Guia completo: como funcionam os sistemas fotovoltaicos

Segundo mapeamento da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR), já são mais de 409 mil sistemas fotovoltaicos instalados no país. 

Sabemos que os sistemas fotovoltaicos estão cada vez mais populares e sendo procurados pelos brasileiros. Por isso, nada melhor que entender como esses sistemas funcionam. Abaixo, detalhamos em um guia completo sobre como funcionam os sistemas fotovoltaicos.

Sistemas fotovoltaicos, também chamados de sistemas de energia solar, são capazes de gerar energia elétrica através da radiação emitida pelo Sol.

Essa eletricidade que vem do sol, é chamada de fotovoltaica, termo formado a partir de duas palavras: foto, que em grego significa “luz”, e voltaica, que vem da palavra “volt”, a unidade para medir o potencial elétrico.

Segundo os relatórios anuais da Agência Internacional de Energia (IEA, na sigla em inglês), a energia solar se tornou a fonte de energia que mais cresce no mundo.

O Plano Decenal de Expansão de Energia (PDE) 2029, tem a energia solar fotovoltaica como mais representativa, correspondendo à 86% da capacidade instalada e 63% da energia gerada. Já podemos ver que oficialmente, o governo já deixou grandes hidrelétricas fora do radar.

Como funcionam os sistemas fotovoltaicos?

Já sabemos que os sistemas fotovoltaicos são capazes de gerar energia elétrica através da radiação solar.

A energia produzida, pode ser então utilizada no abastecimento da rede elétrica em larga escala, como acontece em usinas solares, mas também pode ser gerada em escalas menores (residenciais ou comerciais).

Mas como isso funciona?

Esses sistemas, funcionam quando as partículas de luz solar (fótons) colidem com os átomos de silício presentes no módulo solar. Esta colisão gera um deslocamento dos elétrons, que cria uma corrente elétrica, que também  é chamada de energia solar fotovoltaica.

Existem equipamentos para energia solar, que vão fazer todo esse processo funcionar!

Os principais componentes de um sistema fotovoltaico são: módulos solares, materiais elétricos, estrutura/suporte, inversores, controladores de carga e baterias.

Partindo desse pressuposto, também vale a pena citar que são 3, as formas de geração de energia solar fotovoltaica: conectada à rede (on grid), isolada ou autônoma (off grid) e híbrida.

Está pronto para conhecer cada uma delas?

Sistemas fotovoltaicos isolados da rede elétrica (Off  Grid)

Entre as décadas de 1950 e 1970, os sistemas fotovoltaicos off grid (também conhecidos como sistemas isolados ou autônomos), eram o único tipo existente. Pois, o foco era levar energia elétrica a locais onde as redes de distribuição não chegavam.

Existem duas opções para os sistemas off grid: com ou sem armazenamento de energia.

Nos sistemas fotovoltaicos sem armazenamento, podemos citar o bombeamento de água. Neste caso, enquanto os módulos fotovoltaicos estiverem gerando energia, a bomba é alimentada. Assim, a água é bombeada para algum reservatório ou diretamente para irrigação.

Já os sistemas off grid, com armazenamento, são utilizados em momentos em que não há geração. Como por exemplo, à noite, onde os bancos de baterias são responsáveis por armazenar a energia.

Os componentes dos sistemas fotovoltaicos autônomos são: módulos fotovoltaicos, controladores de carga, banco de baterias, inversor e se você quiser, os sistemas de monitoramento que permitem obter dados de geração, corrente, tensão, potência e também gerenciamento remoto.

Veja o vídeo abaixo:

Sistemas fotovoltaicos conectados rede elétrica (On Grid)

Os Sistemas Fotovoltaicos Conectado à Rede (SFCR), também chamado de sistema on grid, surgiu no início dos anos 90 na Alemanha, com a evolução tecnologia dos Drives Inversores Frequência (conversor de corrente contínua para corrente alternada).

Um sistema fotovoltaico on grid nada mais é do que um conjunto de equipamentos capaz de transformar a energia do sol em energia elétrica e “jogá-la” na rede elétrica de energia.

Ou seja, o sistema exporta a energia excedente durante o período produtivo (dia) para a rede da concessionaria, e importa a energia da rede no período não produtivo (noite). Essa característica é conhecida como “sistema de compensação de energia”.

O que irá mensurar a energia elétrica fluindo nos dois sentidos (entrada e saída), é o medidor, que deve ser do tipo bidirecional. A distribuidora instala, gratuitamente, esse medidor, por definição da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).

 Os componentes dos sistemas fotovoltaicos conectados à rede são basicamente os módulos fotovoltaicos e inversores.

Sistemas fotovoltaicos híbridos

Os sistemas fotovoltaicos híbridos, são ao mesmo tempo, on grid (inversores grid-tied) e off grid (inversores autônomos). Ele possui a capacidade de gerar a energia elétrica por meio do sol e ao mesmo tempo armazenar toda energia produzida em excesso, em baterias.

Ambos os inversores do sistema, são alimentados pelo banco de armazenamento, atuando isoladamente enquanto um dos tipos de geração de energia (on grid e off grid) estiver desconectado.

Os sistemas fotovoltaicos híbridos permitem que todo tipo de consumidor os utilize,  para economizar e alcançar a tão sonhada independência energética.

A dificuldade está no custo, que vai às alturas!

O valor das baterias para gerar energia solar fotovoltaica, não caíram tanto, e os inversores híbridos são mais caros do que os inversores grid-tied comuns, porque acumulam mais funções.

Agora que já sabe como funciona cada tipo um dos tipos de sistemas fotovoltaicos, já podemos avançar para a parte da instalação.

E aí, já escolheu de qual tipo será o seu sistema?

Como funciona a instalação desses sistemas fotovoltaicos?

A instalação dos sistemas fotovoltaicos é um procedimento simples. Mas, para tirar real proveito de todos os benefícios que o sistema tem a nos oferecer, é preciso desenvolver estudos prévios, além de seguir o procedimento adequado de execução de cada etapa do projeto.

É importante ressaltar também que tanto o projeto quanto a instalação dos equipamentos, necessitam de um time com profissionais especializados em diferentes áreas.

Antes de iniciar o processo de instalação, é importante descrevermos sobre a visita técnica. Pois, é nela que pode se encontrar (ou não) qualquer tipo de problema que comprometa o seu sistema de energia solar.

Examinar se o sistema elétrico da residência foi bem projetado e executado, ver se capacidade do telhado é boa e calcular o ângulo de direcionamento dos módulos, são fatores a serem analisados e que vão influenciar de forma direta na instalação.

Agora que você entendeu os procedimentos que antecedem a instalação fotovoltaica, vamos aos procedimentos?

Sistemas fotovoltaicos On Grid

Para ligar o sistema na rede de distribuição da concessionária, é preciso ter projeto assinado por um engenheiro eletricista ou técnico eletrotécnico (até 800 kva). Esses profissionais deverão estar credenciados no recém-criado CFT – Conselho Federal dos Técnicos Industriais e entrarão com a empresa de energia.

Fazendo isso antes, todo processo de homologação já estará adiantado. Há um prazo (formal) de 120 dias para realizar a instalação do seu sistema de energia solar e solicitar a vistoria para a distribuidora de energia.

Prazo este que pode ser menor. Tudo irá depender da empresa/equipe contratada para realizar o serviço.

Sendo assim, já podemos descrever os passos de uma instalação:

PASSO 1

O primeiro passo da instalação é desligar o medidor de energia elétrica e seguir todos os procedimentos de trabalho em altura. Esse é um dos fatores que garantem a segurança do profissional e evita acidentes.

PASSO 2

Com base no layout desenhado para os sistemas fotovoltaicos e os tipos de telha do imóvel, os “suportes” são aparafusados provendo a base da fixação do sistema.

PASSO 3

As estruturas de fixação são todas pré-fabricadas, normalmente em alumínio. Os trilhos são feitos para encaixar perfeitamente nos suportes e prover um local perfeito para prender os painéis solares.

PASSO 4

Com os trilhos bem fixos é hora de instalar os painéis em seu devido lugar e conectar os cabos.

PASSO 5

A parte final da instalação, é conectar os painéis solares no inversor solar e instalar o inversor na rede elétrica de sua casa/empresa.

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Instalação dos sistemas fotovoltaicos Off – Grid

Para os sistemas off grid, o processo não é diferente e ainda mais simples. Apesar do processo de homologação não ser necessário, é extrema importância que conte com uma equipe de instaladores bem qualificada para não ter nenhum tipo de problema. Se tentar fazer sozinho poderá se machucar.

PASSO 1

Mantenha o ambiente e as ferramentas secas! Não é porque não está conectado com a rede de energia elétrica que o sistema de energia solar off grid deixa de oferecer riscos. Mesmo assim, existe a possibilidade de choque e até de queimar os equipamentos.

PASSO 2

Instale o painel de controle em um local de fácil acesso. Nele, ficam o controlador de carga, fusíveis, chaves, disjuntores e inversores.

PASSO 3

Atenção às baterias, pois elas são fundamentais na estrutura dos sistemas fotovoltaicos off grid. Então, procure instalar esses componentes em locais ventilados, sem exposição ao sol e a altas temperaturas.

PASSO 4

Faça o aterramento de todo o circuito elétrico. Este é indispensável para garantir a segurança do local, do equipamento e das pessoas que utilizarão o sistema. Cabos e conexões soltos podem provocar incidentes, como curto-circuitos.

Viu como é fácil?

As instalações podem demorar algumas semanas, dependendo do porte do sistema, mas após esse processo você já pode comemorar, pois seu sistema de energia solar já estará pronto e produzindo energia elétrica.

Você sabia que a correta instalação também pode reduzir bastante a necessidade e a frequência de manutenção de sistema solar fotovoltaico? Mas, é importante criar um calendário de manutenções para que seu sistema exerça o máximo de sua potencia. E esse será o próximo tópico abordado.

Como funciona a manutenção dos sistemas fotovoltaicos

Se você pensou que só porque os sistemas fotovoltaicos duram mais de 25 anos eles não precisam de manutenção, pensou errado.

Como todo investimento em estrutura física, é extremamente necessário cuidar da sua manutenção para prolongar a vida útil da instalação e evitar a deterioração precoce dos equipamentos.

São várias as sujeiras que podem deteriorar o seu sistema: folhas, galhos, fuligem, dejetos de aves, entre outros. A consequência do acúmulo de sujeira depositada sobre as células fotovoltaicas?

• Perdas de até 25% da geração.
• Manchas nos módulos, favorecendo o surgimento de fungos e corrosão nos painéis.

A chuva já faz boa parte da manutenção de sistemas fotovoltaicos, lavando frequentemente a superfície dos módulos. No entanto, uma limpeza manual periódica é necessária. Se atente aos procedimentos!

Antes de iniciar a manutenção de sistemas fotovoltaicos, também é necessário garantir a segurança de todos os profissionais durante o processo.

O primeiro procedimento de segurança visa garantir a proteção contra choques elétricos, devendo ser realizado por um profissional capacitado. Dessa forma realiza-se o bloqueio e desenergização do sistema.  Sendo assim, podemos iniciar o processo de manutenção. Aqui listamos 3 tipos:

Manutenção preventiva

Basicamente se resume a uma boa limpeza periódica dos painéis solares e tem o objetivo de reduzir o risco de avarias no sistema.

Manutenção preditiva

Consiste em realizar uma inspeção visual periódica no painel a fim de identificar arranhões, manchas, rachaduras ou indícios de quebra.

Manutenção corretiva

Se mesmo após a limpeza dos painéis fotovoltaicos for identificado baixo rendimento da usina, é recomendável acionar a assistência técnica especializada para realização de diagnóstico profissional e reparo técnico do sistema.

Mantendo as ações de limpeza e inspeção periódicas, os custos com a manutenção de sistema solar fotovoltaico tornam-se praticamente nulos.

É recomendável limpar os módulos solares uma vez por ano, ou a cada seis meses, conforme as condições climáticas e atmosféricas do local.

Ao cuidar da manutenção preventiva e preditiva dos módulos solares, você garante um funcionamento eficaz do seu sistema de energia fotovoltaica, reduzindo os custos com eventuais reparos ou reposição de peças.

Como encontrar bons fornecedores de sistemas fotovoltaicos

Uma das maiores dificuldades das pessoas, é em relação a encontrar bons fornecedores de kits fotovoltaicos. Então, vamos orientar você a como encontrar bons fornecedores.

Abaixo, listamos 6 dicas com o intuito de auxiliar você, futuro profissional do setor de energia solar:

1. Levante o histórico da empresa

Um site informativo é um bom sinal. Dedique alguns minutos à sua leitura. Veja como é o relacionamento com os integradores e o que tem de benefícios para oferecer.

2. Cheque a procedência dos equipamentos

Verifique se a empresa trabalha somente com equipamentos certificados pelo Inmetro. Além do bom custo-benefício, isso assegura sua disponibilidade em estoque por longos períodos.

3. Analise a garantia oferecida

Como os módulos fotovoltaicos têm garantia de até 25 anos na eficiência e os inversores, cerca de dez anos, é preciso assegurar que os fornecedores são empresas sólidas.

4. Atente ao pós-venda

Busque por pessoas que já tenham contratado o serviço e também a moral da empresa em órgãos de defesa do consumidor e sites de reclamação. Isso oferece uma boa pista de como é o tipo de atenção dada em caso de problemas.

5. Verifique se a empresa está atenta ao lançamento de novas tecnologias

Quando se trata de energia solar, novas tecnologias surgem a todo momento. Portanto, escolher uma empresa que vende equipamentos mais modernos, significa que é atualizada e atenta as novas tendências.

6. Verifique se a empresa oferece soluções personalizadas

A personalização é uma exigência de grande parte dos consumidores. É interessante que a empresa seja flexível para lidar com ela. Fornecedores engessados podem ser um problema.

Tenha em mente que o investimento em energia solar é uma solução sustentável. Então, fique sempre se os próprios fornecedores são conscientes e contribuem de alguma forma para um mundo mais sustentável.

CUSTO TOTAL DE INSTALAÇÃO DOS SISTEMAS FOTOVOLTAICOS

O custo total de instalação e projeto de um sistema de energia solar fotovoltaica residencial é de aproximadamente R$ 12.800,00. Mas não existe um valor padrão a ser repassado.

A grande variação de preço entre os fornecedores é relacionada:

• qualidade/quantidade dos componentes utilizados
• tamanho da empresa (empresas maiores têm mais poder de compra e compram mais barato)
• complexidade do sistema a ser instalado.

Se fossemos comparar com carros, os sistemas mais baratos poderiam ser comparados com os das marcas “mais populares” e os mais caros com um carro da marca “BMW”, por exemplo.

Deixamos para você decidir qual faz mais o seu estilo!

Conclusão

O setor de energia solar tem crescido muito no Brasil e quem almeja fazer esse investimento, deve se especializar no assunto para aumentar as possibilidades de sucesso.

De antemão, é importante ressaltar a importância do conhecimento em eletricidade básica (ao menos), antes de entrar “mais fundo” em energia solar.

Neste megapost, explicamos de forma gratuita sobre como funcionam os sistemas fotovoltaicos, e você já agregou ainda mais conteúdo em seus conhecimentos.  Agora, queremos que você compreenda a importância de fazer um curso de energia solar!

Afinal, há empresas mais exigentes que só trabalham com profissionais certificados e consumidores individuais que preferem dar mais credibilidade aos profissionais que se especializaram formalmente naquilo que fazem.

É importante trabalhar sempre se mantendo atualizado para não ficar defasado em relação aos seus colegas que atuam na mesma área. A participação em cursos, palestras, seminários e capacitações é um diferencial.

Portanto, em tempos de pandemia, os cursos à distância são uma ótima opção.

Então, o que acha de conhecer mais a fundo as opções de nossa plataforma EAD e começar a sua capacitação?

Thuany Santos

Jornalista

(16) 3011-0547