O QUE É ENERGIA SOLAR?
A energia solar é o recurso energético mais abundante na Terra. Mas o que é energia solar? Vamos responder a esta pergunta nos próximos parágrafos e lhe deixar bem informado sobre este importante recurso energético, a final, ela pode ser capturada e usada de várias maneiras e, como fonte de energia renovável, é uma parte importante de nosso futuro de energia limpa.
Para gerar energia solar para sua casa, comércio, indústria ou escritório, você precisa de um sistema fotovoltaico que é composto de muitas partes.
Quais são as partes de um sistema de energia solar fotovoltaico?
Existem vários componentes importantes em um sistema solar além dos módulos fotovoltaicos que são a parte mais vista em uma instalação.
Para gerar sua própria energia, você precisa de uma série de equipamentos cujos componentes essenciais são:
- Painéis Solares ou mais corretamente Módulos fotovoltaicos: São eles que fazem a conversão da luz solar para eletricidade;
- Inversor ou microinversor: São responsáveis por converter a energia elétrica de corrente contínua que vêm dos painéis em corrente alternada. É neste formato (Corrente alternada) que seus eletrodomésticos usam a energia de que precisam;
Você também precisa de um sistema de armazenamento para “guardar” a energia excedente gerada pelos painéis. Se você estiver conectado a rede de energia pública, isso pode não ser necessário. Vai depender de suas necessidades e objetivos.
Se você estiver fora da rede, e precisar usar energia à noite, por exemplo, precisará de equipamentos adicionais, tais como:
- Baterias: Para armazenar a energia que você gera; e
- Controlador de Carga: Para controlar a taxa na qual as baterias carregam e descarregam, evitando assim que as mesmas se danifiquem ou tenham o seu tempo de vida útil diminuído.
Estes itens são conectados por componentes menores, como fiação, fusíveis e desconexões.
Você também pode ter um sistema que permita um monitoramento on-line, o que ajuda a acompanhar o desempenho do sistema e a solucionar quaisquer problemas com sombreamento ou equipamento com defeito.
Quais são os prós e os contras da energia solar?
Aqui estão alguns motivos pelos quais você pode escolher a energia solar em vez de outra fonte de energia:
- Renovável: a luz solar é um recurso infinito. Não é como o petróleo, que retiramos da Terra e gastamos quando o usamos. Os raios do sol podem ser aproveitados para energia repetidamente sem esgotar a fonte.
- Contas elétricas mais baixas: a energia solar custa apenas uma fração do que você paga à concessionária por mês. Um sistema de tamanho adequado pode reduzir sua conta de luz em até 95%.
- Energia remota: se você mora em um local remoto, pode ser muito caro ou impossível ligar os cabos de energia à sua casa. Os sistemas de energia solar geram energia na medida certa, quando você não consegue se conectar à rede elétrica.
- Melhorar o valor da propriedade: as casas equipadas com sistemas solares são vendidas por até 12% a mais do que as casas equivalentes sem energia solar.
Aqui estão algumas desvantagens a serem consideradas antes de aderir à energia solar:
- Alto custo inicial: mesmo os sistemas pequenos custam um pouco caro e os sistemas em grande escala para uma casa de família podem chegar a um preço que nem todo interessado se dispõe a pagar. Embora se pague no longo prazo, muitos preferem não investir em um sistema fotovoltaico.
- Dependente do clima: sombra, neve e outros obstáculos reduzem a produção de seus painéis solares. Se seus painéis não recebem muito sol, eles não funcionarão com a eficiência anunciada. Você pode comprar equipamentos projetados para atenuar isso, mas custam mais.
- Ocupa espaço: os painéis solares têm mais de 1 metro de largura e 1 a 2 metros de altura, dependendo da configuração. Um sistema residencial médio pode conter algumas dezenas de painéis. Eles ocupam muito espaço em sua propriedade, então você precisa ter certeza de que tem onde colocá-los.
- O armazenamento é caro: as baterias são de longe a parte mais cara de um sistema solar. Se você precisar delas para armazenar energia (seja fora da rede ou como backup para o seu sistema vinculado à rede), isso afetará seu retorno sobre o investimento. Elas devem ser usadas em caso de necessidade ou para proporcionar paz de espírito em áreas com energia não confiável.
Qual é a diferença entre um sistema On-Grid e um Off-Grid?
A primeira coisa a decidir quando você vai para a energia solar é se você precisa de um sistema conectado à rede (On-Grid) ou um sistema fora da rede (Off-Grid).
Cada um tem um benefício distinto:
Sistemas On-Grid: economizam dinheiro na conta de energia elétrica. É mais barato do que “comprar” eletricidade da concessionária. Recomendo esse sistema a todos por padrão. Se você puder se conectar à rede elétrica, este é o ideal. Sempre construa um sistema vinculado à rede se você tiver acesso a linhas de energia!
Sistemas Off-Grid: geralmente é para fornecer energia a propriedades remotas sem fácil acesso às linhas de energia. Eles custam mais (devido ao acréscimo de baterias e controlador de carga).
Também existe um terceiro tipo de sistema, que é o Sistema Híbrido: ele se conecta à rede, mas também inclui baterias. As empresas solares referem-se a eles como sistemas de backup de bateria ou de armazenamento de energia. Existem dois benefícios principais:
- Armazene energia de reserva em caso de interrupções: Útil se você mora em uma área com uma rede elétrica não confiável ou clima severo; e
- Armazene energia para que você possa usá-la à noite: Caso tenha necessidade, por algum motivo, de um consumo substancial nesse horário, você pode contar com sua própria energia.
Os sistemas de armazenamento de energia proporcionam mais tranquilidade e aproveitam ao máximo a eletricidade gerada. Depende de você decidir se vale a pena gastar mais em seu sistema para obter mais flexibilidade.
O que é Net Metering?
Trata-se de um sistema de compensação. É um sistema de incentivo à fontes renováveis que permite ao proprietário gerador injetar na rede elétrica a energia que não é consumida na unidade onde o sistema está instalado. Quando isto ocorre, o consumidor recebe créditos pela energia injetada na rede. Esses créditos são convertidos em um desconto na conta de eletricidade nos meses seguintes e ficam disponíveis para uso durante 60 meses.
De que são feitos os painéis solares e como funcionam?
As células solares são feitas principalmente de silício, um elemento químico com propriedades condutoras. A exposição à luz altera as características elétricas do silício, o que gera uma corrente elétrica.
Uma célula é um pequeno quadrado de silício (cerca de 6” x 6”) com placas de contato elétrico na face. Os painéis solares são feitos colocando uma grade dessas células em uma folha traseira protetora e cobrindo-as com vidro na frente.
São necessários vários painéis para fornecer energia a uma casa ou escritório típico. Uma coleção de painéis em seu sistema é chamada de array . Os painéis conectados ao mesmo inversor são conhecidos coletivamente como uma série de painéis. (Os inversores têm um tamanho máximo de string, um limite superior para o número de painéis que podem suportar).
Por exemplo, você pode ter um sistema com dois inversores que suportam duas cadeias de 15 painéis cada, que se juntam para formar uma matriz de 30 painéis.
Quanto tempo duram os painéis solares?
A maioria dos fabricantes garante que seus painéis terão pelo menos 80% de eficiência por 25 anos.
Quando a garantia expira, os painéis não quebram. Eles simplesmente continuam trabalhando com uma produção reduzida. Um painel avaliado em 300 watts, por exemplo, ainda produziria 240 watts de saída depois de 25 anos de uso.
Os painéis tendem a ser extremamente confiáveis. Um estudo no NREL (Laboratório Nacional de Energia Renovável dos Estados Unidos) mostrou que mais de 75% dos painéis superaram a garantia.
No entanto, outras peças como inversores e baterias têm uma vida útil mais curta. Você deve esperar a substituição dos inversores pelo menos uma vez durante toda a vida útil do conjunto e essas substituições devem ser levadas em consideração nos custos totais ao longo da vida útil do sistema.
Se você incluir baterias em seu sistema, elas também precisarão ser substituídas. As baterias de chumbo-ácido normalmente duram de 3 a 7 anos, dependendo de como você as mantém. As baterias de lítio são garantidas por 10 ou 15 anos.
Qual o tamanho dos painéis solares?
Os painéis vêm em duas configurações padrão: 60 células ou 72 células.
Os painéis de 60 células medem 39″ por 65″, enquanto os painéis de 72 células medem 39″ por 77″. Na realidade, essas dimensões podem flutuar até uma polegada porque os fabricantes usam tamanhos de quadro diferentes. Mas os layouts de 60 e 72 células são padronizados em toda a indústria.
Quais são os tipos de painéis solares existentes no mercado?
Existem duas tecnologias de células estabelecidas que dominam o mercado: células solares monocristalinas e policristalinas (mono e poli, para abreviar).
As células mono são cortadas de uma única fonte de silício, enquanto as células poli são feitas pela mistura de vários tipos de silício em uma única célula.
Uma vez que a composição das células solares policristalinas é menos “pura”, elas tendem a ser um pouco menos eficientes em média. No entanto, essa não é uma regra rígida, pois outros fatores também afetam a eficiência da célula solar.
Além dos painéis mono e poli, há várias tecnologias emergentes para ficar de olho, como filme fino e painéis bifaciais.
Como é medida a eficiência do painel solar?
O conceito de eficiência do painel solar é frequentemente mal interpretado. A maioria dos painéis tem uma classificação de eficiência na faixa de 15-25%, o que parece muito baixo sem contexto.
Algumas pessoas ouvem isso e pensam, “uau, eu recebo apenas 20% da produção do meu painel? Isso parece um desperdício. ” A suposição é que um painel de 100 watts produziria apenas 20 watts de potência. Mas não é isso que queremos dizer quando falamos sobre eficiência.
Na realidade, a classificação de eficiência mede quanto da energia potencial do sol é convertida em energia solar. Usando o mesmo exemplo, um painel de 100 watts com uma classificação de eficiência de 20% absorverá 20% dos 500 watts potenciais de energia contínua provenientes do sol.
Não se preocupe muito com a eficiência do painel. O único benefício real de painéis mais eficientes é que eles produzem mais energia solar em menos espaço.
Painéis de alta eficiência são importantes se você está tentando construir em um espaço apertado, mas não há nada de errado em construir um conjunto maior com painéis menos eficientes. A última opção normalmente reduz o custo geral do sistema (porque os painéis menos eficientes têm um custo por watt menor, todas as outras coisas sendo iguais).
O que um inversor faz?
Um inversor solar converte DC (corrente contínua) em AC (corrente alternada).
Os painéis solares geram energia DC, mas a maioria dos eletrodomésticos funcionam com energia AC. O inversor simplesmente pega a energia que você gera e a transforma em um formato que pode alimentar seus eletrodomésticos.
Existem alguns tipos diferentes de inversores solares, cada um com seus prós e contras.
O que é um microinversor?
Em sistemas com microinversores, não há inversor centralizado. Em vez disso, cada painel é conectado ao seu próprio microinversor.
Em essência, cada par de painel + microinversor é como um sistema solar independente. Os painéis podem ser adicionados ou removidos sem afetar o desempenho do resto do sistema.
Devido a esse design, os microinversores são uma ótima maneira de começar aos poucos e expandir o seu sistema no futuro.
O que é um inversor de string?
Os inversores de string são a opção mais simples e econômica disponível. Strings (ou grupos) de painéis são ligados em série, com cada painel encadeado ao próximo. O último painel é conectado a uma entrada de string no inversor.
Devido à forma como eles são conectados, cada painel da string está no mesmo circuito, o que significa que cada painel da string funciona no mesmo nível. Se a saída de um painel cair (devido a sombreamento ou mau funcionamento), o resto da coluna sofre queda de produção junto com ele.
Devido a essas limitações, recomendo inversores de string apenas se o seu sistema estiver totalmente exposto à luz solar. Se árvores ou outras obstruções criarem sombra em seus painéis, você ficará melhor servido com um inversor que inclui tecnologia de otimização de energia para mitigar a perda de produção.
O que são otimizadores de energia?
Os otimizadores de energia podem ser acoplados aos seus painéis solares, permitindo que o sistema controle a saída de cada painel independentemente do resto da string. Se um único painel produz menos, os otimizadores garantem que os outros painéis na sequência não sejam afetados.
Recomendo adicionar otimizadores de energia para reduzir a sombra de obstruções e tempo nublado.
Meu sistema de energia solar precisa de baterias?
As baterias são mais utilizadas (e isso é quase obrigatório) em sistemas Off-Grid e são opcionais para sistemas On-Grid.
Quase todo sistema de energia solar precisa de uma maneira de armazenar a energia gerada pelos painéis. Com sistemas vinculados à rede, você pode “armazenar” a energia excedente na rede elétrica, que funciona essencialmente como uma bateria gigante.
Os sistemas fora da rede são diferentes. Sem acesso à rede, você precisa armazenar sua própria energia, e isso significa que as baterias são obrigatórias. Os sistemas fora da rede são um pouco mais caros devido à inclusão de baterias, mas ainda podem ser econômicos como uma alternativa para se ter energia em uma propriedade remota.
Como as baterias funcionam com sistemas conectados à rede?
Os sistemas conectados à rede não precisam de baterias, mas adicioná-las ainda traz seus benefícios. O principal benefício é a energia de reserva no caso de queda da rede (o que pode acontecer frequentemente em locais com clima severo ou redes de energia não confiáveis – o que é comum no Brasil).
Por padrão, os sistemas vinculados à rede não continuam funcionando com quedas de energia. Uma vez que o sistema está conectado à rede, ele deve ser configurado para desligar quando a energia da rede acabar. Esta é uma medida de segurança para proteger os trabalhadores da concessionária de entrar em contato com fios energizados enquanto trabalham na rede.
Ao adicionar armazenamento de energia, seu sistema pode armazenar uma pequena quantidade de energia reserva em um banco de bateria local para manter as luzes acesas durante uma queda de energia.
Onde montar meu sistema? no solo ou no telhado?
Então, onde você deve montar seus painéis?
Minha opção padrão é colocá-los no telhado, se houver espaço. O telhado é mais barato de instalar porque as vigas de suporte atuam como uma base para a estrutura de montagem. Você economiza em materiais e mão de obra porque não precisa construir uma subestrutura para suportar o peso da matriz.
Uma alternativa é uma montagem no solo – uma estrutura independente de metal ou alumínio construída em algum lugar em sua propriedade para montar o painel solar. Montagens no solo custam mais porque você tem que comprar material extra para a estrutura, mas são mais fáceis de acessar para manutenção e reparos (sem escalada em seu telhado).
O que são rastreadores solares? Eles valem a pena?
Rastreadores são montagens que seguem automaticamente a posição do sol no céu para maximizar a produção de seus painéis.
Parece uma ótima ideia? Certo! Você deve comprar um? Quase nunca, não.
A razão é simples: o hardware de rastreamento custa mais do que os próprios painéis solares! se precisar de mais produção, basta adicionar mais alguns painéis ao seu array – é muito mais econômico.
A única exceção são os grandes projetos comerciais ou industriais. O hardware fica mais barato em uma escala muito grande, e projetos comerciais às vezes não têm terreno disponível para atingir 100% de compensação de energia.
Rastreadores Solares podem fazer sentido neste cenário específico, mas certamente não são adequados para a maioria dos clientes.
Qual é o tamanho do sistema de energia solar que eu preciso?
O tamanho do sistema depende do uso de energia, que é medido em quilowatt-hora. Você pode encontrar essas informações em sua conta de energia elétrica ou em sua conta online com seu provedor de serviços públicos.
O dimensionamento é um processo complexo, mas felizmente existem muitas ferramentas online para ajudá-lo.
Prefere executar você mesmo estes cálculos? Leia meus artigos para uma explicação passo a passo:
O que é o tamanho da string?
Uma string de painéis é um grupo de painéis conectados a uma única entrada em seu inversor. Como o inversor tem um limite de entrada de tensão, parte do processo do projeto do sistema é calculado para o tamanho ideal da string para maximizar a produção sem sobrecarregar o inversor.
O tamanho da coluna depende de fatores como temperatura local e as especificações dos produtos que você usa. Confira meu artigo com o passo a passo de dimensionamento de strings para saber como calcular o tamanho ideal de strings para o seu sistema.
Posso instalar a energia solar sozinho?
Sim e não! A instalação de seus próprios painéis solares é certamente possível, mesmo se você não tiver experiência anterior. A maioria dos componentes solares são plug-and-play, o que significa que cada cabo só se encaixa de uma certa maneira em um certo e determinado lugar. Se você é capaz de executar tarefas básicas como levantar objetos pesados e apertar parafusos, você tem o que é preciso para instalar seu próprio sistema.
A parte mais desafiadora é realizar a conexão elétrica final ao quadro de distribuição. Os futuros proprietários de sistemas fotovoltaicos, normalmente, optam por contratar um eletricista profissional. É o que eu sempre aconselho!
Os sistemas solares requerem manutenção?
Os painéis solares requerem pouca manutenção. A maior parte é centrada na remoção de detritos dos painéis, o que impediria a luz do sol de atingir as células solares prejudicando assim a produção.
Em climas frios, a neve pode se acumular nos painéis. Use uma escova macia ou vassoura para limpá-los sem arranhar a superfície do vidro.
O mesmo vale para climas secos, onde a poeira pode se depositar nos painéis. É uma boa ideia limpar os painéis duas vezes por ano para eliminar a poeira e detritos. Em climas mais temperados, provavelmente uma vez por ano é suficiente.
Isso é tudo que há para fazer. Os painéis solares são muito duráveis porque não há peças móveis, portanto, há pouca manutenção nos sistemas mecânicos e elétricos. Se você mantiver os painéis limpos, seu sistema precisará de poucas intervenções.
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