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Como fazer o cálculo do sistema fotovoltaico com eficiência?

por Alessandra Neris

Na hora de planejar o investimento e a instalação de um sistema fotovoltaico, vários fatores devem ser levados em consideração. Afinal, o dimensionamento correto do sistema é fundamental para atender a demanda de consumo e proporcionar o melhor retorno sobre o investimento. Mas qual é a melhor maneira de fazer o cálculo do sistema fotovoltaico para se ter o dimensionamento adequado?

Pensando nisso, trouxemos neste post algumas dicas de como fazer o cálculo de um gerador de energia solar para sua residência ou seu negócio. Continue lendo e descubra!

Primeiros passos para o cálculo do sistema fotovoltaico

Um dos primeiros passos para se instalar um sistema fotovoltaico, seja em uma residência ou em um empreendimento comercial, é o planejamento. Isso acontece porque existem pontos cruciais que impactam diretamente o projeto.

Por exemplo: as características da edificação, espaço disponível para instalação das placas solares, demanda de consumo, características da rede, irradiação média recebida na região, entre outros fatores.

Dessa forma, o cálculo do sistema fotovoltaico se inicia com o levantamento do consumo médio em KWh dos últimos 12 meses do local onde o sistema será instalado. Com essa informação, é possível calcular os demais elementos que farão parte do sistema fotovoltaico adequado para suprir a demanda de consumo.

É, também, fundamental fazer uma visita técnica preliminar para avaliar a área e as características da edificação. Abaixo, exemplificaremos como fazer os cálculos principais para iniciar o projeto fotovoltaico:

  • Cálculo dos Painéis solares;
  • Apuração da potência do inversor;
  • Avaliação da área para instalação dos painéis fotovoltaicos.

Medindo a radiação solar

Esses pontos ajudam a entender as necessidades e as características que nortearão o planejamento e a escolha do sistema. Além disso, ao calcular o consumo de energia da instalação, podemos descobrir, inclusive, a potência e a quantidade de placas que precisarão ser instaladas. Acompanhe as etapas a seguir.

Cálculo dos painéis solares

Saber calcular a quantidade de painéis solares necessários para o seu imóvel é de extrema importância para que o projeto seja adequado. Tomemos, como exemplo, o caso de uma edificação que consome cerca de 500 kWh/mês:

Considere que cada painel a ser instalado tenha 410W de potência e que a irradiação solar média na localidade seja de 4,5 kWh/m², com uma perda de 20%. Assim, temos que energia gerada por painel seja igual a 1,476 kWh/dia [410 x 4,5 x (1 – 0,20)].

Cálculo mensal: 1,476 x 30 = 44,28 kWh/mês.

Considerando que a residência consome em média 500 kWh/mês, serão necessários X painéis solares para suprir essa demanda. Vejamos:

Em nosso exemplo, 1 painel de 410W na região gera em média 44,28 kWh/mês

Sendo assim, para suprir a demanda de consumo de 500 kWh/mês, teremos que ter, pelo menos, 11 painéis no sistema fotovoltaico, ou seja: 500/44,28.

Cálculo da potência do inversor

De posse do cálculo dos painéis solares, pode-se determinar a potência do inversor solar adequado para atender a demanda de consumo. Existem diversos modelos e marcas de inversores. A maioria aceita overload de potência para otimizar os custos e diminuir o tempo de retorno sobre o investimento.

O termo overload é utilizado para definir o máximo de potência de entrada que o inversor suporta acima de sua potência nominal.

Nesse exemplo, poderia ser utilizado um inversor de 4kW, com overload de 13%, uma vez que a potência total em painéis seria de 4,5 1kW (11 painéis x 0,410 kW).

Nessa etapa, é importante avaliar, também, se a instalação dos painéis solares será realizada em orientações diferentes. Se for o caso, deve-se optar por um inversor que tenha, pelo menos, 02 MPPTs independentes para se obter maior eficácia na geração.

Cálculo da área para instalação dos painéis fotovoltaicos

Se já temos a potência total em módulos/placas/painéis, agora precisamos descobrir qual é área necessária para alocar todos os módulos seja no telhado ou no solo.

Para definir esse dado, temos que saber as dimensões do módulo que será utilizado.

Em nosso exemplo, estamos utilizando um módulo de 410W com as seguintes dimensões: 2015mm de altura × 996mm de largura.

Considerando que para o projeto exemplificado nesse artigo seriam utilizados 11 módulos, a área necessária teria que ser de, pelo menos, 22m² (11 painéis x 2,015m x 0,996m)

É conveniente incluir aqui uma outra observação relevante: os módulos de 410W apresentam praticamente as mesmas dimensões dos módulos de 335W, também, muito utilizados nos projetos fotovoltaicos. O que precisa ser considerado nesse caso é espaço que o cliente dispõe para a instalação do sistema, pois para mesma demanda de consumo utilizaria menos painéis de 410W, uma vez que esse produz mais energia por m², contudo, tem um preço mais elevado por W (watt).

Por fim, a estrutura adequada de fixação dependerá do local onde os painéis serão instalados. Se for sobre telhados, será necessário definir o tipo das telhas para determinar a estrutura compatível com essa cobertura, bem como do painel solar.

Medindo a radiação solar

Para cálculos ainda mais precisos, é recomendável realizar a mediação da radiação solar na área em que o sistema fotovoltaico será instalado. Dessa maneira, é possível descobrir exatamente qual é o potencial de geração de energia, evitando que o aproveitamento seja abaixo do esperado.

Na superfície da Terra, podemos dividir a irradiância solar em três componentes distintos, sendo eles:

  • Irradiância Direta Normal (DNI): é aquele incidente diretamente em uma superfície que esteja exposta ao Sol. Assim, não se leva em conta a radiação difusa.
  • Irradiância Difusa Horizontal (DIF): é a radiação que se encontra dispersa e refletida de maneira incidente nas superfícies horizontais, excluindo-se a DNI.
  • Irradiância Global Horizontal (GHI): é a soma da DNI com a DIF, mais utilizada na prática do cálculo de radiação solar.

Em termos práticos, a medição exata e precisa da radiação solar é feita por um Piranômetro. Esse é o equipamento mais preciso para esse tipo de tarefa, apesar de existirem recursos mais práticos e portáteis. É importante realizar esse cálculo de maneira precisa, levando em conta as diferentes horas do dia e os potenciais variáveis de geração de energia.

Calculadora solar para o cálculo do sistema fotovoltaico

Se você pretende utilizar o grande potencial de energia solar disponível na natureza, recomendamos realizar o cálculo do sistema fotovoltaico antes de fazer sua instalação. Esse é um passo extremamente importante a ser considerado. Pensando nisso, a Aldo criou a Calculadora Solar, para facilitar as estimativas de dimensionamento do seu projeto.

Por fim, é só preencher com os dados de localização, consumo e custo de energia. Assim, e você consegue descobrir o tamanho necessário do sistema para garantir o melhor aproveitamento possível para a sua residência ou negócio! Curtiu? Então não deixe de conferir nossa Calculadora Solar!

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