Como Funciona a Energia Solar fotovoltaica?

Como Funciona a Energia Solar 
 

Entender detalhadamente como funciona a energia solar é um importante requisito para a aquisição ou montagem de um sistema de captação de energia solar. Este artigo contém uma série de informações de como funciona a energia solar e pode lhe guiar na escolha da melhor opção para sua residência ou empresa.

A energia solar vem sendo utilizada em residências, comércios, indústrias, em áreas rurais e na geração de energia elétrica por meio de usinas solares, sendo uma ótima opção para economia na conta de luz, além de ser uma energia alternativa, renovável e limpa.

A energia solar funciona a partir de placas solares que captam luz, empregando o calor dos raios solares para geração de eletricidade (em sistemas de energia solar fotovoltaica e energia heliotérmica) ou aquecimento de líquidos (energia solar térmica).

Existem 3 tipos de energia solar: a energia solar fotovoltaica, a energia solar térmica e a energia heliotérmica. Cada uma atua de uma forma diferente.

A energia solar fotovoltaica funciona por meio do efeito fotovoltaico, gerando eletricidade; a energia solar térmica utiliza o sol como fonte de energia para aquecer líquidos; a energia heliotérmica também aquece líquidos e utiliza o vapor gerado para mover turbinas.

O funcionamento de sistemas de energia solar fotovoltaica utiliza painéis solares que captam a luz e geram, pelo efeito fotovoltaico, correntes elétricas contínuas, que são convertidas para correntes alternadas pelo inversor solar. Dessa forma, a eletricidade está pronta para ser distribuída no local, gerar créditos de energia ou ser armazenada.

Antes de entendermos o funcionamento de sistemas de energia solar, devemos compreender o efeito fotovoltaico, que é o responsável pela geração da energia elétrica.

Como é o funcionamento do efeito fotovoltaico?

O funcionamento da energia solar fotovoltaica é baseado no fenômeno que ocorre quando partículas de luz solar (fótons) colidem com os átomos de silício presentes no painel solar, gerando um deslocamento dos elétrons, que cria uma corrente elétrica contínua, chamada de energia solar fotovoltaica.

Como funciona a energia solar fotovoltaica?

O esquema de funcionamento do sistema de energia solar fotovoltaica baseia-se na utilização de painéis solares que captam a luz e, por meio do efeito fotovoltaico, geram energia elétrica, que é convertida pelo inversor solar, de corrente contínua para alternada, e, então, a eletricidade é distribuída.

Existem 3 formas de funcionamento de um sistema de energia solar fotovoltaico, que varia pelo tipo de sistema instalado:

  • sistema de energia solar conectado à rede (on-grid);
  • sistema fotovoltaico isolado ou autônomo (off-grid);
  • sistema de energia solar híbrido.

Podemos diferenciar o funcionamento de sistemas fotovoltaicos a partir do seu modo de operação, já que o sistema on-grid atua com a inserção de energia diretamente na rede elétrica, enquanto o sistema off-grid funciona por meio de baterias que armazenam eletricidade. Já o sistema híbrido tem sua operação de modo simultâneo, entre on-grid e off-grid, fazendo com que seu trabalho ocorra conectado à rede, enquanto o banco de baterias está carregando, e vice-versa.

Como funciona o sistema fotovoltaico conectado à rede?
O Painel Solar gera a energia solar fotovoltaica

Painel Solar reage com a luz do sol e produz energia elétrica (energia fotovoltaica). Os painéis solares, instalados sobre o seu telhado, são conectados uns aos outros e então conectados no seu Inversor Solar:

O Inversor Solar converte a energia solar para a sua casa ou empresa

Um inversor solar converte a energia solar dos seus painéis fotovoltaicos de corrente contínua (CC) para corrente elétrica alternada (CA). Ou seja, o inversor transforma a corrente em energia elétrica que pode ser usada em sua casa ou empresa para a TV, computador, máquinas e qualquer equipamento elétrico que você precise usar.

A Energia Solar é distribuída para sua casa ou empresa

A energia elétrica que sai do inversor solar vai para o seu “quadro de luz” e é distribuída para sua casa ou empresa.

Como esta energia é gerada por você, não haverá custo na utilização desta. Portanto, é possível reduzir a energia que você compra da distribuidora.

Porém, é importante ressaltar que cada distribuidora de energia tem as suas regras e as exigências para conectar o seu sistema de energia solar fotovoltaica na rede elétrica. Por isso é importante você solicitar orçamentos de empresas experientes que possam ir até o seu local para fazer uma avaliação e lhe passar um orçamento fechado para o seu sistema fotovoltaico.

A Energia Solar é usada por utensílios e equipamentos elétricos

A energia solar pode ser usada para TVs, Aparelhos de Som, Computadores, Lâmpadas, Motores Elétricos, ou seja, tudo aquilo que usa energia elétrica e estiver conectado na tomada.

O excesso de energia vai para a rede da distribuidora gerando créditos!

Após a instalação do seu sistema de energia solar, o seu relógio de luz antigo vai ser substituído por um relógio de luz novo que é “bidirecional” (mede a entrada e a saída de energia).

Esse relógio de luz mede a energia da rua que é consumida quando não tem sol e a energia solar gerada em excesso quando há uma produção maior que o consumo e é injetada na rede da distribuidora.

A energia solar que vai para a rede vira créditos de energia. Os Créditos de Energia são medidos em kWh. Para cada kWh gerado em excesso pelo seu sistema solar fotovoltaico você recebe 1 crédito de kWh para ser consumido nos próximos 60 meses.

Desta forma, no final do mês quando você receber a sua conta de luz, você vai ver quanto de energia consumiu da rede e quanta energia injetou na rede. Se injetar mais na rede do que consumiu, você terá créditos de energia, garantindo mais economia na sua conta de luz.

Em outras palavras: você produz energia limpa com a luz do sol e reduz a sua conta de luz!

Os créditos de energia são regulamentados pela ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica) possuindo regras específicas que variam de acordo com a sua localização e sua classe de consumo (residencial, comercial ou industrial).

Na página “A regulamentação dos créditos de energia solar” fazemos um resumo de como esse sistema de créditos funciona. De qualquer forma, isto é algo que a empresa instaladora do sistema fotovoltaico poderá lhe explicar quando estiver fazendo o seu orçamento.

Como funciona o sistema fotovoltaico off-grid?

No funcionamento de um sistema autônomo, como o off-grid, não é necessário o contato com a rede elétrica. Portanto, o sistema fotovoltaico realiza o abastecimento de energia para os aparelhos domésticos e eletrônicos de forma direta em um local específico.

Aliás, é possível utilizar o sistema off-grid para a geração de energia em locais remotos, visto que, para muitas pessoas, é a maneira mais econômica e simples de gerar energia elétrica por conta de dificuldades de abastecimento na região. Desse modo, a energia gerada é armazenada em baterias instantaneamente e garante o abastecimento em períodos nos quais a luz solar está ausente.

Como funciona o sistema fotovoltaico híbrido?

O sistema fotovoltaico híbrido solar opera a partir da conexão com a rede, mas, também, está conectado diretamente às baterias. Sendo assim, ambos os inversores são alimentados pelo banco de armazenamento, atuando isoladamente enquanto um dos tipos de geração de energia (on-grid e off-grid) estiver desconectado.

Neste sentido, se houver uma queda de tensão na rede elétrica, o sistema off-grid atuará na alimentação das cargas, a fim de manter o funcionamento de energia no imóvel.

Como funciona a energia solar térmica?

A energia solar térmica funciona captando o calor do sol a partir de placas solares e aquecendo um líquido presente em suas tubulações, que é transportado para o acumulador solar, responsável por aquecer a água para utilização, por exemplo, em chuveiros.

A energia solar térmica pode ser aproveitada em usinas térmicas de diversas maneiras, como na produção de bagaço de cana de açúcar e de cascas de cereais. Sua operação, é realizada da seguinte forma:

  1. A luz do sol é captada por meio dos painéis solares e aquece o líquido do interior;
  2. O líquido é transportado para o acumulador solar;
  3. A água armazenada no acumulador solar é aquecida e distribuída para utilização.

Em situações em que há pouca radiação solar (como em dias chuvosos), o sistema conta com um aquecedor à gás para aquecimento.

Como funciona a energia termossolar concentrada (heliotérmica)?

A energia termossolar concentrada tem seu funcionamento realizado a partir de painéis solares específicos, que refletem a luz solar em determinado ponto com o objetivo de aquecer um líquido e utilizar o vapor para a movimentação de turbinas para geração de eletricidade.

energia heliotérmica (ou energia termossolar, ou energia solar térmica concentrada) funciona de maneira indireta, captando o calor do sol, armazenando-o e convertendo-o em energia solar mecânica e, finalmente, em eletricidade.

Veja detalhadamente como funciona a energia termossolar:
  1. Os painéis solares (com espelhos, coletores e helióstatos) acompanham a direção do sol, refletindo sua luz e concentrando-a em um determinado ponto;
  2. Neste ponto, um receptor é posicionado onde irá passar um fluido térmico;
  3. Após essa etapa, o calor acumulado será utilizado para o aquecimento do fluido;
  4. Em seguida, ocorrerá o aquecimento da água até o seu estado gasoso;
  5. Por fim, a usina heliotérmica irá funcionar como uma usina termoelétrica, na qual o vapor fará o movimento das turbinas, ligando o gerador que irá produzir energia limpa.
Como utilizar a Energia Solar?

É possível utilizar a energia solar por meio da energia fotovoltaica, ou energia solar térmica, ou também pela energia termossolar, cada uma com objetivo e funcionamento distintos, tanto para geração de energia elétrica como para aquecimento de líquidos.

A energia solar pode ser utilizada em residências, estabelecimentos e indústrias por meio da microgeração, minigeração e da geração em usinas solares fotovoltaicas. A economia e a sustentabilidade são as principais vantagens do uso de sistemas fotovoltaicos, térmicos e heliotérmicos.

As formas de se utilizar a energia solar são diversas, desde o uso em áreas rurais para irrigação, na iluminação de locais públicos, em residências para geração de eletricidade, até em indústrias para movimentação de turbinas ou aquecimento de líquidos.

Como utilizar energia solar de modo seguro?

O principal meio de como utilizar energia solar com total segurança é por seguir as normas da ANEEL e efetuar a manutenção regular nos equipamentos de captação de energia. Este conhecimento de como utilizar energia solar em sua propriedade com segurança é importante tanto para residências quanto parra locais comerciais.

Após a instalação da energia solar, como funciona sua manutenção?

Para garantir o bom funcionamento das placas solares, aconselhamos a lavagem dos painéis a cada 6 meses. Em locais com muita poeira e/ou com baixos índices de chuva, o ideal é que o processo seja feito a cada 4 meses. Inspeções visuais realizadas por técnicos podem identificar arranhões, rachaduras ou manchas, garantindo o desempenho e encontrando possíveis danos nas placas solares desde o início.

Onde descobrir mais sobre o que é energia solar e como funciona?

O Portal Solar disponibiliza uma vasta quantidade de informações sobre o que é energia solar e como funciona, de modo que você pode explorar as sessões do site para conhecer sua origemvantagens e desvantagens, tipos de sistemas fotovoltaicos e muito mais!

Passo a Passo para adquirir seu Sistema Fotovoltaico em BH

Como adquirir seu sistema fotovoltaico para sua empresa ou em sua residência.

Já pensou em ter energia solar fotovoltaica na sua empresa ou residência?
Você, provavelmente, já ouviu falar nesse tipo de energia sustentável, mas pode ser que ainda existam dúvidas sobre seu funcionamento e se os benefícios.

A energia solar fotovoltaica é o processo de transformar a radiação solar em energia elétrica, você pode ter energia fotovoltaica na sua empresa ou residência, independentemente do tamanho do local.

Veja os requisitos para a instalação de um sistema de energia fotovoltaica em sua empresa ou residência:

1- Leve em conta os tipos de suporte para a fixação das placas

Os suportes variam de acordo com o tipo de telhado do local. Geralmente estes suportes são de alumínio ou aço galvanizado e têm capacidade de se fixarem em telhas de barro, de concreto, em telhados metálicos, entre outros.
Além disso, eles permitem que a instalação fique protegida contra possíveis ventos e tempestades.

Outro procedimento importante é verificar se o local tem área suficiente longe, que não haja interferência na incidência de raios solares sobre as placas do sistema fotovoltaico.
Eles devem estar bem instalados para que o sistema funcione perfeitamente e longe de sombreamento.

2- A incidência solar e a inclinação do telhado são fatores importantes

É importante que as placas estejam voltadas para o Norte verdadeiro, pois ele recebe maior incidência de raios solares. Se não for possível, há uma pequena perda de eficiência.
É preciso, também, que os painéis estejam fixos com inclinação mínima de 5 graus, para facilitar o escoamento de água.

3- Cuidado com o sombreamento

O sombreamento, mesmo que mínimo, afeta na produção de energia solar. Lembre-se que quanto maior a incidência de raios solares nos painéis, maior será a eficiência na produção.
A área sombreada afeta a circulação da corrente, diminuindo drasticamente sua capacidade de geração.
Quanto menos sombra tiver nos painéis, melhor para a otimização da produção de energia.

4- Faça o cálculo da área ocupada para instalar a energia fotovoltaica

O cálculo da área é feito de acordo com o consumo médio do estabelecimento, da cidade que ele está inserido, do tipo de instalação elétrica que ele tem e principalmente da incidência de luz solar para que, mesmo em dias nublados, seja possível a geração de energia.

O cálculo da incidência pode ser feito através da latitude e longitude do lugar e verificando as variáveis em bancos de dados, como, por exemplo, os do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

Sobre a inclinação, é necessário conhecer a cidade que será instalado o sistema. Por exemplo, se for em Minas Gerais, a inclinação deverá ser de 19º.

Não se esqueça que todos estes processos deverão ser feitos por uma equipe especializada e com expertise no assunto.

5- Atente-se ao Inversor

A função do inversor é converter a energia gerada pelas placas fotovoltaicas, que são correntes contínuas, em correntes alternadas.
Ele possui um dispositivo que assegura que será extraída máxima potência dos módulos fotovoltaicos para que seja produzida mais energia.

O inversor é necessário para que o sistema fotovoltaico funcione corretamente, mas é importante que ele esteja distante dos raios solares e chuvas.
Deve ser instalado em parede seca, perto de um roteador Wi-Fi.

Como funciona instalação da energia solar

Em primeiro lugar, é importante que a instalação seja feita por uma empresa de confiança e especializada, pois ela vai utilizar os melhores materiais e garantir economia e eficiência energética.

O primeiro passo para fazer a instalação é entender como funciona o seu consumo, pois é com base nele que será calculado a potência ideal do seu sistema, para suprir o seu consumo.
Assim, você poderá calcular qual será o custo para a instalação da energia solar fotovoltaica.

O procedimento consiste em fazer o projeto fotovoltaico e enviá-lo para a distribuidora para adiantar os processos burocráticos, em relação à conexão do seu sistema com a rede.

Depois disso, é só prosseguir com a instalação dos painéis no lugar mais indicado, começando pela preparação do local onde serão instaladas as placas solares.

Assim, basta instalar os suportes e os trilhos onde serão colocados os painéis, fixá-los, conectar os cabos, ligá-los ao inversor e instalá-lo na rede elétrica.

Em seguida, é necessário somente validar seu sistema na distribuidora local e pronto! Sua energia será produzida através dos painéis fotovoltaicos.

Energia fotovoltaica na sua empresa

No caso específico de energia fotovoltaica em padarias, a instalação pode trazer várias vantagens, como, por exemplo, redução nos custos em refrigeração, valorização do imóvel, e tantos outros.
Em supermercados e restaurantes também não é diferente.

Vale destacar que, por se tratar de uma energia 100% limpa e sustentável, a sua marca ganhará uma boa imagem perante os consumidores.

A instalação dos painéis resulta em diminuição do consumo médio de energia – isso com retorno do investimento a curto prazo, possibilidade de investimento do dinheiro economizado em outros setores do negócio, além de necessitar pouca manutenção.

Por fim, é importante lembrar que as condições climáticas do Brasil favorecem o uso da energia fotovoltaica.
Além da grande incidência de raios solares, a matéria prima das células fotovoltaicas, o silício cristalino, é abundante no solo brasileiro.

A energia fotovoltaica na sua empresa trará uma economia de até 95% na conta de luz, através de créditos.
Considerada a energia sustentável mais barata do mercado, os benefícios são muitos e os retornos são garantidos.

Energia fotovoltaica na sua residência

Instalar o sistema de energia solar na sua residência pode gerar uma economia na conta de luz em até 95%. Esta grande diferença é um dos principais estímulos e vantagens do investimento.

Esta economia é obtida por meio de crédito. O excedente gerado é colocado na rede elétrica e volta para a distribuidora. Então, ela utiliza essa carga como crédito e faz o abatimento na conta em até 60 meses.

 

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Esta cota de consumo é calculada com base no histórico de suas últimas 12 contas de energia. A energia chega até você através da rede da CEMIG, que continua sendo responsável pela entrega e medição mensal.

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