Energia solar é um termo que se refere à energia proveniente da luz e do calor do Sol. É utilizada por meio de diferentes tecnologias em constante evolução, como o aquecimento solar, a energia solar fotovoltaica, a energia heliotérmica, a arquitetura solar e a fotossíntese artificial.

Placa Solar Fotovoltalica

Ela é composta de células solaresfeitas de materiais semicondutores como o silício. São as chamadas células fotovoltaicas. Quando as partículas da luz solar (fótons) colidem com os átomos desses materiais, provocam o deslocamento dos elétrons, gerando uma corrente elétrica, usada para carregar uma bateria.

sistema off-grid de energia Solar

Já pensou em uma maneira mais sustentável de se obter energia? Uma das fontes alternativas e renováveis que vem crescendo e ganhando cada vez mais espaço entre os brasileiros é a solar. O Brasil é um excelente mercado para o setor energético, pois a radiação solar média que incide sobre a superfície do país é de até 2300 quilowatt-hora por metro quadrado (kWh/m²), conforme o Atlas Solarimétrico da Cepel.

Sistema Off Grid

Para decidir como proceder em relação à compra dos componentes para seu sistema próprio de energia, a primeira coisa que se deve saber é que existem dois tipos de sistemas fotovoltaicos: os conectados à rede (chamados on-grid ou grid-tie) e os que são o foco desta matéria: os isolados da rede ou autônomos (off-grid).

O sistema off-grid é utilizado principalmente para propósitos locais específicos, como, por exemplo, bombeamento de água, eletrificação de cercas, de postes de luz, etc

A energia produzida é também armazenada em baterias, que por sua vez garantem o funcionamento do sistema em períodos com pouco, ou mesmo ausentes, de luz solar, como dias nublados ou à noite. Ou seja, durante o dia, em momentos em que a produção de energia supera o consumo, este excesso é enviado ao banco de baterias para que, à noite, quando o consumo é maior que a produção, essa energia possa ser utilizada para abastecer a rede ligada ao sistema. 

Por não serem conectados à rede, em um sistema isolado, não se pode utilizar mais energia de forma contínua do que aquela que é produzida pelos painéis. 

Devido ao fato de as baterias serem a única fonte alternativa de energia para momentos ausentes de luz solar, é preciso dimensioná-las levando em conta as características climáticas do local e a demanda de energia sobre o sistema. Em outras palavras, é preciso calcular direitinho quanta energia será necessária à residência e levar em conta o clima local (pois pode acontecer de a localização ser mais propícia a dias chuvosos que ensolarados) para determinar qual a capacidade máxima de armazenamento de energia das baterias será necessária – assim, garante-se que o sistema não será interrompido, evitando que o local fique sem energia. 

Um sistema de energia solar fotovoltaico (também chamado de “sistema de energia solar” ou ainda “sistema fotovoltaico”) é um modelo em que os componentes de seu kit funcionam de forma a realizar a captação da energia solar, e sua conversão em eletricidade. A energia produzida pode ser então utilizada no abastecimento da rede elétrica em larga escala, como acontece em usinas solares (setor energético comercial), mas também pode ser gerada em escalas menores, residenciais (energia solar para utilização doméstica). Além do sistema solar para geração de energia elétrica, há também aquele para energia térmica, que tem por objetivo a utilização da radiação solar para o aquecimento de água.

Apesar de alguns incentivos à utilização da energia fotovoltaica, que é um tipo de energia renovável (importante por possibilitar uma diminuição das preocupações em relação aos reservatórios das usinas hidrelétricas, que nos últimos anos têm sofrido com a falta de chuvas e com o excesso de sol), ainda podem ser observadas algumas dúvidas nos consumidores e interessados em aplicar esse sistema em suas residências ou em suas empresas. Como ele funciona? Qual o custo de sua instalação? O retorno financeiro é vantajoso? Onde comprar? As perguntas são muitas. Algumas das respostas a estas perguntas podem ser encontradas em nossa matéria sobre os componentes do sistema fotovoltaico, que você pode encontrar clicando aqui.

Sistemas isolados (off-grid)

Com custos mais elevados que os sistemas on-grid, os sistemas isolados são caracterizados por não serem conectados à rede elétrica, ou seja, o sistema se auto-sustenta através da utilização de baterias.

Por esse motivo, esse sistema é completo, e inclui todos os componentes citados em nossas matérias anteriores, sendo eles divididos em três diferentes blocos, que são:

• Bloco gerador: painéis solarescabosestrutura de suporte.
• Bloco de condicionamento de potência: inversorescontroladores de carga.
• Bloco de armazenamento: baterias.

sistema on-grid de energia Solar

Como Funciona

Sistema On Grid

 

Existem diversas informações importantes neste sistema de compensação (que farão diferença para você quando for conectar o seu sistema de energia solar fotovoltaica, o Gerador de energia solar , na rede elétrica, abaixo você encontra um resumo dos pontos mais importantes.

energia solar funciona da seguinte forma: os painéis solares captam a luz do sol e geram aenergia que é “transportada” até o inversor solar, responsável por converter a energia elétrica gerada para as características da nossa rede elétrica. A geração de energia ocorre por meio do efeito fotovoltaico.

A Regulamentação dos Créditos de Energia Solar

Saiba o básico da regulamentação dos “Créditos de Energia Solar”. A RN482/12 da ANEEL estabelece as condições gerais para a conexão dos sistemas de energia solar fotovoltaica na rede de energia elétrica.

A RN 482/12 da ANEEL estabelece as regras para este sistema de “compensação de energia” (o que nós estamos chamando de “créditos de energia” ou “lei de incentivo a energia solar”). É esta resolução que permite você fazer esta “troca” de energia com a rede elétrica.

 

Passo a passo de como funciona o sistema de energia solar fotovoltaica:

Passo 1 - Painel Solar Gera Energia Elétrica O Painel Solar gera a energia solar fotovoltaica

O Painel Solar reage com a luz do sol e produz energia elétrica (energia fotovoltaica). Os painéis solares, instalados sobre o seu telhado, são conectados uns aos outros e então conectados no seu Inversor Solar:

Passo 2 - Inversor Solar O inversor  converte a energia solar para a sua casa ou empresa

Um inversor solar converte a energia solar dos seus painéis fotovoltaicos (Corrente Continua – CC) em energia elétrica que pode ser usada em sua Casa ou Empresa para a TV, Computador, Máquinas, Equipamentos, e qualquer equipamento elétrico (Corrente Alternada – AC) que você precise usar :

Passo 3 - Quadro de Luz A Energia Solar é distribuida para sua casa ou empresa

A energia que sai do inversor solar vai para o seu “quadro de luz” e é distribuída para sua casa ou empresa, e assim reduz a quantidade de energia que você compra da distribuidora.(*1)

Passo 4 - Consumo da Energia A Energia Solar é usada por utensílios e equipamentos elétricos

A energia solar pode ser usada para TVs, Aparelhos de Som, Computadores, Lampadas, Motores Elétricos, ou seja, tudo aquilo que usa energia elétrica e estiver conectado na tomada.

Passo 5 - Créditos de Energia O excesso de energia vai para a rede da distribuidora gerando créditos!

O excesso de eletricidade volta para a rede elétrica através do relógio de luz (relógio de luz bi-direcional). Esse relógio de luz mede a energia da rua que é consumida quando não tem sol e, a energia solar gerada em excesso quando tem muito sol e é injetada na rede da distribuidora. A energia solar que vai para a rede vira “créditos de energias” (*3 e *4) para serem utilizado de noite ou nos próximos meses. Em outras palavras: você produz energia limpa com a luz do sol e reduz a sua conta de luz!!
(*1) – Cada distribuidora de energia tem as suas regras e as exigências para conectar o seu sistema de energia solar fotovoltaica na rede elétrica e, variam bastante.
Por isso é importante você solicitar pelo menos 3 orçamentos de empresas experientes que possam ir até o seu local para fazer uma avaliação e lhe passar um orçamento fechado para o seu sistema fotovoltaico.

(*2) – O seu relógio de luz antigo vai ser substituído por um relógio de luz novo que é “bidirecional” (mede a entrada e a saída de energia ). Desta forma ele será capaz de medir a energia que você consome da rede elétrica e medir também a energia gerada em excesso pelo seu sistema fotovoltaico que é injetada na rede assim gerando “créditos de energia” (3).

(*3) – Os “Créditos de Energia” são medidos em kWh. Para cada kWh gerado em excesso pelo seu sistema solar fotovoltaico você recebe 1 crédito de kWh para ser consumido de noite ou nós próximos meses. Esse crédito é contabilizado pelo seu novo relógio de luz bidirecional e é medido pela sua distribuidora de energia. Desta forma, no final do mês quando você receber a sua conta de luz,  você vai ver quanto de energia consumiu da rede e quanta energia injetou na rede. Se injetar mais na rede do que consumiu você terá créditos de energia para serem usados nos próximos meses. (4).

(*4) –  Os créditos de energia são regulamentados pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) possuindo regras específicas que variam de acordo com a sua localização e sua classe de consumo (residência, comercial ou industrial).

Na página acima saiba mais sobre Regulamentos de créditos fazemos um resumo de como esse sistema de créditos funciona. De qualquer forma, isso é uma coisa que a empresa que vai instalar o seus painéis solares sabe e vai poder lhe explicar quando estiver fazendo o seu orçamento.

História da energia solar: como tudo começou.

Origem da energia

Como todas as coisas que existem, sejam elas viventes ou não, a energia solar também teve um começo. Estamos querendo dizer que houve alguém que desenvolveu esse sistema, criando assim o ponto de partida para a construção da história da energia solar até os dias de hoje.

A energia solar remonta os primórdios onde a luz solar era fonte de energia para fazer fogo e aquecer casas e água. Já em épocas mais a frente, mais precisamente no século XIX, o físico francês Alexandre Edmond Becquerel observou pela primeira vez o efeito fotovoltaico, quando realizava algumas experiências com eletrodos. Alexandre Edmond foi quem criou a energia solar no ano de 1839.

No inicio da história da energia solar, quando foi descoberta e por longas décadas, a energia solar foi vista como uma tecnologia futurista, cujo uso se restringiria exclusivamente aos cientistas e suas pesquisas. Por possuir um alto custo inicial, acreditava-se que a energia proveniente dos raios solares não chegaria a ser utilizada de maneira geral.

Entretanto, ocorreram muitos avanços fotovoltaicos que não só fizeram Albert Einstein ganhar seu primeiro Prêmio Nobel, no ano de 1923, como também foram responsáveis pela concretização da energia solar como uma maneira real de produzir energia limpa. Certamente uma passagem muito importante na história da energia solar.

Durante a era moderna da história da energia solar, que teve início em 1954, Calvin Fuller, um químico dos Bell Laboratories nos Estados Unidos desenvolveu o processo de dopagem do silício. Fuller partilhou a sua descoberta com o físico Gerald Pearson que melhorou o experimento. Pearson descobriu que a amostra exibia um comportamento fotovoltaico e partilhou a descoberta com Daryl Chapin.

 

As primeiras células fotovoltaicas produzidas tinham alguns problemas técnicos que foram superados pela química quando Fuller dopou silício com arsênio e depois com boro, obtendo células que exibiam eficiências recorde. A primeira célula solar foi formalmente apresentada numa reunião anual da National Academy of Sciences, em Washington, e anunciada numa coletiva de imprensa no dia 25 de Abril de 1954.

Desenvolvimento da energia solar desde sua origem

Em nossos dias, principalmente nos últimos anos, as vantagens econômicas envolvendo a energia solar passaram a ter muito peso, além dos benefícios ao ambiente. O mercado de energia proveniente do sol também sofreu grandes quedas de preço de equipamentos, o que resultou em acessibilidade na instalação de sistemas solares pela população. Com certeza, esses avanços foram muito além do que Alexandre Edmond, quem criou a energia solar, imaginou enquanto realizava seus primeiros experimentos com eletrodos.

Ainda não vivemos no ápice da história da energia solar, porém, os sistemas solares fotovoltaicos oferecem diversas vantagens e representam uma excelente alternativa para a geração de energia em diversos lugares, como comunidades isoladas que, muitas vezes ainda utilizam o diesel, combustível extremamente poluente, como fonte de energia ou até mesmo vivem no escuro.

Esse foi o nosso resumo sobre a história da energia solar, aproveite para compartilhar essa história com outras pessoas que são interessadas em energia proveniente do sol. 

 

Modelos de painel Solar

placa solar Filme fino

Material: Silício amorfo (a-Si); Telureto de cádmio (CdTe); Disseleneto de Índio, Cobre e Gálio (CIS / CIGS);

– Eficiência comercial da célula fotovoltaica: 07 –13%

– Vantagens: menor custo de aquisição, altas temperaturas e sombreamento tem menor interferência no desempenho do painel solar
– Desvantagens: maior área para instalação e menor eficiência (Wh/m²); maior custo com estrutura de instalação, mão de obra e cabeamento; menor período de garantia.

placa solar policristalina

Eficiência comercial da célula fotovoltaica: 13 –19%

– Técnica: Fundição de silício, aquecimento em forma.

– Forma: Quadrada

– Tamanho padrão das células fotovoltaicas: 10x10cm; 12,5×12,5cm; 15×15.

– Cor: azul (com antirreflexo), cinza prateado (sem antirreflexo).

– Vantagens: Menor quantidade de silício residual no processo de corte comparado ao monocristalino, vida útil maior de 30 anos, com garantia de 25 anos; melhor custo de benefício.
– Desvantagens: menos Watts por hora por m², assim será necessária uma área maior para instalação; eficiência mais baixa comparado ao monocristalino.

placa solar monocristalina

Eficiência comercial: 14 – 20%

– Técnica: Czochralski

– Forma: Arredondada

– Tamanho padrão das células fotovoltaicos: 10x10cm; 12,5×12,5cm; 15x15cm

– Cor: azul escuro ou quase preto (com antirreflexo), cinza ou azul acidentado (sem antirreflexo)

– Vantagens: maior eficiência dentre as tecnologias, menor espaço para gerar a mesma quantidade de energia, vida útil acima de 30 anos.

– Desvantagens: alto preço de aquisição; alta quantidade de silício residual para fabricação.

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