ENERGIA SOLAR

Quanto mais cresce a demanda energética da humanidade, mais é preciso pensar em novas formas de supri-la, gerando o mínimo de impactos negativos possível. Começamos a explorar mais intensamente a energia na Revolução Industrial, com o carvão – pouco abundante e bastante poluente. Passamos, a seguir, para os combustíveis fósseis e energia hidrelétrica.

Embora a energia hidrelétrica seja uma forma limpa de energia, ela ocupa e utiliza uma grande área, o que muitas vezes causa desmatamentos. Além disso, necessita de um grande investimento inicial (que é destinado à construção de barragens, eclusas, estações e cabeamentos), depende de uma estrutura de distribuição (fiações, unidades geradoras e instalações domésticas) e ainda está sujeita a fatores climáticos, como o nível dos rios.

Por isso, o (a) convidamos para conhecer melhor a energia solar e tudo que essa alternativa tem a oferecer, seu funcionamento e vantagens.

Como você já deve saber, a energia solar é uma fonte limpa e renovável de geração de energia através da captação de luz, irradiação e calor. Seu uso tem crescido nos últimos anos e esse tipo de geração de energia tem potencial para se desenvolver ainda mais no Brasil, que é um país muito ensolarado durante a maior parte do ano.

É interessante observar também que o uso da energia solar traz oportunidades de crescimento econômico para regiões semiáridas, onde a incidência de sol é ainda maior do que nas demais. Essa possibilidade traz ainda um grande impacto social e financeiro, por serem essas regiões historicamente mais pobres e onde as frequentes secas encarecem a conta de luz convencional (geralmente de origem hídrica).

O Brasil foi o primeiro país subdesenvolvido a fabricar células fotovoltaicas. Por estar localizado próximo à Linha do Equador, uma região de alta incidência solar, o país conta com um cenário extremamente favorável para a geração energética a partir da energia solar. Além disso, é abundante em silício, matéria-prima usada para fabricação das células fotovoltaicas.

Os dois tipos de energia solar mais conhecidos são a energia solar fotovoltaica e a energia solar térmica. A energia fotovoltaica gera energia elétrica diretamente dos raios solares. Já a energia solar térmica (conhecida como “Aquecedor solar”) utiliza o calor do sol para aquecer líquidos.

Energia solar fotovoltaica

A tecnologia fotovoltaica (FV) converte diretamente os raios solares em eletricidade. O constante avanço desta tecnologia está proporcionando o aumento da capacidade de fornecimento de energia elétrica no mundo todo, permitindo que a energia solar fotovoltaica seja uma opção viável, de baixo custo e com pouca manutenção.

Os painéis solares, normalmente, possuem uma aparência azulada ou preta e são instalados em grupos chamados de sistemas fotovoltaicos. Os painéis solares fotovoltaicos são utilizados em casas, comércios ou indústrias principalmente para gerar eletricidade e reduzir a conta de luz.

Se você quer reduzir a sua conta de luz produzindo energia elétrica com a luz do sol você esta no lugar certo!

Estes sistemas são capazes de gerar energia elétrica através das chamadas células fotovoltaicas. As células fotovoltaicas são geralmente montadas em módulos ou painéis solares fotovoltaicos e são capazes de transformar a radiação solar diretamente em energia elétrica através do chamado “efeito fotovoltaico”, presente em alguns materiais, sendo o mais utilizado o silício.

Energia solar térmica (Aquecedor Solar)

A energia solar térmica que utiliza o calor do sol diretamente para aquecer outro meio, geralmente água. Sistemas solares térmicos usam coletores (também conhecidos como placas) ou tubos a vácuo para captar o calor do sol e transferir o calor para um líquido (água).

Nestes sistemas, a energia é captada através de painéis solares térmicos, também chamados de coletores solares. São os sistemas mais simples, econômicos e conhecidos de aproveitar o sol. Os painéis são simples e têm a função de transferir o calor da radiação solar para a água ou óleo que passa por dentro deles para então ser utilizado como fonte de calor.

A energia solar térmica é normalmente usada para produzir água quente para banho ou processos industriais. Em dias chuvosos, provavelmente, não haverá sol suficiente para gerar toda a água quente que você precisa, portanto os aquecedores solares possuem também ou uma resistência elétrica ou um aquecedor a gás para auxiliar a atingir a temperatura ideal da água. De qualquer forma, são extremamente eficientes e reduzem em até 80% o consumo de energia relativo ao aquecimento da água.

Você já deve ter visto os “painéis solares térmicos em telhados”, estes painéis não geram eletricidade. Os painéis contêm fileiras de tubos cheios de água que coletam o calor do sol, desta forma aquecendo a água e a armazenando em um reservatório térmico (boiler).

QUAL O DIFERENCIAL DA ENERGIA SOLAR EM RELAÇÃO A OUTRAS ENERGIAS LIMPAS?

A energia hidrelétrica, atualmente a mais utilizada na maioria dos países, pode ser considerada limpa, mas tem custos elevados com manutenção e distribuição e causa impactos ambientais indiretos.

Como fontes de energia limpa, pode-se citar ainda a eólica e a geotérmica. A primeira utiliza um aerogerador acoplado a um grande catavento, posicionado em regiões em que as condições climáticas sejam favoráveis. Entretanto, suas instalações ocupam uma quantidade significativa de espaço e dependem das condições climáticas para funcionar.

Já a energia geotérmica é pouco abundante, pois depende de fatores específicos, como áreas de gêiseres ou escavações de, no mínimo, cem metros para atingir zonas com calor significativo.

Devido a essas características, ambas possuem pouco incentivo econômico para serem desenvolvidas em maior escala.

Ao contrário dos ventos favoráveis e do calor proveniente do interior da Terra, o sol é uma fonte extremamente abundante. Mesmo em dias nublados, dependendo do tipo de captação energética, ainda é possível ter um bom aproveitamento.

Deve-se observar ainda que, entre as quatro formas de geração de energia elétrica mencionadas até este momento, somente a energia solar fotovoltaica pode ser geradora de energia elétrica em sua própria casa ou empresa, com investimento relativamente baixo de transmissão pelo sistema on-grid ou com um custo zero de transmissão se for pelo sistema off-grid, esse, porém, ainda não é a solução ideal devido ao alto custo de implantação, limitações do sistema e alto custo de manutenção.

COMO FUNCIONA A ENERGIA SOLAR?

Existem diferentes tipos de sistema de captação e conversão de energia solar: o fotovoltaico, o de aquecimento solar e o heliotérmico (este último é o único que não pode ser usado em residências).

Quando você opta pela instalação de um sistema de energia solar fotovoltaico, seu relógio de luz é substituído pela concessionária de energia por um relógio bidirecional. Ele passa a medir tanto a energia que entra em seu estabelecimento através da rede elétrica; por exemplo, a noite quando não tem sol; e também a que é injetada na rede da concessionária, que é a energia que não é consumida no momento da geração do sistema solar fotovoltaico em sua residência ou outro estabelecimento que aqui chamamos de “excedente”. Isso acontece porque, caso seja gerada mais energia do que você consome você recebe um crédito de energia da rede convencional. Este crédito, ou energia gerada não consumida no momento, fica disponível para o seu uso, em períodos de menor geração, pode até 5 anos.

Deve-se frisar que não se trata de venda de excedente de energia, uma prática proibida no Brasil. É apenas um sistema de compensação de energia, regulamentado pela Aneel (Agência Nacional de Energia Elétrica), órgão que cria diretrizes para o setor.

Além dos usos particulares, pode-se mencionar também o uso de energia solar em redes de iluminação pública, principalmente em estradas e rodovias, que possuem pequenos painéis acoplados acima das lâmpadas, responsáveis por captar a radiação do sol, armazená-la e usá-la durante a noite.

COMO FUNCIONAM OS DOIS SISTEMAS MAIS UTILIZADOS DE ENERGIA SOLAR?

Existem tecnologias diferentes que permitem a utilização da energia solar em residências, estabelecimentos comerciais, propriedades rurais e/ou na indústria.

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

Esta é a forma mais comum e mais viável de uso de energia solar em residências e comércios. Sua captação e geração dependem dos seguintes elementos:

Placas solares: confeccionadas em materiais semicondutores, como silício, são as principais peças do sistema, pois servem para captar a energia gerada através da luz do sol. Apesar de comumente serem colocadas em telhados, podem também ser instaladas no chão ou em fachadas. Caberá ao profissional responsável pela instalação identificar qual local reúne as condições adequadas, como altura e ângulo de incidência;

Inversor solar ou inversor de frequência: após a energia ser captada pelas placas solares, é causada uma agitação de elétrons. Forma-se, então, uma corrente elétrica contínua, que é transformada pelo inversor em corrente alternada, ou seja, energia elétrica consumível por aparelhos elétricos comuns ou de grande porte;

Estrutura de fixação: é uma parte fundamental do sistema. Pode ser instalado tanto nos telhados como em montagem sobre o chão. Geralmente feita de alumínio ou aço inoxidável, . Para evitar danos ao painel ou rendimento abaixo do ideal na captação, é fundamental que a estrutura seja compatível com as placas solares e que seja instalada corretamente, pois deve ser firme o suficiente para aguentar ventos fortes e tempestades;

Cabos e conectores: intermedeiam os demais elementos do sistema, transportando a corrente de forma adequada.

As placas fotovoltaicas convertem a energia solar captada diretamente em energia elétrica e podem ou não ter uma bateria acoplada, com a finalidade de armazenamento. São os chamados sistemas on-grid (“na rede”, em tradução literal) e off-grid (“fora da rede”).

Os sistemas fotovoltaicos on-grid são os mais utilizados em todo o mundo e também os mais viáveis financeiramente. Eles se conectam  à rede elétrica convencional e respondem por até 95% do consumo total de energia da casa. Em alguns casos, o valor da conta de luz pode ser próximo de zero, pagando-se somente o custo mínimo de disponibilidade.

Já o sistema off-grid não se conecta à rede e precisa estocar energia, utilizando bateria com capacidade de armazenamento. Isso eleva bastante seu custo, além de muita manutenção por conta das baterias, tornando-o um pouco menos utilizado.

ENERGIA TÉRMICA OU DE AQUECIMENTO SOLAR

Sabe quando, nos meses mais frios, a conta de luz aumenta devido aos praticamente inevitáveis banhos quentes? Esse tipo de captação e conversão de energia solar minimiza esse problema. O foco é o aquecimento de água, seja em casas, prédios, comércios ou indústrias.

O sistema de aquecimento solar também utiliza painéis solares do tipo coletor solar térmico, para coletar a energia térmica da radiação solar e transferir para a água, deixando-a aquecida e que será armazenada em um reservatório térmico, que manterá a sua temperatura até o momento da utilização. Estes painéis são geralmente fabricados em cores escuras, o que aumenta a absorção.

Ao contrário dos painéis de energia fotovoltaica, as placas coletoras com a finalidade de gerar energia térmica são fabricadas em cobre ou alumínio, que são ótimos condutores de corrente.

O tamanho do reservatório e a área de coletores solares térmicos (placas solares de aquecimento) necessários para o sistema de aquecimento solar variam de acordo à quantidade de água quente utilizada na residência.

O reservatório térmico tem capacidade de armazenar calor para ser utilizado durante a noite ou em dias nublados. Mas, caso seja insuficiente, há uma parte do sistema chamada de apoio energético, que é responsável por conectar o sistema de energia solar a uma fonte secundária de aquecimento, seja a rede elétrica convencional ou o sistema de gás, para que a água possa ser aquecida mesmo que as condições não sejam favoráveis à captação de radiação solar.

Essa tecnologia para aproveitamento de energia solar pode ser utilizada em qualquer lugar: casas, comércios, indústrias e prédios.

QUAIS AS VANTAGENS RELACIONADAS AO USO DA ENERGIA SOLAR?

Apresentaremos 7 benefícios comprovados de uso de energia solar em residências, prédios, indústria ou comércio. Confira.

Nos sistemas fotovoltaicos, a conta, em muitos casos, pode chegar quase a custo zero de consumo, sendo a melhor opção hoje existente para economia de energia elétrica.

Sabemos que um dos maiores problemas ambientais atualmente é a alta demanda de energia elétrica, que, em geral, depende de grandes áreas e intervenções na natureza para ser gerada.

A energia solar é abundante, silenciosa, renovável e não poluente. Sua captação não causa desmatamentos ou outros impactos na natureza, nem depende de processos químicos nocivos. Além disso, as placas de captação de radiação solar são feitas de materiais que podem ser reciclados, no fim de sua vida útil.

Ou seja, o processo de geração de energia solar é limpo do início ao fim. Nenhuma outra forma de geração de energia é tão sustentável quanto essa.

As placas fotovoltaicas, em particular, não exigem muita manutenção, demandando somente uma limpeza simples. Além disso, o kit de captação solar, quando bem instalado e limpo com frequência, tem uma vida útil muito longa, podendo ser por mais de 35 anos.

Quando há racionamento de energia devido aos baixos níveis dos reservatórios de água, geralmente são estabelecidas tarifas extras para quem ultrapassa determinada cota. São as chamadas bandeiras amarela, vermelha 1 e vermelha 2, e em alguns casos, até importação de energia elétrica de outros países.

As bandeiras tarifárias indicam se os reservatórios de água estão baixos, reduzindo a atividade das usinas hidrelétricas. Quando são aplicadas bandeiras, é preciso reduzir o consumo, pois o preço do quilowatt-hora ficará mais caro.

Quando se chega à bandeira vermelha 2, isso significa que parte da energia elétrica da rede convencional está sendo gerada por usinas termoelétricas, que tem um alto custo para produção de energia elétrica, por isso, o quilowatt-hora pode custar até cinco vezes mais, fora os impactos ambientais associados à construção e operação das mesmas, que ocorre principalmente devido à queima de combustíveis fósseis.

Se você tiver placas fotovoltaicas instaladas em casa, não é preciso se preocupar com isso, pois seu consumo proveniente da rede convencional é mínimo, já que cerca de até 95% da eletricidade necessária vem da energia solar.

Como a energia solar é uma fonte alternativa de energia limpa também para indústrias e comércios, a imagem da empresa se fortalece e se destaca, principalmente junto ao público que prioriza a responsabilidade socioambiental.

Mesmo em locais remotos, a energia solar fotovoltaica pode ser utilizada, onde o fornecimento de eletricidade não existe ou inexiste linhas de transmissão capazes de levarem energia elétrica da rede da concessionária de energia. Neste caso, é preciso utilizar um sistema fotovoltaico off-grid, lembrando porém que o seu custo de instalação e manutenção é muito mais alto que um sistema on-grid, mas é uma opção para estes tipos de situações.

Conforme já mencionamos acima, a energia solar tem enorme potencial econômico e de transformação social. Pode, por exemplo, gerar milhares de empregos no setor, considerando os mais diversos tipos de atividades, pois demanda a atuação de especialistas em instalação, engenheiros, eletricistas, vendedores, etc.

Esses benefícios são significativos, principalmente para a população de regiões que são simultaneamente mais áridas e menos desenvolvidas, o que é bastante comum no Brasil.

QUAL A MANUTENÇÃO NECESSÁRIA?

A manutenção dos sistemas solares consiste, em geral, na limpeza dos seus componentes, para que o acúmulo de poeira, poluição e outras partículas presentes no ar não diminua o rendimento dos painéis captadores.

Normatizações internacionais orientam que essa limpeza deve ser feita de 6 em 6 meses, pois, em geral, a própria chuva já se encarrega de manter os painéis limpos o bastante para não comprometer a captação de radiação solar.

Entretanto, em época de seca, em regiões muito poluídas e ruas com muito movimento de veículos, a limpeza precisa ser feita com mais frequência.

Porém sua manutenção é simples na maioria dos casos, pois devem ser lavados somente com água abundante e sabão neutro. Jamais use produtos abrasivos e que deixam manchas, pois interferem na captação. É preciso ter cuidado especial com as placas de energia fototérmica, que são muito mais frágeis, ao contrário das placas fotovoltaicas que tem uma resistência incrível.

Dê preferência a fazer a limpeza no início da manhã, no fim da tarde ou em dias mais frios ou nublados. Isso porque a forte incidência de sol fará com que a água evapore mais rápido, diminuindo a eficácia da limpeza.

Não suba no telhado se não tiver o equipamento necessário para proteção. Aliás, em caso de lugares altos e difíceis de alcançar, não hesite em contratar um profissional capacitado (inclusive quanto a normas de segurança) para realizar o serviço. Assim, você preza pela sua segurança e pela integridade do seu painel solar. Afinal, esse é praticamente um dos únicos gastos que você terá para manter seu sistema funcionando na capacidade máxima.

O painel fotovoltaico pode durar por mais de 35 anos e tem garantia padrão de eficiência, ou seja, de desempenho de 25 anos funcionando com 80% de seu desempenho original.

QUAL O MELHOR SISTEMA DE ENERGIA SOLAR?

É preciso considerar suas necessidades, mas, em geral, é melhor adotar o sistema fotovoltaico on-grid, que tem um custo-benefício excelente.

O uso do sistema off-grid somente é ideal para quem mora em regiões onde não há nenhum fornecimento de energia elétrica convencional, pois seu custo é mais alto que o on-grid e a vida útil das peças é menor. Nesse caso, serve para substituir geradores a diesel, que são caros e poluentes.

O sistema on-grid é barato e eficiente. Sua única desvantagem é que, por ser conectado à rede elétrica da rua, deixa de funcionar caso a rede seja interrompida por algum motivo.

Concluindo, tanto os sistemas fotovoltaicos on-grid e off-grid quanto o fototérmico servem para todos os tipos de imóveis — casas, comércios, indústrias e apartamentos. Mas o sistema on-grid é hoje a melhor solução para energia elétrica, pois pode diminuir a conta em até 95%.

COMO É FEITA A INSTALAÇÃO?

Lembre-se de que, em todos os casos, é preciso solicitar autorização da companhia de energia elétrica convencional de sua região. Mas esse pedido deve ser feito pela empresa responsável pela instalação e manutenção do sistema de energia solar, pois depende de um parecer técnico, que só pode ser emitido por um engenheiro elétrico.

Além de escolher criteriosamente o tipo de sistema que será adotado em sua casa ou negócio, é preciso estar atento também à qualidade do equipamento que será utilizado (que é um bem de valor significativo) e do serviço. Geralmente, a empresa que fornece o produto é a mesma que realiza a instalação, qualquer manutenção necessária e a venda e troca de peças de reposição.

Atualmente, existe a opção de financiar a compra de um sistema de energia solar, o que é uma opção para muitas pessoas e mais interessante ainda para pequenos e grandes negócios, pois é um investimento que terá um retorno relativamente rápido e já existem diversas linhas de financiamento para pessoas jurídicas, inclusive propriedades rurais que tem as melhores taxas, onde os clientes praticamente trocam o custo que eles tem com energia elétrica por uma prestação de um financiamento no mesmo valor, e em alguns casos, até mais barato que o custo atual de energia mensal.

A instalação dos painéis solares é simples, apesar de precisar ser feita por profissionais. Geralmente é feita em um ou dois dias, dependendo da facilidade de acesso ao telhado e do tamanho do sistema solar.

No Brasil, a maioria das casas possui telhados com inclinação de 15 graus, ideal para uma boa incidência de luz solar nas placas. A instalação também pode ser feita em telhados de maior inclinação — do tipo que propicia o escorrimento de neve, típico de países frios —, mas o aproveitamento pode ser um pouco menor.

ENERGIA FOTOVOLTAICA - PERGUNTAS E RESPOSTAS

O sol é a fonte suprema de energia e todos nós podemos nos beneficiar fazendo uso de seus recursos.  Mas como funcionam os painéis solares?  Como algo tão simples como um painel solar pode transformar a luz do sol e usá-la para alimentar o seu forno, televisão e até mesmo um Xbox? ​

Basicamente, o que acontece é que um sistema de painel solar usa fótons para separar os elétrons dos átomos. Fótons são partículas de luz.  O processo de separar os elétrons de seus átomos cria eletricidade!

Cada painel solar contém células fotovoltaicas (PV).  Células PV captam luz, ou fótons e convertem a luz em eletricidade.  Quando a luz do sol bate no painel solar, células PV trabalham produzindo eletricidade de corrente direta (DC).

Isso é ótimo — mas eletricidade DC não pode suprir sua casa por conta própria.  É ai que os outros tipos de equipamentos de energia solar entram em cena.  Agora aos inversores!

Algumas configurações de sistema do painel solar tem um único inversor (muitas vezes chamado de um inversor de “string”) para o sistema inteiro. Alguns têm um micro inversor anexado por trás de cada painel.  A coisa mais importante a saber sobre inversores é que convertem eletricidade DC, produzida por painéis solares, em energia elétrica de corrente alternada (AC).  Esse e’ o elemento chave que ilumina a sua casa!

Eletricidade atravessa seu medidor, torna-se parte de sua casa e liga seus aparelhos e eletrodomésticos.  a eletricidade fotovoltaica funciona bem como a sua eletricidade faz agora — você não precisa mudar nada.  Se seus painéis solares não produzem energia suficiente para cobrir todas as suas necessidades, não se preocupe.  Você ainda está conectado a companhia de energia tradicional através da grade, então você pode automaticamente usar energia dela quando você precisa.  E o que acontece se você produzir mais energia do que você usa?  Vamos descobrir.

Pode parecer contra-intuitivo estar na rede de energia tradicional quando você tem um sistema de energia solar, mas a grade tem suas vantagens. Isso permite que você use toda a eletricidade que você precise antes de enviar qualquer excesso de volta à sua companhia elétrica.  Painéis solares geram eletricidade quando o sol nasce, mas usamos eletricidade à noite também, quando não estamos produzindo energia solar.  Por isso é importante para se manter conectado com a grade tradicional.

Para esta última parte, você precisará saber o que é um acordo de medição de rede.  Medição é quando sua companhia elétrica local concorda em fornecer créditos de energia para qualquer excedente de energia que você produza e envie de volta para a grade.  Em alguns casos, esses créditos podem ser acumulados a longo prazo ou ate mesmo a companhia eléctrica compra-los de você.

O dispositivo de rede indicador que deve ser instalado em sua casa mede a eletricidade que vai e vem da grade. Este medidor é semelhante ao medidor elétrico que você provavelmente tem agora, mas mede a eletricidade indo em duas direções em vez de apenas uma.