Usina solar: o que é, tipos, como funciona e vantagens

Usina solar é um sistema projetado para converter a radiação do sol em eletricidade por meio de painéis solares.

Esse tipo de instalação desempenha um papel fundamental na produção de energia limpa, contribuindo para a redução de emissão de carbono que prejudica o meio ambiente.

Também é importante para diversificar a matriz energética, democratizar o acesso à energia e gerar maior estabilidade econômica — tanto para residências quanto empresas e indústrias.

O que é usina solar?

Também chamada de usina fotovoltaica, parque solar ou complexo solar, uma usina de energia solar é uma instalação de grande porte para gerar energia elétrica a partir dos raios de sol.

Os painéis solares costumam conter sensores que podem acompanhar o deslocamento da luz do sol para aproveitar o máximo de energia durante o dia. A radiação é absorvida por células fotovoltaicas e os materiais semicondutores que as compõem, permitindo que a energia se transforme em corrente elétrica entre suas camadas.

Para garantir melhor funcionamento e evitar o desvio de geração, usinas solares são construídas em superfícies planas e com boa incidência de sol. 

Como funciona uma usina solar?

Os painéis fotovoltaicos produzem eletricidade, que é enviada a um inversor solar responsável por converter a corrente contínua em corrente alternada. 

Em seguida, a energia é transmitida pelas redes de distribuição, chegando aos locais de consumo, como residências, comércios, indústrias e outros.

Os inversores enviam a energia gerada pelos painéis solares em tensões de 220 ou 380 volts, adequadas para uso doméstico e comercial. 

No entanto, para transportar energia em linhas de alta tensão, é necessário aumentar significativamente essa voltagem. 

Para isso, transformadores são usados para elevar a tensão para níveis mais altos, como 13.800 volts, 69.000 volts, 138.000 volts ou até acima de 230.000 volts, permitindo o transporte eficiente a longas distâncias.

As usinas fotovoltaicas de grande porte são geralmente instaladas em locais isolados e distantes. Por isso, a energia produzida precisa ser enviada aos centros urbanos com auxílio das linhas de transmissão para o consumidor usufruir de seu abastecimento. 

A operação de uma usina solar se divide em 3 etapas principais:

1. captação da energia solar — painéis fotovoltaicos captam fótons e geram corrente contínua (CC) e coletores térmicos (no caso das termossolares) concentram calor para aquecer fluidos;
2. conversão da energia — um inversor converte a corrente contínua em corrente alternada (CA), compatível com a rede elétrica;
3. distribuição da energia — a energia é usada localmente ou injetada na rede, com créditos para compensação ou venda no Mercado Livre de Energia.

Miniusinas solares

Miniusinas são sistemas de até 5 MW. São ideais para empresas, condomínios ou cooperativas. Entenda por meio do comparativo:

1. microgeração — até 75 kW, voltada ao consumo próprio;
2. minigeração — até 5 MW, com flexibilidade para distribuição/compensação;
3. grande usina — acima de 5 MW, operação comercial plena.

Quais são os dois principais tipos de usinas solares?

As usinas solares se diferenciam pelas tecnologias utilizadas e pelo processo de conversão da luz solar em energia elétrica. Conheça agora os tipos de usinas solares existentes.

Usinas solares fotovoltaicas

Uma usina solar fotovoltaica utiliza painéis solares para converter diretamente a irradiação solar em eletricidade. 

Essas usinas, mais comuns do que as termossolares, são compostas por células solares semicondutoras, geralmente feitas de materiais como o silício, que absorvem a luz do sol e liberam elétrons para gerar energia. 

Aproveitam painéis fotovoltaicos para gerar energia, podendo ser instaladas em telhados, campos abertos e em reservatórios flutuantes, por exemplo.

Usinas heliotérmicas ou termossolares

Usinas heliotérmicas ou termossolares utilizam o calor do sol para gerar eletricidade a partir do uso de espelhos ou lentes para concentrar a luz solar em um ponto focal, produzindo calor intenso.

Esse calor é transferido para um fluido, como óleo ou sal fundido, que atinge altas temperaturas. O fluido aquecido gera vapor, movimentando turbinas conectadas a geradores e convertendo o calor em energia elétrica. 

Existem diferentes tecnologias de usinas desta categoria, como as de calha parabólica e as de torre central, cada uma com métodos específicos de concentração solar e conversão de calor em eletricidade.

Utilizam espelhos parabólicos ou helióstatos para concentrar luz e aquecer fluidos, contando também com turbinas movidas a vapor que geram energia.

Usina solar flutuante

Uma usina solar flutuante tem sistema semelhante às usinas fotovoltaicas tradicionais, mas em vez de ficarem nos telhados, os painéis são instalados sobre corpos de água — lagos, lagoas, estações de tratamento de água e usinas hidrelétricas já existentes.

Essas instalações incluem alguns benefícios próprios, como a economia de água a partir da redução de evaporação, menor uso de terras, resfriamento natural dos painéis, prevenção contra erosão e preservação da vegetação aquática.

Há quatro tipos de sistemas flutuantes. Veja quais.

1. Puro: os painéis solares ficam acima do sistema de flutuação. Para otimizar custos, é importante calcular o ângulo de inclinação máximo devido à carga sobre a estrutura.
2. Metálico: contém estrutura de aço suportada pelo sistema flutuante que apoia os painéis. Oferece melhor refrigeração, mas o custo é maior.
3. Membrana: os módulos fotovoltaicos ficam diretamente sobre a membrana em contato com a água. As cargas são menores, mas a produção pode ser penalizada a depender da localização da fábrica.
4. Outros sistemas: feitos a partir de compostos de ferro e concreto, são menos utilizados.

O Brasil conta com algumas usinas fotovoltaicas flutuantes, incluindo na Represa Billings (SP), Rosana (SP), Sobradinho (BA) e Presidente Figueiredo (AM).

Vantagens de uma usina solar

Para o cenário atual, que observa não somente questões econômicas, mas também ambientais, a usina solar chega como uma solução para otimizar esses e outros pontos importantes. Confira suas vantagens!

Energia limpa e renovável

As usinas solares geram energia a partir da luz do sol, uma fonte inesgotável e abundante. Diferentemente dos combustíveis fósseis, a energia solar não polui o meio ambiente e não se esgota, garantindo uma fonte de eletricidade sustentável para o futuro. 

Redução de emissões de gases e efeito estufa

Uma das maiores vantagens das usinas solares é a significativa redução das emissões de gases de efeito estufa. 

Ao substituir combustíveis fósseis, como carvão e petróleo, por energia solar, diminui-se a quantidade de dióxido de carbono e outros gases nocivos liberados na atmosfera. Esse processo ajuda a combater as mudanças climáticas e a melhorar a qualidade do ar.

A expectativa é que até 2050, ela consiga reduzir até 6 bilhões de toneladas de CO₂ que seriam enviados para a atmosfera.

Aplicações em áreas remotas ou fora da rede elétrica

Usinas solares também são ideais para fornecer eletricidade em áreas remotas ou fora da rede elétrica tradicional. 

Comunidades isoladas, regiões rurais e locais sem infraestrutura energética podem se beneficiar da instalação de sistemas solares, proporcionando acesso à eletricidade e melhorando a qualidade de vida dos moradores.

O agronegócio, por exemplo, já tem cerca de 5 GW de potência instalada, o que representa aproximadamente 14% do total nacional. Com isso, o setor tem conseguido abrir mão do diesel e modernizar a sua operação, da irrigação à refrigeração de produtos.

Contribuição para a sustentabilidade energética

A energia solar é um fator-chave na diversificação da matriz energética nacional e já representa 22% do escopo total, com 55 GW de potência, reduzindo a dependência de fontes não renováveis. 

Usinas solares fortalecem a segurança energética ao proporcionar uma fonte de energia local e confiável, mitigando os riscos associados à importação de combustíveis fósseis e à volatilidade dos preços de energia.

Baixo custo de operação

Outro ponto que merece atenção é o baixo custo, com manutenção simples e baixa frequência. 

Além disso, a limpeza regular dos módulos, antes e depois do melhor e do pior mês de geração, e a conferência do cabeamento e inversores é suficiente para garantir performance por 25 anos.

O custo de manutenção também é baixo, apesar de precisar ser feito por profissionais qualificados: de 1 a 2% do valor total do sistema instalado.

• Veja também: opções de financiamento de energia solar!

Quais são as desvantagens das usinas solares?

Embora as usinas solares ofereçam inúmeras vantagens, também apresentam desafios que podem influenciar a viabilidade econômica, operacional e ambiental dos projetos solares. 

A seguir, listamos os principais obstáculos que precisam ser superados para a implementação e operação eficaz das usinas solares.

Intermitência da geração

Energias intermitentes são dependentes da natureza. No caso da energia solar, sua produção é totalmente vinculada ao período diurno e às condições climáticas.

Para diminuir a intermitência, especialistas do setor apontam algumas soluções, como previsões meteorológicas mais precisas, maior flexibilidade no despacho da geração energética, expansão do mercado de capacidade e aquisição de serviços complementares por meio de mecanismo competitivo.

Custo inicial

O custo inicial de uma usina solar pode ser alto, a depender do tamanho, localização e incidência de irradiação.

Como grande parte dos equipamentos fotovoltaicos são importados, altas no dólar, instabilidade na economia global e tarifas cambiais robustas também encarecem o projeto.

Ainda que usinas de energia solar tragam retorno financeiro em cerca de cinco anos, esse tempo pode variar conforme as especificidades da instalação.

Infraestrutura e espaço necessário

No que tange a instalação, especialmente de usinas de grande porte, há uma demanda significativa de espaço. Logo, encontrar áreas disponíveis e adequadas pode ser um desafio, especialmente em regiões densamente povoadas. 

Além disso, a infraestrutura necessária para conectar as usinas solares à rede elétrica pode ser complexa e custosa. Isso inclui a construção de linhas de transmissão e subestações, que podem enfrentar resistência devido a preocupações ambientais ou de uso do solo. 

Dessa maneira, um planejamento cuidadoso e soluções inovadoras, como a instalação de painéis solares em telhados ou terrenos subutilizados, podem ajudar a superar esse desafio.

Regulamentações e impacto ambiental

A implementação de usinas solares está sujeita a regulamentações governamentais, onde o Marco Legal é a principal (Lei 14.300/22), e processos de licenciamento que podem ser complexos e demorados. 

Essas regulamentações visam garantir que os projetos solares sejam seguros, eficientes e ambientalmente responsáveis. 

No entanto, cumprir todos os requisitos legais pode ser um obstáculo significativo. Além disso, mesmo que a energia solar seja uma opção limpa, a instalação de grandes usinas pode ter impactos ambientais. 

Portanto, avaliações ambientais rigorosas e práticas de mitigação são necessárias para minimizar esses impactos e garantir a sustentabilidade dos projetos solares.

Quantas usinas solares tem no Brasil?

De acordo com dados da ANEEL, atualmente, o Brasil tem mais de 20 mil usinas solares fotovoltaicas operando.

O Brasil tem um dos maiores potenciais do mundo para geração de energia solar, graças à sua localização privilegiada na zona tropical e à alta incidência de radiação solar ao longo de todo o ano.

Nos últimos anos, o país tem investido fortemente nesse setor, tanto em projetos de geração distribuída (como sistemas instalados em residências e empresas) quanto em grandes usinas solares conectadas à rede elétrica nacional. 

No fim de 2024, por exemplo, o governo federal anunciou um pacote de investimentos de quase R$ 470 bilhões em energias renováveis, favorecendo também, claro a energia solar.

Quais são as maiores usinas solares do Brasil?

O Brasil tem se consolidado como um dos líderes em energia solar na América Latina, com diversas usinas de grande porte em operação. A seguir, destacamos as três maiores usinas solares do Brasil, considerando sua capacidade instalada e relevância no setor.

Usina solar Janaúba

Localizada em Minas Gerais, é atualmente a maior do Brasil. Com capacidade instalada de aproximadamente 1,6 GWp, ela faz parte do complexo solar construído pela Elera Renováveis e ocupa uma área equivalente a 2.000 campos de futebol. 

Essa usina consegue abastecer cerca de 1,8 milhão de pessoas e representa um marco para a geração de energia renovável em larga escala no país.

Complexo solar São Gonçalo

Situado no Piauí e operado pela Enel Green Power. Com uma capacidade instalada de 864 MWp, é uma das maiores da América do Sul. 

A usina foi construída em etapas e incorpora tecnologias modernas, como o uso de painéis bifaciais, que captam energia solar de ambos os lados, aumentando a eficiência da produção energética.

Parque solar Sol do Sertão

Localizado no município de Oliveira dos Brejinhos, na Bahia. Com 475 MWp de capacidade instalada, essa usina foi desenvolvida pela Essentia Energia e representa um importante polo de desenvolvimento regional.

Sua produção é suficiente para atender o consumo de uma cidade com cerca de 600 mil habitantes, além de contribuir para a geração de empregos e renda na região.

Maiores usinas solares do mundo

O avanço da energia solar ao redor do mundo tem impulsionado a construção de usinas gigantescas, capazes de produzir energia limpa em escalas impressionantes. 

Esses megaempreendimentos são estratégicos para atender à crescente demanda energética global sem aumentar as emissões de carbono.

Usina solar de 5 GW no Deserto Tengger

Localizada na China, é a maior do mundo em operação até o momento. Também conhecida como Deserto do Sol, essa usina ocupa uma área de aproximadamente 13.333 hectares, com capacidade instalada superior a 5 GW. 

Inaugurada em 2024, ela é um símbolo do compromisso da China com a transição energética, sendo capaz de abastecer milhões de residências e reduzir milhões de toneladas de CO₂ por ano.

Complexo solar de Bhadlar, no estado do Rajastão, na Índia

Com uma capacidade instalada de 2,25 GW, esse complexo está distribuído em uma área de mais de 5.700 hectares no deserto de Thar. A região tem uma das maiores incidências solares do planeta, o que garante alta eficiência à geração de energia. 

O projeto é composto por múltiplas usinas operadas por diferentes empresas, formando o maior parque solar contínuo do mundo.

Parque solar Mohammed bin Rashid Al Maktoum

Localizado em Dubai, nos Emirados Árabes Unidos. Com capacidade planejada para atingir 5 GW até 2030, a usina já conta com mais de 2 GW em operação. 

O projeto se destaca pelo uso de tecnologia de ponta, incluindo painéis fotovoltaicos e sistemas de concentração solar (CSP), além de baterias para armazenamento. A usina é parte fundamental da meta dos Emirados de alcançar 100% de energia limpa até 2050.

Quanto custa uma usina solar?

No Brasil, cada Wp (watt-pico) custa, aproximadamente, R$ 3.000. Sendo assim, usinas com diferentes capacidades custariam, em média:

• 50 kWp — R$ 150.000;
• 75 kWp — R$ 225.000;
• 150 kWp — R$ 450.000;
• 300 kWp — R$ 900.000;
• 500 kWp — R$ 1.500.000;
• 1 MWp — R$ 3.000.000.

Vale lembrar de que os valores podem variar para mais ou para menos de acordo com a área de instalação, condições climáticas, tecnologias adotadas etc.

Lucro de uma usina solar

O lucro de uma usina solar está diretamente ligado ao seu modelo de uso: para consumo próprio, a economia pode chegar a até 95% na conta de energia elétrica.

Já em sistemas maiores, voltados à comercialização de energia no Mercado Livre de Energia (MLE), a rentabilidade de uma usina solar se dá pela venda da energia gerada. 

Em ambos os casos, o retorno sobre o investimento costuma ocorrer em 4 a 5 anos, dependendo do porte da usina, da localização, da radiação solar da região e do custo de implantação.

Quanto rende uma usina solar de 75 kW?

Uma usina solar de 75 kW pode gerar uma economia significativa ao longo de sua vida útil, especialmente quando usada para consumo próprio.

• • Cenário base: uma empresa com uma conta de luz mensal de R$ 12.000,00;
  • Economia estimada: com um sistema de 75 kW, é possível suprir 100% dessa demanda e economizar até 95% do valor da conta;

• Resultado: 

• • economia mensal de R$ 11.400,00; 
  • economia anual de R$ 136.800,00;
  • custo anual com manutenção (2% da economia) R$ 2.736,00

Assim, a economia líquida anual é de R$ 134.064,00. 

Considerando a vida útil média das placas solares de 25 anos, essa usina pode gerar, ao longo do tempo, mais de R$ 3,3 milhões em economia líquida — isso sem reajustar os valores pela inflação ou considerar o aumento das tarifas de energia, o que tornaria o retorno ainda maior.

Como montar uma energia solar?

Montar uma usina de energia solar pode ser mais simples do que parece, especialmente com o suporte certo. A seguir, confira um passo a passo direto e prático para transformar sua ideia em realidade.

1. Escolha uma empresa especializada: trabalhar com uma fornecedora confiável, como a Aldo Solar, garante acesso a equipamentos de qualidade, suporte técnico e soluções personalizadas para cada projeto;
2. Faça um estudo de viabilidade: avalie seu consumo de energia, o espaço disponível (telhado ou solo) e a incidência solar na região. Esse levantamento define o porte ideal da usina e o investimento necessário;
3. Elabore o projeto técnico: um engenheiro elétrico ou empresa parceira dimensionará corretamente o sistema, definirá os componentes (painéis, inversores, estruturas) e preparará a documentação para a concessionária de energia;
4. Aprovação junto à distribuidora: o projeto é submetido à análise da distribuidora local de energia, que deve aprovar a conexão da usina à rede elétrica. Esse processo pode levar alguns dias a semanas, dependendo da região;
5. Instalação da usina solar: com os equipamentos entregues, é feita a instalação física do sistema, seguindo os padrões técnicos e de segurança. Usinas maiores podem levar de alguns dias a poucas semanas para serem concluídas;
6. Conexão e homologação: após a instalação, a distribuidora faz a vistoria, instala o medidor bidirecional e libera a operação da usina. A partir daí, você já começa a gerar sua própria energia.

Quais são as tecnologias utilizadas em uma usina solar?

Além dos painéis solares, inversores de conversão de energia, cabeamento, conectores e blocos de armazenamento, usinas solares usam uma série de tecnologias diferentes — incluindo algumas novidades no mercado.

• Módulos ondulares: alternativas flexíveis e moldáveis aos painéis fotovoltaicos tradicionais. Podem ser instalados mesmo em terrenos irregulares devido sua maleabilidade.
• Células de perovskita: compostas de óxido de cálcio e titânio (CaTi03), são mais finas que o silício, apresentando leveza, flexibilidade e altos níveis de conversão solar. Por sua eficiência e processo de fabricação simplificado, é uma esperança na redução de custos.
• Células tandem: são formadas por diversas camadas de materiais semicondutores, cada uma otimizada para a absorção de diferentes comprimentos de ondas solares.
• Painéis orgânicos: materiais orgânicos são utilizados para converter a luz do sol em eletricidade. Mais sustentáveis, finos e leves, facilitam a implementação de sistemas fotovoltaicos para além das usinas, como em edifícios e dispositivos portáteis.
• Baterias de estado sólido: substituindo o eletrólito líquido ou gel por eletrólito sólido, essas baterias são mais seguras e estáveis, têm menos fuga térmica e duram mais tempo.
• Inteligência Artificial (IA): ainda em processo de implementação em inúmeros projetos fotovoltaicos, pode ser utilizada em várias etapas da geração de energia, incluindo atividades preditivas, manutenção, otimização de layout e design, monitoramento e análise de dados etc.

Usinas solares e a crise de energia

As usinas solares são soluções promissoras para a crise de energia por diversos fatores, como a utilização de fonte inesgotável, acesso à eletricidade em locais com baixa distribuição e redução da conta de luz para pessoas físicas e jurídicas.

Também é uma alternativa sustentável aos combustíveis fósseis porque é renovável e não emite dióxido de carbono (CO₂), principal responsável pelo efeito estufa e aquecimento global.

O futuro das usinas solares no Brasil

O futuro das usinas nacionais é otimista devido às regulamentações, programas de incentivo, novas tecnologias, condições climáticas favoráveis, reservas abundantes de matéria-prima para a fabricação de painéis solares, geração de empregos e compromisso com práticas sustentáveis.

Segundo relatório do conselho internacional Global Solar, em parceria com a ABSOLAR (Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica), o Brasil é hoje o quarto maior mercado de energia fotovoltaica no mundo, atrás apenas da China, Estados Unidos e Índia. Apenas em 2024, foram geradas 18,9 GW em todo o país.

A cadeia produtiva brasileira é composta por quase 90% de energia renovável graças às hidrelétricas e a energia solar. Isso coloca o Brasil na frente de diversos países do norte global, que ainda usam combustíveis fósseis poluentes como principal fonte energética. 

Projeções da ABSOLAR indicam que, até 2040, a energia solar fotovoltaica deve liderar todas as matrizes brasileiras, representando mais de 30%. Em escala global, a IEA (Agência Internacional de Energia) estima um crescimento de 80% até 2030.

Monte sua usina solar com eficiência e suporte completo da Aldo Solar

Se você pretende trabalhar com energia solar de forma segura, eficiente e com total suporte técnico, a Aldo Solar é a parceira ideal. 

Com experiência no setor e um portfólio completo de equipamentos e soluções integradas, a Aldo oferece desde kits fotovoltaicos para diferentes portes de geração até assistência especializada em todas as etapas do projeto — da viabilidade à instalação e pós-venda. 

Trabalhamos com marcas líderes do mercado e contamos com uma estrutura preparada para atender projetos de pequeno, médio e grande porte em todo o Brasil. 

Seja para economizar, seja para gerar receita, você pode contar com a Aldo para montar uma usina solar com tranquilidade, qualidade e agilidade. Solicite um orçamento agora!