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Como dimensionar seu gerador solar a partir da planta

por Alessandra Neris
dimensionar gerador solar a partir da planta

Quando alguém decide dimensionar seu gerador solar a partir da planta, é preciso levar em conta uma série de questões técnicas fundamentais. Por exemplo: o que é o efeito fotovoltaico, seus componentes e como dimensionar seu gerador corretamente.

Em primeiro lugar, todo projetista deve saber realizar os cálculos técnicos de potência. Também precisa aferir a quantidade de módulos, além das análises de faturas e as estimativas de retorno financeiro que o consumidor terá.

No Brasil, o potencial de crescimento desse segmento é alto, representando uma excelente oportunidade de negócio para projetistas e empresas que pretendem diversificar seus serviços. Neste post, falaremos sobre o dimensionamento de geradores solares a partir da planta. Acompanhe o conteúdo e entenda mais sobre como dimensionar seu gerador solar a partir da planta.

Qual é a importância de dimensionar seu gerador solar a partir da planta?

Antes de colocar a mão na massa em um projeto fotovoltaico, é necessário prever tudo para que o resultado seja eficiente. Apesar do sistema final parecer algo simples em relação à instalação elétrica, o grande desafio é o dimensionamento correto, que exige atenção aos detalhes.

Por isso, é fundamental considerar, ainda, o potencial de insolação, a inclinação dos painéis, o risco de sombreamento, entre outros. Além disso, a importância de prover o gerador de energia solar certo na planta exige outros quesitos, como:

  • Adequar as tubulações e pesagens de cabos, evitando quebra-quebra futuro ou tubulações aparentes;
  • Preparar o telhado para garantir a melhor posição e o desempenho na geração de energia;
  • Incluir os valores no financiamento do imóvel, com taxas de juros menores. É preciso incluir, também, maior prazo de pagamento, além da possibilidade do uso do FGTS para amortização;
  • Preparar o telhado de forma adequada.

Os melhores locais para alocação dos equipamentos de energia solar fotovoltaica

Uma das questões determinantes para um projeto de energia solar fotovoltaica é considerar a área disponível para sua instalação. Dependendo do espaço do imóvel, é possível instalar um número maior de painéis e, ainda, a melhor localização e inclinação. No entanto, normalmente, os painéis são instalados nos telhados das edificações.

Alguns projetos são mais bem servidos de luz solar que outros, sendo que outros podem apresentar sombras projetadas por árvores, prédios vizinhos etc. Essas sombras comprometem a captação dos raios de sol, por isso, é fundamental analisar a quantidade de luz incidente e isso é denominado índice solarimétrico.

Esse índice permite a medição do potencial de insolação local e apresenta a quantidade de Watts incidente em 1 metro quadrado por dia. Por isso, é importante saber que a tecnologia utilizada, nesses casos, pode ser alterada, se o sombreamento não puder ser evitado. Até mesmo o volume de poluição atmosférica pode afetar a capacidade de geração de energia solar fotovoltaica.

Estruturas para instalação dos painéis solares

Um detalhe muito relevante é saber qual material será utilizado na construção (madeira, metal) e também qual tipo de telha: amianto, cerâmica ou metal. Isso porque as placas devem ser firmemente fixas em suportes de aço galvanizado ou alumínio para não se soltarem dos telhados em caso de intempéries.

Instalações feitas em telhas de barro, requerem ganchos na estrutura de madeira. Quando se trata de cobertura metálica ou de fibrocimento, é preciso usar parafusos na estrutura, com vedação nos furos por meio de selante. Esse cuidado evita infiltrações.

O tipo de painel escolhido também depende da área a ser ocupada, da durabilidade, da superfície e da estabilidade que se pretende ter. Da mesma forma, a inclinação influencia muito na produção de energia e deve ter, no mínimo, 5 graus para escoar a água. A inclinação máxima está relacionada à latitude do local de instalação.

Muitas vezes, os projetos enfrentam mais um desafio: a potência obtida na instalação real, já que sua definição é feita em testes laboratoriais. Assim, pode acontecer de não apresentar os mesmos valores em campo. Entretanto, esse obstáculo pode ser contornado por meio da análise correta dos dados de consumo do cliente, definindo a melhor área para instalar os módulos.

Onde alocar o inversor solar

Para o melhor funcionamento de qualquer sistema fotovoltaico, é preciso conhecer o tipo certo e a potência compatível com o painel instalado. Considerando que sua função primordial é adaptar e direcionar a energia gerada nas placas aos padrões da rede, ele não precisa ser exposto ao sol. Aliás, nem deve ser exposto à luz solar, e sim, em um local de acesso fácil para que os técnicos possam fazer sua manutenção. Mesmo assim, precisa ficar longe do alcance daqueles que não conhecem os riscos de se lidar com eletricidade, principalmente, as crianças.

Assim, é recomendável que o inversor fique próximo do quadro geral de distribuição do local a ser instalado. Além disso, é preciso atentar-se à distância entre ele e os painéis. Geralmente, garagens, áreas de serviço, lavanderias ou em outro local que o morador julgar melhor, mas onde se possa embutir toda a fiação.

Conforme as indicações acima sugerem, o melhor lugar para alocar um inversor deve estar coberto, com ventilação e longe de fontes de calor. Deve ficar afastado, também, de torneiras, máquinas de lavar e outras fontes similares.

É interessante destacar que os inversores mais modernos são estilosos e elegantes, no entanto, sua instalação não pode ficar em áreas de convívio. Isso porque eles aquecem enquanto estão operando e produzem ruído, principalmente, os de maior potência.

Destacamos que uma das vantagens de implementar um projeto fotovoltaico na planta é a possibilidade de fazer a instalação de forma mais “clean e arquitetônica.” Isso é um ponto positivo, já que o projeto está começando do zero, portanto, pode ser feito da forma mais adequada e proveitosa.

Dimensionamento do Inversor solar

Um inversor solar precisa ser dimensionado a partir da capacidade do padrão de entrada solicitado pelo engenheiro responsável. (esse ponto é que vai limitar a capacidade máxima do inversor.) É possível prever sombreamento? Caso isso aconteça, o modelo do inversor pode ser alterado para atender melhor a necessidade.

Entretanto, a preocupação dos fabricantes de inversores é fazer com que a corrente e a tensão enviadas ao inversor nunca extrapolem os limites especificados. Assim, um gerador solar precisa ser devidamente projetado. Isso garante a qualquer inversor de qualidade a capacidade de lidar com uma quantidade de painéis um terço maior que sua potência nominal. Um gerador adequadamente projetado e instalado nunca excederá os limites especificados pelo fabricante.

É importante, então, destacar que o gerador pode ser dimensionado utilizando um inversor que suporte um aumento na capacidade de geração. Por exemplo, um sistema com 10 módulos, expansível até 20 módulos, e que suporte um módulo diferente.

Normalmente, os inversores on grid operam em um elevado e constante nível de eficiência. No entanto, se os painéis solares fornecerem menos de 25% da capacidade esperada de um inversor, sua eficiência cai. Quando essa porcentagem de fornecimento está em torno de 30% da potência do inversor, a eficiência passa a ser razoavelmente estável.

Contudo, se os painéis são sobredimensionados, o inversor leva menos tempo funcionando com menos eficiência quando a luz solar está fraca – dias nublados, por exemplo. Assim, a eficiência média mais alta compensa a perda de energia elétrica quando a saída da energia dos painéis ultrapassa a capacidade do inversor.

5 pontos que devem ser levados em consideração para a previsão/dimensionamento do sistema na planta: 

  1. A quantidade de moradores na residência – Quantos moradores vão residir no local? Algum deles trabalha em casa? Escritório ou home office;
  2. Será usado chuveiro elétrico ou aquecimento de água pelo sol? (O chuveiro elétrico representa até 25% de gasto na conta de luz);
  3. A casa será toda climatizada? Quantos aparelhos de ar condicionado a moradia terá?  (Ar condicionado é outro item de grande consumo e qualquer operação de inverter temperatura gasta muita energia);
  4. A casa terá piscina? Seu aquecimento será elétrico ou pelo sol?
  5. A partir da soma de todas as cargas elétricas, será definido o projeto elétrico e junto com ele a potência do gerador solar necessária para zerar a conta.

Por que é importante dimensionar o gerador ideal em termos de capacidade de produção?

A capacidade de produção e de consumo devem sempre manter um equilíbrio para que o tempo de retorno do investimento seja mantido. Além disso, é importante considerar sempre, no projeto, gastos futuros como: inclusão de mais aparelhos de ar condicionado, aquecimento de piscina e outros usos.

É importante considerar quais são os equipamentos instalados. Hoje, todos os equipamentos elétricos residenciais, comerciais ou industriais com certificado do INMETRO já comportam uma previsão de consumo mensal. Além dessas informações, as concessionárias têm um simulador de consumo online.

De acordo com a IndexMundi, em 2019, no Brasil, a média de consumo em KWh/dia era de, aproximadamente, 2,43 KWh, por morador. Os dados foram baseados no consumo do norte e nordeste, e esta é uma média muito baixa para servir de parâmetro ao país todo. Para se ter uma ideia, a região Sul apresentou o maior consumo residencial entre as regiões geográficas brasileiras. Atingiu o valor de 273,1 kWh/mês no verão e 261,3 kWh/mês no inverno. Portanto, é evidente que esse valor pode variar de acordo com a residência e a região analisada. Assim, o gerador já pode ser dimensionado a partir desse dado.

Podemos, então, considerar o gasto médio no sul e sudeste em residências com 03 pessoas a R$: 300,00 reais. Com isso, é preciso levar em conta, ainda, a demanda reprimida. Isso quer dizer, quanto eu gostaria de poder usufruir do meu ar condicionado e não faço pelo custo alto da energia. “Na minha casa nova vou querer mais conforto, mais climatização, mais de uma geladeira, banho mais demorado, mais luzes no jardim, poder assistir TV na sala com ar condicionado ligado e outras demandas.”

Assim, de acordo com todas as questões levantadas, é muito importante conhecer inúmeros detalhes técnicos para saber como dimensionar seu gerador de energia. Trata-se de um projeto minucioso, que só pode ser executado com segurança por profissionais e empresas habilitadas, para que funcione corretamente.

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