Sistemas fotovoltaicos são conjuntos de equipamentos que transformam a luz do sol em energia elétrica por meio do efeito fotovoltaico. Na prática, eles são compostos por painéis solares, inversores, estruturas de fixação e cabos, além de outros componentes que visam o bom funcionamento do sistema.
O processo começa com a captação da radiação solar pelos módulos, que geram corrente contínua. Depois, essa corrente é convertida em corrente alternada com a ajuda do inversor, podendo ser utilizada em residências, comércios e até mesmo em indústrias.
Após a instalação, é realizado o comissionamento de sistemas fotovoltaicos, que garante que todos os componentes operem corretamente antes do início da geração de energia! Continue a leitura e saiba mais!
Como funcionam os sistemas fotovoltaicos?
O funcionamento dos sistemas fotovoltaicos se baseia na conversão da luz do sol em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico.
O processo começa nos módulos solares (mais conhecidos como painéis solares), que são compostos por células fotovoltaicas feitas, normalmente, de silício.
Quando a luz do sol atinge essas células, os fótons da radiação solar estimulam os elétrons do material, o que gera a corrente elétrica contínua (CC).
Em seguida, essa corrente é encaminhada para o inversor, que é o responsável por converter a corrente contínua em corrente alternada (CA) — a forma de energia utilizada pela maioria dos aparelhos elétricos.
A energia gerada pode ser consumida imediatamente, armazenada em baterias ou pode ser injetada na rede elétrica por meio do sistema de compensação de energia.
Durante esse processo, é fundamental que o comissionamento de sistemas fotovoltaicos seja feito dessa maneira, a fim de garantir que a instalação esteja segura e operando de maneira eficiente dentro das normas técnicas exigidas.
Como a energia solar fotovoltaica é gerada?
Em geral, o processo de geração da energia solar sustentável é simples, silencioso e ocorre todos os dias em telhados de residências, comércios, indústrias e até em áreas rurais. Confira, abaixo, como a luz do sol se transforma em energia elétrica por meio desses sistemas!
- Captação da luz solar: os módulos fotovoltaicos instalados captam a irradiação solar ao longo do dia. Quanto maior for a incidência solar, maior será a produção de energia;
- Geração de corrente elétrica: a luz do sol ativa os elétrons das células fotovoltaicas, gerando corrente elétrica contínua (CC);
- Conversão da corrente: o inversor solar transforma a corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA), que é a compatível com o padrão da rede elétrica;
- Distribuição da energia: a energia gerada pode ser consumida no local, armazenada em baterias ou pode ser injetada na rede elétrica;
Por fim, temos o monitoramento e segurança. Aqui, o comissionamento de sistemas fotovoltaicos garantirá que todos os componentes estejam funcionando da maneira correta, maximizando a performance e a segurança da instalação.
Componentes de um sistema fotovoltaico
Agora que você já conhece o funcionamento e como a energia fotovoltaica é gerada, vamos entender as partes que a compõem!
Painéis solares
O painel solar é o componente principal de um sistema fotovoltaico. Ele é composto por várias células fotovoltaicas que captam a luz do sol e a convertem em eletricidade.
Feitos de materiais semicondutores, como o silício, esses painéis são responsáveis por gerar a corrente contínua (CC) a partir da luz solar.
Inversores solares
O inversor solar converte a corrente contínua (CC) gerada pelos painéis em corrente alternada (CA) usada na rede elétrica.
Há três tipos principais: inversores centrais, microinversores e otimizadores de potência — cada um com aplicações e benefícios específicos.
Estruturas de montagem
Elas sustentam os painéis solares e os mantêm na inclinação ideal para captar mais luz do sol ao longo do dia. Em geral, podem ser fixadas no chão, em telhados ou em outras superfícies, variando de acordo com o projeto e com as condições do local.
Além disso, também ajudam a dar segurança, estabilidade e durabilidade ao sistema.
Baterias e sistemas de armazenamento
Todo esse conjunto permite que a energia gerada pelos painéis solares seja armazenada em baterias para uso posterior.
Em sistemas off-grid ou híbridos, por exemplo, é bastante útil, já que o armazenamento de energia garante o fornecimento constante, mesmo com pouca luz solar disponível.
Controladores de carga
Os controladores de carga são importantes para manter a estabilidade e o desempenho de um sistema fotovoltaico. São eles que regulam a quantidade de energia que vai das baterias para os dispositivos e sistemas conectados.
Além disso, protegem as baterias contra sobrecarga e descarga excessiva, trazendo longevidade e eficiência ao sistema de armazenamento.
Tipos de sistemas fotovoltaicos
Existem 3 tipos principais de sistemas fotovoltaicos: off-grid, on-grid e os híbridos. Cada um é projetado para atender necessidades diferentes.
Entenda as principais características e aplicações de cada um deles!
Sistemas on-grid (conectados à rede)
Os sistemas conectados à rede, também conhecidos como on-grid, são aqueles diretamente ligados à rede elétrica pública.
Eles permitem que a energia gerada pelos painéis solares seja utilizada em tempo real, enquanto o excedente é enviado para a rede elétrica, gerando créditos que podem ser usados posteriormente.
Esses sistemas são ideais para áreas urbanas com acesso confiável à rede elétrica, proporcionando economia na conta de luz e maior eficiência energética.
Sistemas off-grid (isolados)
Os sistemas isolados, ou off-grid, funcionam de maneira independente da rede elétrica. Eles são projetados para locais remotos ou áreas nas quais não há acesso à rede pública.
Esses sistemas dependem de baterias para armazenar a energia gerada durante o dia, garantindo o fornecimento constante de eletricidade.
Sistemas híbridos
Os sistemas híbridos combinam características dos sistemas conectados à rede e dos sistemas isolados. Eles são conectados à rede elétrica, mas também têm baterias para armazenamento de energia.
Isso permite que o usuário tenha o melhor dos dois mundos: a segurança de uma conexão à rede pública e a autonomia proporcionada pelo armazenamento de energia.
Eles são versáteis e podem ser adaptados para diversas necessidades, assegurando maior flexibilidade e resiliência energética.
Benefícios dos sistemas fotovoltaicos
Adotar sistemas fotovoltaicos traz diversas vantagens práticas e sustentáveis para empresas e residências.
Entre os principais benefícios estão a contribuição direta para o meio ambiente, a diminuição na conta de energia e o aumento do valor de mercado do imóvel.
Entenda melhor sobre essas vantagens abaixo!
Sustentabilidade e meio ambiente
Os sistemas fotovoltaicos usam uma fonte de energia limpa e inesgotável, que é o Sol. Ao gerar eletricidade sem queima de combustíveis fósseis, esses sistemas diminuem a emissão de gases poluentes e ajudam a combater o aquecimento global.
Essa escolha contribui para um futuro mais sustentável, já que promove um uso consciente dos recursos naturais e diminui a pegada de carbono.
Redução de custos energéticos
Uma das maiores vantagens é a economia financeira. Ao gerar sua própria energia, o consumidor reduz de maneira considerável a dependência da rede pública e, consequentemente, passa a ter contas de luz cada vez mais baixas.
Valorização imobiliária
Imóveis com sistemas fotovoltaicos integrados costumam se destacar mais no mercado imobiliário. A possibilidade de economizar energia, aliada à consciência ambiental, aumenta o valor do imóvel em até 10%.
Esse investimento é estrategicamente atrativo para compradores ou locatários em busca de soluções modernas, econômicas e sustentáveis.
Como funciona a instalação de um sistema de energia solar fotovoltaica?
A instalação de um sistema fotovoltaico envolve várias etapas que garantem o funcionamento eficiente e seguro do sistema.
- Avaliação e planejamento: realize uma análise do local para determinar a viabilidade da instalação. Considere fatores como a orientação do telhado, sombreamento e o espaço disponível;
- Projeto do sistema: elabore um projeto detalhado que inclua o dimensionamento dos painéis, inversores e outros componentes. Certifique-se de que o sistema atenda às necessidades energéticas do usuário;
- Obtenção de licenças: adquira as autorizações necessárias junto às autoridades locais e às empresas de energia;
- Instalação dos painéis solares: faça a instalação dos painéis solares nas estruturas, conectando-os adequadamente;
- Conexão à rede elétrica: conecte o sistema à rede elétrica (para sistemas on-grid) ou aos sistemas de armazenamento de energia (para sistemas off-grid e híbridos).
Como calcular o tamanho ideal do sistema de energia solar?
Na prática, para realizar o dimensionamento correto de um sistema de energia solar, é preciso considerar o consumo mensal de energia (em kWh) e a eficiência dos painéis solares, que são compostos por várias células fotovoltaicas.
O cálculo básico consiste em dividir o consumo médio mensal pela quantidade média de horas de sol da sua região. Depois, é necessário ajustar de acordo com o rendimento dos equipamentos.
Vamos entender em um passo a passo com exemplo!
- Consumo mensal: verifique sua conta de luz (por exemplo, 500 kWh/mês);
- Horas de sol por dia: considere a média da sua região (por exemplo, 5 horas/dia);
- Fator de desempenho: utilize um fator médio de 0,75 para perdas do sistema.
Veja a fórmula → Potência do sistema (kWp) = 500 ÷ 30 × 5 × 0,75 ≈ 4,44 kWp
Portanto, no exemplo citado acima, seria necessário um sistema de aproximadamente 4,5 kWp para suprir o consumo mensal.
No entanto, esse valor pode variar de acordo com a localização e com o tipo de instalação, levando em consideração a eficiência das células fotovoltaicas utilizadas.
- Leia mais: quanto custa uma placa solar?
Como é feita a instalação das placas solares?
A instalação começa com a fixação das estruturas de montagem no chão ou no telhado, a fim de garantir a posição certa para captar a luz solar.
Depois disso, os painéis solares são fixados nessas estruturas e os cabos elétricos são conectados ao inversor solar, que realiza a conversão da energia. A última etapa é a verificação do sistema, a fim de que tudo esteja funcionando corretamente.
Como instalar os inversores solares?
Em relação aos inversores solares, a instalação envolve montá-los em uma área ventilada, geralmente próxima aos painéis solares, mas longe da exposição direta ao sol.
Os inversores precisam ser fixados em uma parede ou suporte para que fiquem seguros. Depois da fixação, os cabos dos painéis são conectados aos inversores, a fim de que a corrente contínua seja convertida em corrente alternada.
Como funciona a instalação do controlador de carga e da bateria solar?
O controlador de energia é responsável por regular a quantidade de energia que vai para a bateria, a fim de evitar sobrecarga e garantir a durabilidade. Durante a instalação, ele deve ser posicionado entre os painéis solares e as baterias.
Após a sua fixação, as baterias são conectadas ao sistema para realizar o armazenamento da energia gerada pelos painéis solares. Esse processo garante o fornecimento contínuo de energia, mesmo em dias de pouca luz solar disponível.
Aplicações dos sistemas fotovoltaicos
Conforme vimos, os sistemas fotovoltaicos são versáteis e podem ser aplicados em diversos contextos, proporcionando uma alternativa sustentável para diferentes tipos de consumo de energia.
- Residências: podem ser instalados no telhado para gerar energia para uso doméstico, contribuindo com a redução de custos com eletricidade e oferecendo uma fonte de energia mais limpa;
- Comércios: lojas, restaurantes e escritórios podem dispor do sistema fotovoltaico para reduzir as despesas com energia elétrica, sendo também uma maneira de promover a sustentabilidade;
- Indústrias: corporações de grande porte, como centros de distribuição e fábricas, por exemplo, utilizam sistemas fotovoltaicos para diminuir seu consumo da rede elétrica, aumentar a eficiência energética e cortar custos de operação;
- Agronegócio: nesse setor, os sistemas fotovoltaicos são usados para abastecer equipamentos, bombas de irrigação e até sistemas de refrigeração em fazendas, reduzindo drasticamente a dependência de energia convencional;
- Usinas solares: elas geram energia fotovoltaica em larga escala, que pode ser distribuída para a rede elétrica para abastecer cidades e comunidades inteiras.
Como fazer a manutenção do sistema fotovoltaico?
Em geral, a manutenção costuma ser bastante simples:
- limpe periodicamente os painéis solares, removendo sujeira e detritos que possam bloquear a luz solar;
- verifique os cabos, inversores e estruturas para ver se não há danos;
- faça inspeções anuais para identificar possíveis falhas e manter o desempenho do sistema.
Qual é a vida útil e a garantia dos equipamentos do sistema fotovoltaico?
A vida útil dos componentes de um sistema fotovoltaico depende bastante: os painéis solares, por exemplo, costumam durar entre 25 e 30 anos.
Já os inversores têm uma vida útil de 10 a 15 anos. As baterias resistem entre 5 e 10 anos, dependendo do modelo.
Quanto à garantia, os painéis costumam oferecer de 10 a 25 anos e os inversores de 5 a 10 anos. O comissionamento de sistemas fotovoltaicos garante que o sistema seja instalado corretamente, o que aumenta sua durabilidade e resistência.
Os sistemas fotovoltaicos funcionam quando não tem sol?
Os sistemas fotovoltaicos podem funcionar mesmo quando não houver luz solar direta, desde que tenham baterias para armazenar essa energia gerada durante o dia.
Em sistemas com armazenamento, como é o caso dos off-grid ou híbridos, a energia gerada é acumulada para uso à noite ou em dias mais nublados.
O sistema fotovoltaico produz energia à noite?
Não, o sistema não produz energia durante a noite, uma vez que depende da luz solar para funcionar. Durante o dia, os painéis captam a luz e convertem em eletricidade, porém, à noite, sem a presença do sol, essa geração é interrompida.
Logo, para assegurar o fornecimento durante a noite, é necessário integrar baterias ao sistema que armazena a energia gerada durante o dia. Sem essas baterias, a energia virá da rede elétrica, quando o sistema estiver conectado a ela.
O sistema fotovoltaico funciona em dias nublados ou chuvosos?
Em dias mais chuvosos ou nublados, a geração de energia fotovoltaica é reduzida, já que os painéis captarão menos luz. Todavia, o sistema ainda funciona produzindo energia, embora em menor intensidade.
Nesse caso, a eficiência pode variar dependendo da intensidade da nuvem, mas o sistema continua operando com menor rendimento.
Vale a pena investir em um sistema fotovoltaico?
Sem dúvidas, investir em um sistema fotovoltaico é, de fato, uma decisão inteligente, pois oferece benefícios econômicos, ambientais e retorno garantido.
Confira as vantagens!
- Redução de custos energéticos: diminui a dependência da rede elétrica, gerando economia nas contas de luz;
- Sustentabilidade: contribui para a redução da emissão de gases poluentes e preserva o meio ambiente;
- Valorização do imóvel: a instalação de sistemas fotovoltaicos valoriza sua propriedade no mercado;
- Retorno sobre o investimento: o sistema tem um prazo de retorno rápido, e com isso, pode gerar lucros no médio a longo prazo.
Aspectos legais e incentivos de sistemas fotovoltaicos
Incentivos e diretrizes legais para os sistemas fotovoltaicos costumam variar conforme a região. Vamos conferir alguns deles!
Normas e regulamentações
- ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica): a agência regula o acesso à rede elétrica e o processo de compensação de energia que é gerada pelos sistemas fotovoltaicos;
- Resolução Normativa 482: estabelece normas para o Sistema de Compensação de Energia Elétrica, fazendo com que os consumidores gerem sua própria energia e a troquem com a distribuidora;
- Legislação estadual e municipal: algumas regiões oferecem isenção de ICMS e taxas mais reduzidas para instalação de sistemas solares. Já outras podem ter regras específicas para a conexão à rede elétrica.
Incentivos e subsídios
- Isenção de impostos: diversos estados oferecem descontos no PIS e COFINS, além de desconto no IPTU;
- Linhas de financiamento e crédito: alguns bancos públicos e privados disponibilizam condições especiais para a aquisição de sistemas fotovoltaicos, com prazos longos e taxas de juros atrativas para o consumidor;
- Subsídios federais e estaduais: existem programas de incentivo ao uso de energias renováveis com descontos na instalação de sistemas fotovoltaicos, sobretudo em áreas de baixa renda ou com grande potencial solar.
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