Energia Fotovoltaica: Tudo o que você precisa saber

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Todos nós somos capazes de nomear algumas das fontes mais utilizadas para energia renovável, contudo nós realmente entendemos seu propósito, quanta energia pode gerar, sua real economia e benefícios mais amplos? Veja a seguir tudo o que você precisa saber sobre energia fotovoltaica e as tecnologias associadas.

Energia Fotovoltaica: Tudo o que você precisa saber

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Energia

Resumidamente, as energias renováveis são aquelas oriundas de fontes que não tem um “fim”, ou aquelas que podem ser recicladas, ou seja, de fontes naturais – como energia solar, energia eólica e energia hidráulica.

Utilizamos energia todos os nossos dias – seja em dispositivos eletrônicos, motores elétricos ou a combustão, no óleo doméstico que utilizamos para aquecer uma panela e até mesmo nos alimentos que ingerimos. TUDO NECESSITA DE ENERGIA.

Atualmente, fazemos o que podemos para reduzir as emissões de carbono e limitar a mudança de temperatura média global. Para colaborar ainda mais com nosso meio ambiente e garantir o futuro do planeta para as gerações futuras, surge a necessidade pela busca intermitente de novas soluções, que sejam qualificadas em oferecer proteção, idoneidade e que seja fonte de geração de alta qualidade.

O sol como fonte de energia

O ato de se aproveitar o poder do sol vem crescendo exponencialmente ao longo dos anos à medida que pesquisadores descobrem melhores maneiras de converter a luz solar em eletricidade, seja por meio de painéis solares ou outros sistemas.

A luz solar contém uma quantidade surpreendentemente grande de energia. Em média, mesmo depois de viajar aproximadamente 149.600.000 km, a radiação solar atinge a terra com energia suficiente, em um único metro quadrado, para operar uma estação de trabalho padrão.

Sem dúvida nenhuma o sol é nossa fonte de vida e, diretamente ou não, é o combustível a ser aproveitado para suprir nossa demanda energética.

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Potencial Fotovoltaico Brasileiro

No Brasil, o potencial é considerado bom para todas as regiões do país, especialmente para as regiões Nordeste, Centro-Oeste e Sudeste. No Norte, por haver extensas áreas de floresta, não seria possível instalar grandes usinas de energia fotovoltaica. Porém, é uma ótima alternativa para o abastecimento dos sistemas isolados (OFF-GRID) de energia elétrica, que atualmente usam, na sua maioria, combustíveis fósseis, como diesel.

Energia Fotovoltaica: Tudo o que você precisa saber
Imagem do mapa do Brasil com diferenciais de temperatura/cor indicando Nordeste (vermelho)
Imagem: Potencial Fotovoltaico do Brasil (by Research Gate/IBGE 2014)

Este tipo de geração é fundamental para alimentação de sistemas embarcados, e principalmente para a indústria 4.0, que busca sustentabilidade e produtividade. Carros autônomos também podem ser equipados com este tipo de tecnologia, ajudando a aumentar sua autonomia e consumo de energia mais limpa.

O que é Energia Fotovoltaica?

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Como a energia fotovoltaica se refere à conversão da luz diretamente em eletricidade, a tecnologia fotovoltaica utiliza materiais com efeito fotoelétrico para produzir energia. O material mais popular é o Silício, um semicondutor que absorve os fótons da luz e, como resultado, libera elétrons dos átomos.

Quanto mais luz for absorvida, mais eletricidade será produzida pela energia fotovoltaica. Os painéis solares que usam energia fotovoltaica produzem corrente contínua (CC), que é convertida em corrente alternada (CA) para tornar a eletricidade utilizável em eletrodomésticos.

Para melhor aproveitamento solar, existem dois tipos de placas fotovoltaicas: as de placas planas, que são retangulares e planas, montadas em ângulos fixos que podem maximizar a exposição do Sol ao longo de todo o ano ou ter sistemas mais flexíveis que podem se movimentar de acordo com o movimento do Sol; e as células de lentes convexas, que funcionam concentrando as células e, por isso, necessitam de menos material e podem ser menores. Em contrapartida, as lentes convexas não funcionam bem quando há nuvens no céu, apresentando uma desvantagem com relação às de placas planas (RASHID, 2014).

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Basicamente existem 2 tipos de instalação para uso da eletricidade, chamados sistemas OFF-GRID e ON-GRID (Isolados e Conectados). Outra opção é um sistema híbrido entre eles.

Sistema OFF-GRID: Como funciona?

São sistemas que NÃO estão conectados à rede de distribuição de energia (concessionária), e geralmente são usados ​​para atender construções remotas que não têm acesso à rede pública. Esses painéis são uma opção conveniente, pois não exigem permissões especiais das empresas de distribuição de eletricidade.

No entanto, como são 100% independentes, os sistemas OFF-GRID geralmente exigem que um gerador ou baterias adicionais forneçam eletricidade quando o sol não está brilhando. 

Imagem constando placas fotovoltaicas, baterias, inversor e casa
Imagem: Sistema Off-grid

Sistema ON-GRID: Como Funciona?

Regulamentado pela resolução normativa nº 482/2012 – ANEEL e depois alterado pela Resolução normativa n 687/2015, estabelece os critérios para conexão de sistemas fotovoltaicos a rede de distribuição de energia e estabelece as regras para o sistema de compensação de energia.

Tipicamente, os sistemas fotovoltaicos são como qualquer outro sistema de geração de energia elétrica, contudo utiliza tecnologia diferente das convencionais, com vida útil de operação estimado de 25 anos.

Imagem constando placas fotovoltaicas, inversor e casa
Imagem: Sistema ON-GRID

O sistema ON-GRID trabalha em paralelo com a rede pública de energia elétrica (distribuidora), portanto, opera igual a uma usina elétrica convencional, contudo, em menor escala.

Sempre que o sol brilha e, mesmo em dias de tempo nublado, os painéis fotovoltaicos geram eletricidade em corrente contínua. Esta eletricidade é alimentada em um inversor solar, que tem como função converter a eletricidade para corrente alternada e controlar o sistema. Esta eletricidade é então utilizada para ligar televisores, aparelhos de ar condicionado, geladeira ou qualquer outro eletrodoméstico.

Caso o sistema conectado à rede estiver produzindo mais energia que a unidade consome se torna excedente e alimenta a rede de distribuição local, que se tornam créditos de energia e têm validade de 60 meses para serem utilizados.

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Incentivos e Isenções

Além desse incentivo, nossos governantes se mostram propensos a tecnologia.  A nível de Governo Federal o PIS e COFINS ficam isentos da energia solar injetada nas redes de distribuição. (LEI nº 13.169/2015).

Por meio do convênio ICMS 16/15 do Conselho Nacional de Política Fazendária todos os Estados + o distrito federal, isentam a energia solar que é injetada na rede de distribuição. Estes incentivos fomentam a economia, gerando renda para a população brasileira e contribuem para a diminuição de impactos ambientais.

Mas como eu sei se posso adquirir um sistema fotovoltaico? É simples, basta seu imóvel possuir uma conexão com a rede de distribuição, que você PODE SIM ADQUIRIR UM SISTEMA!!!!

E quanto eu vou gastar para adquirir um sistema fotovoltaico? As necessidades de todos são diferentes e o potencial energético para geração diferi de um lugar para outro.  O retorno do investimento (ROI) ou payback, também depende de diversos fatores tais como a tarifa de energia, a irradiação solar média, dentre outros, mas o retorno médio é de 5 a 6 anos.

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Considerações finais

A região Nordeste do Brasil é a que tem o maior potencial fotovoltaico, seguida de centro-oeste e sudeste. Grandes usinas podem e devem ser instaladas nos próximos anos para uma geração em larga escala de energia elétrica, diminuindo assim os impactos do aumento de demanda de consumo.

Para instalações residenciais, praticamente qualquer lugar do Brasil pode receber um sistema. Contudo deve-se observar os fatores Consumo X Geração X Investimento, pois como foi visto anteriormente, o retorno (payback) é de 5 a 6 anos e a vida útil do sistema é de até 25 anos.

Dicas de Leitura e Consulta

autor (consulte)
cuidados com a instalação
Guia de instalação de energia solar

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About Emerson Bonache

Engenheiro Eletricista e Técnico Eletrônica | Coordenador de Manutenção | Six Sigma. 10 anos de experiência em Manutenção, Projetos de PCM e Melhoria Contínua, com foco em redução de custos, prevenção de acidentes e excelência no atendimento ao cliente. Condução de projetos de eficiência energética por fotoconversão (fotovoltaico) entre outros.

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