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O QUE VOCÊ AINDA NÃO SABE SOBRE ENERGIA SOLAR

Por muito tempo, a energia solar só foi vista como a simples conversão da luz solar em eletricidade. Embora isso não seja impreciso, a energia solar é muito mais que uma simples conversão de luz em eletricidade. Energia solar é uma solução incrivelmente eficaz para resolver inúmeros problemas contemporâneos. Poluição do meio ambiente, eletrificação de lugares isolados, economia de dinheiro, independência energética, são alguns itens a serem considerados.

Para um amplo leque de uso, a maioria das pessoas não sabe que a luz captada pelos módulos fotovoltaicos deve receber um tratamento para ser usada efetivamente. A primeira etapa, que é a conversão da luz em eletricidade é relativamente simples, mas outras etapas são necessárias.

Componentes de um sistema de energia solar simples

Células solares ou fotovoltaicas

As células geram corrente elétrica a partir de um fenômeno físico chamado efeito fotovoltaico. O efeito se dá através de semicondutores, sendo que o mais utilizado no caso de sistemas fotovoltaicos é o silício. Basicamente, existem alguns materiais que produzem eletricidade quando são expostos à luz.

Bateria

Baterias elétricas são armazenadores eletroquímicos de energia. Isso significa que nesses dispositivos a energia é armazenada ou descarregada por meio de reações químicas. 

As baterias possuem sempre uma estrutura muito semelhante, sendo compostas por células constituídas de dois eletrodos, uma substância eletrolítica (também chamada de eletrólito, geralmente uma solução líquida) e um separador.

O que diferencia as diversas tecnologias de baterias são os materiais empregados nos eletrodos, as substâncias eletrolíticas e os aspectos construtivos.

As baterias mais comuns são as de chumbo-ácido (Pb), chumbo-carbono, íons de lítio (Li-íon), níquel-cádmio (NiCd), níquel-metal-hidreto (NiMH), cloreto de níquel e sódio (NaNiCl2), sódio e enxofre (NaS) e baterias de fluxo (que podem empregar diferentes elementos químicos). 

Controlador de carga

Um controlador de carga é opcional, mas se você estiver usando um banco de baterias ele passa a ser um equipamento vital em um sistema fotovoltaico. Durante o processo cíclico, é provável que a bateria fique sobrecarregada ou descarregue em excesso, uma situação que encurta a vida útil das baterias. Um controlador de cargas impede que tais situações aconteçam, regulando a condição das baterias. Ele mantém um estágio de carga onde monitora quando a bateria será carregada ou descarregada excessivamente. Em geral, um controlador de carga mantém as baterias nas condições de trabalho mais adequadas.

Inversor

O inversor solar é um dos mais importantes equipamentos dos sistemas fotovoltaicos. A sua função é converter a energia gerada pelos painéis solares de corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA). 

Considerando que a corrente alternada é o tipo de corrente elétrica utilizada nas residências e empresas, o inversor solar exerce um papel essencial para que o sistema de energia solar seja efetivo. Além disso, o inversor fotovoltaico também mede a energia gerada pelos painéis solares e garante a segurança do sistema.

Apesar do inversor fotovoltaico ser essencial em qualquer sistema de energia a base de sol, é importante se atentar às características de cada um dos tipos para adquirir o inversor que atenderá a demanda energética do consumidor. Saiba mais sobre os principais tipos de inversores a seguir:

• Inversor solar grid-tie (on-grid) 
  • É um dos mais utilizados em painéis solares mundo afora. Este inversor é utilizado para conectar o sistema de energia solar com a rede de distribuição da empresa ou residência, promovendo uma sincronização da tensão de saída (V) e da frequência (Hz). 
  • Um dos diferenciais desse tipo de inversor é o desligamento automático caso ocorra queda de energia. Dessa forma, o inversor solar grid-tie (on-grid) evita curtos circuitos que podem surgir por conta da falha no fornecimento de energia. 
  • Outra característica do inversor solar grid-tie (on-grid) é o registro de dados da geração no equipamento, que é enviada para um servidor na internet e pode ser acessado posteriormente ou on-line pelo consumidor através de um aplicativo de celular.

• Inversor fotovoltaico string
  • Tem esse nome porque os painéis solares são instalados em fileiras e essas fileiras são conhecidas como “String”. Ele é um inversor solar on-grid e é o tipo de inversor mais instalado em todo mundo.
  • Uma das vantagens desse inversor solar é que em grandes instalações podem ser ligados vários em série para chegar na potência desejada. Outra vantagem é que em caso de defeito, será feita apenas a substituição do inversor que deu defeito, não tendo a necessidade de parar todo o sistema para manutenção, algo que não acontece com os inversores centrais.
  • O inversor fotovoltaico string possui um baixo custo de instalação e facilidade na configuração, pois os painéis são ligados em série em um único inversor solar string.
  • Os inversores de string mais atuais não só convertem a energia de CC para CA, mas também usam MPPT (Maximum Point Power Tracking) para fornecer a quantidade máxima de energia disponível. A vantagem dessa tecnologia é que cada painel pode produzir diferentes quantidades de energia devido a situações como: sujeira, nuvens, incidência solar, etc.
  • Alguns modelos possuem múltiplas MPPTs, podendo assim atender diversos tipos de telhados, posicionamento, inclinações, modelos de painéis com potência ou tecnologias distintas.

• Inversor solar Off-grid
  • O inversor solar off-grid não necessita da rede pública de distribuição energética, sendo utilizado em áreas rurais ou remotas do país, que não tenham acesso à eletricidade ou para os usuários que desejam backup através de baterias para áreas que necessitem de energia ininterrupta.

• Micro Inversor Solar
  • Este tipo de inversor foi desenvolvido para operar em um único painel solar. Assim, o painel fotovoltaico funciona de maneira independente dos demais.
  • Um dos principais diferenciais deste inversor solar é a otimização da produção energética do painel solar.

• Inversor solar central
  • O inversor fotovoltaico central foi projetado para atender a demandas maiores, como edifícios e usinas solares, por exemplo.

• Inversor solar híbrido
  • Como o próprio nome sugere, o inversor híbrido pode funcionar tanto conectado à rede — como é o caso do grid-tie (on grid) — quanto de maneira independente, exercendo o papel de nobreak em casos de problema na rede de distribuição energética.

Benefícios da energia solar

Para a maioria dos usuários residenciais, a rede elétrica é a fonte de eletricidade mais conveniente. Parece que uma enorme falta de energia ou interrupção ainda vai fazer parte de um futuro distante. No entanto, a crescente preocupação com o esgotamento dos combustíveis fósseis está levando autoridades em todo o mundo a explorar fontes de energia renováveis. Como a energia solar é a mais comercializada entre as outras energias renováveis, é necessário saber como você, como usuário final residencial, pode se beneficiar da energia solar.

Produção de baixo custo

A energia solar é uma fonte de energia comercial comprovada. Entre outros recursos renováveis ​​como eólica, hídrica, biomassa, biocombustível e energia geotérmica, a energia solar é a única energia limpa que é capaz de gerar uma grande escala de mercado incluindo usuários residenciais. Devido ao avanço na tecnologia de energia solar e à melhoria consistente das abordagens de financiamento, a implementação de projetos de energia solar está barateando constantemente.

O surgimento da China como um dos maiores fabricantes de painéis solares afeta amplamente o custo dos materiais do usuário final. O país também produz turbinas eólicas, embora as exportações sejam limitadas, ao contrário da produção e exportação globais de painéis fotovoltaicos.

Fonte de energia infinita

O esgotamento dos combustíveis fósseis é uma ameaça invariável à segurança energética. Os combustíveis fósseis são fontes de energia não renováveis ​​e seu esgotamento é inevitável, o que significa quebras no fornecimento de energia em todo o mundo. Por outro lado, as energias renováveis ​​como a solar, eólica e geotérmica são capazes de gerar eletricidade sem esgotar os recursos naturais. Essas energias naturais são fontes infinitas de energia. Se instalada e utilizada de forma adequada e estratégica, a energia renovável pode fornecer eletricidade limpa para todo o mundo.

Ecologicamente correta

A energia solar, como toda energia verde, durante seu uso não produz gases de efeito estufa, um dos principais fatores para a redução da camada de ozônio. Reduz a pegada de carbono em todos os setores. A utilização de energia alternativa também promove a produção de produtos de tecnologia de baixo carbono, como lâmpadas alimentadas por LED e carros híbridos. Mais armazenamento eficiente de energia e painéis solares estão sendo desenvolvidos para melhorar a viabilidade de energia alternativa.

Modificação do uso de eletricidade

Os sistemas de energia solar não são apenas capazes de gerar e fornecer energia para usuários residenciais, mas também permitem que os usuários finais modifiquem seu uso de eletricidade. Isso é possível graças a um sistema de rede inteligente bidirecional entre a concessionária de energia e o consumidor. Quando seu sistema de energia solar gera excesso de energia, o medidor bidirecional de energia registra este excesso. Quando essas condições favoráveis ​​ocorrem, a energia injetada na rede pública fica disponível para o consumidor em forma de créditos a serem consumidos em até 60 meses. A energia alternativa é por natureza imprevisível, pois a quantidade de energia gerada depende muito das condições climáticas.

Baixo custo de manutenção e operação

A configuração ideal de um sistema fotovoltaico requer que tenha ótima exposição ao sol durante o dia e, se isso for alcançado, espere uma geração consistente de energia em condições climáticas ideais. No entanto, a operação e a manutenção adequadas devem ser feitas periodicamente para garantir a coleta ideal da luz solar.

Os painéis fotovoltaicos, se instalados de maneira adequada e estratégica, praticamente não precisam de manutenção. A manutenção básica de painéis solares inclui manter a matriz de painéis solares limpa e livre de detritos. Lavar os painéis fotovoltaicos também é recomendado, especialmente se você mora em uma região particularmente empoeirada. Use produtos de limpeza não abrasivos e um pano de limpeza para evitar arranhar os painéis. Uma mangueira de jardim pode ser usada para enxaguar os painéis.

Expectativa de vida

Além de sua autossuficiência, os painéis solares têm uma vida útil média de 30 anos ou mais. Com os recentes desenvolvimentos de materiais usados ​​na construção de painéis fotovoltaicos, a expectativa de vida e a viabilidade dos painéis solares devem melhorar nos próximos anos.

Elimine o custo e as dificuldades de transporte de combustível convencional

Anualmente são gastos bilhões em transporte de combustíveis para geração de eletricidade. Os sistemas de energia solar reduzem esse custo, pois os painéis fotovoltaicos não requerem combustível ou gás natural para converter a luz solar em eletricidade. A construção de grandes usinas de energia solar também permite a geração local de eletricidade amiga do ambiente, onde pode ser entregue a usuários residenciais, comerciais e industriais.

Iluminação Solar

A iluminação de ambientes, sejam internos ou externos, é possível por meio de um sistema que coleta e distribui a luz solar em pequenas baterias acopladas em dispositivos usados para iluminação. A iluminação de jardins, por exemplo, é composta por um sistema de energia solar simples, onde as luzes são continuamente carregadas durante o dia e descarregadas à noite, iluminando passarelas. A iluminação consome muita energia e, consequentemente, é bastante cara, sendo que a luz solar realmente se tornou uma opção ecológica muito viável e acessível. Hoje, de fato, as Luzes Solares estão na moda, com centenas de produtos e diferentes variedades sendo comercializados. A iluminação solar agora é empregada em toda a casa incluindo o telhado e o jardim! No nosso canal no Youtube temos um vídeo sobre os usos e instalações incomuns de sistemas solares. Vale a pena assistir ao vídeo.