quando ligado à rede elétrica da concessionária, o sistema fotovoltaico funciona da seguinte forma:

 

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Produção de energia solar quando não tem Sol
Essa é uma dúvida muito comum. À noite, como não há incidência de raios solares, o sistema não gera energia. Nos dias chuvosos e nublados, o sistema continua produzindo energia, porém com capacidade reduzida, uma vez que a incidência de raios solares diminui.

No entanto, em nenhum dos casos o imóvel fica sem abastecimento de energia. Nos sistemas off grid o fornecimento de energia é feito pelas baterias. Já nos sistemas on grid é feito pela rede elétrica da concessionária, utilizando os créditos da compensação de energia, como vimos anteriormente.

Equipamentos que compõem um sistema de energia solar
energia solar - ModuloFotovoltaico Módulo fotovoltaico
Também conhecido como placa ou painel solar, é composto por diversas células fotovoltaicas, em geral produzidas com silício, nas quais ocorre o efeito fotovoltaico. A partir da captação da luz solar, o módulo fotovoltaico gera uma corrente elétrica contínua.
energia solar - InversorTensao Inversor de tensão
Recebe a energia elétrica gerada nos módulos fotovoltaicos. Ele converte a corrente contínua em uma corrente alternada, que é o padrão da rede elétrica e dos aparelhos eletrônicos. Em seguida, abastece a rede de energia do imóvel e/ou envia os excedentes para a rede da concessionária.
energia solar - EstruturaFixacao Estrutura de fixação
Suporte e acessórios metálicos para a instalação dos módulos fotovoltaicos, que na maioria dos casos é feita no telhado do imóvel.
energia solar - StringBox String Box
Aplicados apenas nos sistemas fotovoltaicos on grid, que estão conectados à rede da concessionária. É uma caixa protetora, ligada aos módulos fotovoltaicos e ao inversor. Possui uma chave seccionadora para a interrupção de carga e o isolamento elétrico entre os painéis e o restante da rede do imóvel. Apesar de ser um elemento opcional nos projetos, possuem uma função importante: proteger o sistema no caso de descargas atmosféricas e surtos de tensão.
energia solar - ControladorCarga Controlador de carga
Utilizados apenas em sistemas fotovoltaicos off-grid, que não são conectados à rede elétrica e funcionam de forma autônoma. O controlador de carga serve para regular a carga e descarga do banco de baterias que armazena a energia gerada pelo sistema, colaborando para proteger, otimizar e prolongar a vida útil delas.
Como funciona a implementação de um projeto de energia solar
A instalação de um sistema fotovoltaico é simples, e não há necessidade de fazer grandes obras. Para ter o melhor aproveitamento, é necessário contar com parceiros especializados, que forneçam equipamentos confiáveis. Ter um profissional capacitado para instalar e fazer a manutenção também é crucial. Isso porque alguns detalhes podem fazer toda a diferença na geração de energia.

Dimensionamento de projeto
O dimensionamento do projeto é a primeira etapa. O profissional técnico vai até o imóvel para coletar informações como localização geográfica, consumo médio, instalação elétrica, área para fixação dos módulos, quantidade de módulos necessários e cabeamento. Neste momento ele avalia quantos painéis solares serão necessários e qual o lugar mais apropriado para a instalação.

Instalação dos painéis fotovoltaicos
A instalação dos painéis solares geralmente é feita no telhado. Um cuidado fundamental para garantir o melhor desempenho é o posicionamento dos painéis: o ideal é que sejam orientados ao Norte geográfico, para o melhor aproveitamento dos raios solares. Também é recomendada uma inclinação próxima à latitude do local – se a latitude da cidade é 29º, a inclinação ideal da incidência solar é 29º. Por fim, é necessário observar se não há construções, árvores ou paredes que façam sombra nos painéis ao longo do dia – isso causa sombreamento e prejudica a geração de energia.

Manutenção e durabilidade
Após a instalação, o sistema de energia solar não precisa de muita manutenção. Basta fazer uma limpeza semestral ou anual dos painéis. A vida útil chega a 25 anos com aproximadamente 80% de eficiência (dependendo do módulo). Após esse período, o sistema pode começar a perder eficiência aos poucos.

Como a energia solar pode ser aproveitada
A energia solar pode ser aproveitada nos mais diversos contextos, fornecendo energia elétrica para aparelhos eletrônicos e iluminação de modo geral: dos eletrodomésticos às máquinas industriais. Confira alguns exemplos e vantagens para cada aplicação.

Residências
A energia solar já é acessível para residências. Há, inclusive, linhas de crédito específicas, que possibilitam o investimento nessa tecnologia. Além de valorizar o imóvel, ter um sistema fotovoltaico em casa pode reduzir em até 95% a conta de luz, o que é um alívio no orçamento doméstico.

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Empresas
Os gastos com a conta de luz também pesam no orçamento das empresas. A energia solar pode ser uma ótima solução. Além da economia, utilizar uma fonte de energia limpa também torna o negócio mais sustentável, um fator que é muito valorizado pelos consumidores hoje em dia. Em alguns casos, ter autonomia energética também é estratégico e imprescindível – é o caso de provedores de internet e hotéis, por exemplo. Por fim, o dinheiro economizado com a conta de luz pode ser utilizado em outros investimentos.

Indústrias
A energia solar também pode ser aplicada na indústria, para gerar energia própria e economizar. Qualquer setor, de qualquer porte, pode contar com esses benefícios. Nessa área, é possível ainda obter certificações de sustentabilidade que representam um diferencial competitivo e contam pontos na hora de obter recursos financeiros.

No campo
O agronegócio também tem a energia solar como aliada. É possível instalar tanto o sistema on grid quanto o off grid. A área rural costuma ter redes elétricas instáveis, com muita queda de energia. Isso pode acabar prejudicando a produção. Com um sistema fotovoltaico, a energia é garantida, com autonomia e sustentabilidade.

Benefícios de utilizar energia solar
Como vimos, a energia solar pode ser aproveitada nos mais diversos contextos, mas os benefícios são comuns a todos eles:

Economia: a produção de energia com painéis fotovoltaicos gera economia de até 95% na conta de luz, liberando orçamento para outras áreas;
Sustentabilidade: por ser uma energia limpa e renovável, é uma solução que não polui e nem afeta o meio ambiente;
Investimento: há incentivos para adquirir sistemas de energia solar, como linhas de crédito e financiamento específicos e redução de impostos, como o IPTU Verde. Imóveis com energia solar são mais valorizados;
Retorno: o ROI (Return of Investment – Retorno do Investimento) da energia solar é considerado rápido. Dependendo do consumo, pode levar em média quatro anos para o equipamento “se pagar”;
Manutenção fácil: é necessário apenas uma limpeza dos painéis com periodicidade de 6 meses a 1 ano;
Vida útil longa: dependendo do módulo, chega a 25 anos com aproximadamente 80% de eficiência.

Fonte: Blog da INTELBRAS



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