Para calcular a geração de energia das placas solares, é necessário considerar três fatores principais: a irradiância solar disponível na região, a eficiência dos painéis solares e a área total de instalação.
A fórmula básica para calcular a geração de energia é:
geração de energia (kWh) = irradiância solar (kWh/m²/dia) × eficiência do painel (%) × área do painel (m²) × número de dias.
Entenda a legenda:
- irradiância solar: refere-se à quantidade de energia solar que atinge uma área específica durante um determinado período. Esse valor varia conforme a localização geográfica e as condições climáticas;
- eficiência dos painéis solares: é um índice que indica quanto da energia solar captada pelos painéis é convertida em energia elétrica utilizável. Painéis de alta eficiência geram mais energia em menor espaço;
- área de instalação: a quantidade de placas solares que você pode instalar está diretamente relacionada ao espaço disponível. Quanto maior a área, mais painéis podem ser instalados, aumentando a geração de energia.
Esse cálculo é fundamental para dimensionar corretamente o sistema fotovoltaico e garantir que ele atenda às necessidades energéticas do projeto.
Como calcular o número de placas solares para um projeto de energia solar?
Calcular o número de placas solares necessárias para um projeto envolve alguns passos essenciais.
1. Defina a região de instalação do sistema
Essa avaliação deve considerar a área disponível e o seu potencial de insolação. Vale destacar que a captação não depende exclusivamente de sol: basta ter iluminação no local onde os painéis estão instalados para ocorrer a geração de energia — ou seja, mesmo em dias nublados e frios, é possível gerar energia.
A instalação dos painéis é geralmente feita nos telhados das edificações, e alguns deles são mais privilegiados do que outros na quantidade de luz solar. Em alguns casos, podem existir sombras (de prédios, árvores ou da própria caixa d’água) que comprometem a captação dos raios solares.
Por isso, é importante analisar a quantidade de luz solar incidente (o chamado índice solarimétrico). Esse índice mede o potencial de insolação do lugar, apresentando a quantidade de watts que incide em uma área de 1 m² durante um dia, naquela região onde o projeto será instalado.
Essa verificação pode ser feita buscando a latitude e longitude do local, e verificando o índice solarimétrico em bancos de dados especializados, como do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).
Com essa informação em mãos é possível analisar o melhor local para a instalação e também a inclinação dos painéis para receberem mais insolação. No entanto, até mesmo o volume de poluição atmosférica do local onde os painéis estão instalados pode interferir na capacidade de geração fotovoltaica.
2. Escolha dos painéis fotovoltaicos
As placas fotovoltaicas precisam ser bem fixadas em suportes de aço galvanizado ou alumínio, para que não se desprendam dos telhados em caso de chuvas mais fortes ou vento.
Em locais com telhas de barro, são utilizados ganchos na estrutura de madeira, nos quais os painéis são fixados. Quando a cobertura é metálica ou feita com fibrocimento, são utilizados parafusos em sua estrutura. No caso, os furos nas telhas precisam ser vedados com selante, para evitar infiltração.
É recomendado que os módulos tenham uma inclinação mínima de 5 graus para o escoamento de água. A inclinação máxima depende da latitude do local de instalação.
O tipo de painel a ser utilizado dependerá da área ocupada, do tipo de superfície, da durabilidade e da estabilidade desejada. Conhecer esses detalhes técnicos dos equipamentos é uma responsabilidade do prestador de serviços.
A potência de um módulo fotovoltaico é definida em testes de laboratório em condições favoráveis, e pode não ser a mesma obtida na instalação em campo. Isso é mais um desafio dos projetos, que pode ser minimizado com a análise correta dos dados de consumo do cliente e a definição da melhor área para instalação.
3. Saiba o consumo médio
A próxima etapa é a avaliação do volume de produção de energia desejado. Para calcular a área que as placas solares vão ocupar, é preciso analisar o consumo médio de energia do cliente nos últimos 12 meses e a cidade onde o sistema solar será instalado (para verificar a tarifa praticada pela concessionária local). Também é necessário observar se a ligação elétrica do local é monofásica, bifásica ou trifásica.
Nessa etapa, o consumidor deve melhorar sua eficiência energética. Isso significa que, antes de dimensionar a quantidade de energia que o sistema deverá gerar, possíveis problemas de manutenção ou instalação que estejam causando desperdício de energia elétrica devem ser corrigidos.
Entre as ações necessárias para economizar energia, vale a pena investir na troca de lâmpadas (substituindo as tradicionais por LEDs), verificar se existem problemas na instalação elétrica, observar se os equipamentos ligados à rede elétrica estão funcionando corretamente e se não há necessidade de manutenção ou substituição.
Com o consumo de energia melhor equacionado, é mais simples dimensionar quais são os equipamentos necessários e calcular o tamanho de um projeto fotovoltaico.
É importante que todos os testes relativos à instalação sejam realizados pela equipe. Após a conferência e a aprovação da concessionária de energia, deve ser feita a substituição do relógio de luz pelo modelo bidirecional (que registra a entrada e a saída de energia).
4. Conheça o preço da energia na sua cidade
A tarifa de energia cobrada pelas concessionárias é composta por vários fatores, e a geração responde por apenas 30% do valor final. Na tarifa, entram as taxas de transmissão e distribuição da energia, os encargos setoriais e os tributos que chegam a 37% do valor final.
Os valores também variam conforme as bandeiras tarifárias, que tendem a ser mais altas em épocas de seca e necessidade de uso de termelétricas para geração de energia.
As distribuidoras repassam aos consumidores o valor da aquisição da energia estabelecidos pela ANEEL, e também o preço da transmissão até o seu sistema. Por isso, as tarifas mudam conforme a região do país e o tipo de uso (residencial, comercial, industrial ou rural).
As resoluções da ANEEL, que regulamentam o setor, determinam que o valor da energia gerada pelos micros ou minigeradores é o mesmo da tarifa cobrada pela concessionária.
Para sistemas instalados até 6 de janeiro de 2023, o valor da energia gerada é compensado em uma relação de 1 kWh gerado para 1 kWh consumido, sem cobranças adicionais.
Para sistemas instalados após 7 de janeiro de 2023, o valor da energia gerada será compensado parcialmente, uma vez que há a cobrança progressiva de encargos de uso da rede elétrica, com uma taxa de 30% sobre a TUSD-Fio B (Tarifa de Uso do Sistema de Distribuição) em 2024, aumentando gradualmente até 100% em 2029. Isso significa que os novos microgeradores e minigeradores não terão uma compensação plena de 1 para 1, já que parte da energia será destinada ao pagamento do uso da infraestrutura da rede.
Para conhecer essas regras é primordial estudar a Resolução 482 da ANEEL, que estabelece as condições gerais para geração e as regras para compensação. Também é importante conhecer a cartilha da agência reguladora, com as principais informações sobre homologação dos projetos por todas as concessionárias nacionais.
5. Saiba qual é a cobertura de uso de energia solar desejada
Após analisar o consumo médio de energia do local, é importante avaliar qual é a quantidade de energia a ser gerada, segundo a expectativa do consumidor, mas também dimensionando o seu investimento.
Em outras palavras, uma instalação de maior porte demanda um investimento inicial maior, mas pode reduzir a tarifa de energia elétrica em uma proporção também maior. Por outro lado, a instalação mais modesta é mais econômica inicialmente, mas pode não atender à expectativa em termos de redução de tarifa.
Por isso, todos os cálculos precisam ser elaborados com precisão. Uma forma simplificada de estimar isso é dividir o custo total de instalação do projeto pelo valor da economia mensal na conta de luz após a devida instalação. O resultado será um tempo estimado para o retorno do investimento.
É claro que esse cálculo precisa ser feito de maneira mais precisa, pois existem inúmeras variáveis, além da própria tarifa de energia da concessionária, que sofre ajustes ao longo do tempo.
6. Entenda a incidência solar na região
Existem softwares específicos que simplificam a análise, mas em linhas gerais o recomendado é avaliar a localização geográfica e consultar os mapas oficiais que registram os dados de insolação no país.
A vantagem do uso do software é que além do cadastro dos principais modelos de painéis fotovoltaicos e inversores disponíveis no mercado, os programas também contam com uma base de informações sobre irradiação solar.
Para receber a melhor insolação, as placas devem ser voltadas para a face norte, dentro do possível. Caso a estrutura da edificação não permita isso, pode haver perda de eficiência no sistema.
Com exceção das instalações localizadas na região norte do Brasil, que têm os melhores índices de insolação, o mais indicado é instalar as faces dos painéis para o nordeste ou noroeste, com perda de eficiência entre 2% e 5%, ou para o leste ou oeste, com perdas entre 3% e 10%.
A tabela a seguir, mostra a média de incidência solar por região do Brasil. Para saber a incidência de algum local específico é possível acessar o Atlas Brasileiro de Energia Solar.
| Região | Média de Incidência Solar (kMh/m2/dia) |
| Norte | 5,5 |
| Nordeste | 6,0 |
| Centro-Oeste | 5,8 |
| Sudeste | 5,4 |
| Sul | 4,8 |
Fonte: Atlas Brasileiro de Energia Solar 2ª edição – 2017
7. Conheça o espaço disponível
A área disponível para instalação também pode ser determinante para o projeto. Quando há mais espaço disponível no imóvel, é possível não somente instalar mais painéis fotovoltaicos, como também escolher a melhor localização e inclinação deles.
Nas situações em que há interesse na geração de energia solar sem espaço adequado disponível, existem outras soluções possíveis, como a já citada geração remota.
Quais são as ferramentas para calcular o tamanho do projeto?
Como você percebeu, um dos pontos mais críticos para instalação de um projeto é o seu dimensionamento. Alguns fabricantes e empresas especializadas oferecem suporte nessa etapa do dimensionamento do projeto fotovoltaico, o que contribui para mais segurança.
Lembre-se: dimensionar o projeto corretamente é essencial para garantir o melhor resultado e a satisfação do cliente.
Consulte a nossa calculadora solar para calcular o tamanho de um projeto fotovoltaico. Basta inserir os dados de localidade, o consumo médio mensal de energia e o valor do kWh praticado na sua cidade (em reais). O resultado é confiável e vai ajudá-lo a dimensionar o projeto com mais segurança.
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