COMO FUNCIONA A ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

O objetivo desta página é dar informações básicas para quem deseja implantar um sistema de Energia Solar Fotovoltaica em sua indústria, comércio ou residência. Qualquer dúvida envie email.
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COMO FUNCIONA A ENERGIA SOLAR

FUNCIONAMENTO BASICO

 

A luz do sol consiste de partículas muito pequenas chamadas fótons.

Estas partículas ao chegarem no painel solar retiram os elétrons dos átomos de silício que estão presentes nas células fotovoltaicas.

Estes elétrons geram uma corrente contínua de eletricidade.

QUAL O SIGNIFICADO DO TERMO FOTOVOLTAICO?

QUAL O SIGNIFICADO DO TERMO FOTOVOLTAICO?

 

Foto = luz

Voltaico = produz voltagem

Assim, o termo significa “a luz que produz voltagem” 

QUAIS OS BENEFÍCIOS DA ENERGIA SOLAR?

benefícios da energia solar

 

Energia produzida pelo sol

Energia 100% limpa e renovável

Energia não poluente e 100% amiga do meio ambiente.

Energia que não produz barulho

O QUE É UMA CÉLULA SOLAR OU FOTOVOLTAICA?

O QUE É UMA CÉLULA SOLAR OU FOTOVOLTAICA?

  

É uma célula que converte a luz do sol (fótons) em eletricidade (volt). Converte a energia solar diretamente para energia elétrica de corrente continua (DC). É o Efeito Foto elétrico. Não armazena energia.

Quanto maior for a incidência de radiação solar, maior será a quantidade de eletricidade produzida.

É importante lembrar que as células são conversoras e não a fonte original da energia. As células precisam da luz do sol como um carro precisa do combustível para se mover.

Gera eletricidade mesmo em dias nublados ou chuvosos pois existe luminosidade.

 Algumas células são redondas outras são quadradas

QUAL O MATERIAL USADO NA FABRICAÇÃO DA CÉLULA SOLAR?

QUAL O MATERIAL USADO NA FABRICAÇÃO DA CÉLULA SOLAR?

 

As células solares ou fotovoltaicas são constituídas de materiais semicondutores como: silício, arseneto de gálio, telureto de cádmio ou disseleneto de cobre e índio (gálio). O silício cristalino é o mais utilizado.

São finas camadas de silício semelhantes a chips de computadores. Entretanto são muito maiores e muito mais baratos que os chips

O silício é o segundo elemento mais abundante na superfície da terra depois do oxigênio.

O silício e o oxigênio juntos fazem a areia. Quando o oxigênio é removido em altas temperatura o resultado é o silício.

O silício é não tóxico e seguro.

QUAIS OS TIPOS DE CÉLULAS SOLARES?

QUAIS OS TIPOS DE CÉLULAS SOLARES?

Mono-Si
Eficiência mais alta (14 e 21%); cor azul escuro ou quase preto, cinza ou azul acinzentado; uma das mais caras; vida útil maior que 30 anos; garantia de 25 anos.

Poly-Si
Eficiência média de 13 – 16.5%; Cor azul, cinza prateado, um pouco mais barato; Vida útil maior que 30 anos; garantia de 25 anos.

Filme fino (Thin Film).
Eficiências 7-13%; esteticamente bonita; Pode ser feito flexível; Altas temperaturas,  e sombras e outras obstruções tem menos impacto sobre o desempenho.

O QUE É MÓDULO FOTOVOLTAICO?

O QUE É MÓDULO FOTOVOLTAICO?

É um grupo de células solares conectadas em série e/ou paralelo e encapsulada em um material laminado de proteção.

É o elemento básico sobre os quais os sistemas de energia solar fotovoltaica são construídos.

A eficiência de um modulo ou painel fotovoltaico varia na faixa 20-22%. Isto significa que converte 20-22% da luz solar em eletricidade.

Vários módulos conectados podem fornecer qualquer configuração de potência.

É muito durável e confiável.

Não possui partes ou peças móveis e, assim, não necessita de peças de reparo ou manutenção.

Uma célula produz 0,5 volt. Para aumentar a potência é necessário conectar células fotovoltaicas, geralmente em série. Se conectarmos 36 células teremos voltagem para carregar baterias de 12 volts que podem fazer funcionar motores e bombas.

O QUE É UM PAINEL SOLAR OU FOTOVOLTAICO?

O QUE É UM PAINEL SOLAR OU FOTOVOLTAICO?

 

Um painel fotovoltaico é um conjunto de módulos fotovoltaicos eletricamente ligados entre si, que fornecem determinado potencial (volt).

Na associação em série, chamada de fileira, os módulos terão suas tensões somadas e a tensão do painel será a soma das tensões individuais de cada módulo. A corrente será a média das correntes de cada módulo. Não é aconselhável a associação de módulos de capacidades distintas.

O QUE É UM ARRANJO FOTOVOLTAICO?

O QUE É UM ARRANJO FOTOVOLTAICO?

 

É um conjunto de painéis fotovoltaicos conectados em série ou paralelo dependendo da energia requerida.

UNIDADES DE MEDIDAS

UNIDADES DE MEDIDAS

 

Volt (V) – É a unidade de força (pressão elétrica) que tem potencial para fazer com que elétrons possam fluir em um fio.

Ampere ou Amp (A) – É a unidade de corrente elétrica fluindo em um fio.

Watt – Á a unidade de potência elétrica equivalente a uma corrente de 1 amp sob uma pressão de um volt.

Potência  = Corrente x Voltagem = A x V

Potência = Watts (W)

1000 watts = 1 kilowatt

Energia = Watt-hora (Wh) = Watts X hours

1000 Wh = 1 kilowatt-hora  (kWh)

Exemplo: Qual a energia consumida por uma lâmpada de 100 watts que é usada por 10 horas?

100 watt  X 10 hours = 1000 watt-hours or 1 kWh

ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

O Brasil é um dos países com maior potencial de energia solar do mundo. A energia fotovoltaica é uma tecnologia 100% comprovada. Sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica já são utilizados há mais de 30 anos.

QUAIS AS APLICAÇOES DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA?

 

Eletrificação rural
Fornecimento de energia para casas em locais remotos; eletrificação de hospitais, irrigação, fornecimento e tratamento de água.

energia fotovoltaica em área rural


Navegação marítima

Muitos faróis são abastecidos de energia solar.
Energia solar farol mar

Telecomunicação
Transmissores de rádio nos topos de montanhas são abastecidos por energia solar.

energia solar em telecomunicações

BENEFÍCIOS DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

BENEFÍCIOS DA ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

Meio ambiente limpo e sem agressão

Diminuir as emissões dos gases do efeito estufa

Manutenção mínima

Máxima confiabilidade

Reduzir vulnerabilidade a perda de energia

Sistema muito modular e facilmente expandidos

Reduz / elimina conta de energia elétrica

Protege contra aumentos das taxas de energia elétrica

A matéria prima é inesgotável

Não há emissão de poluentes durante a geração da eletricidade

Não possui partes móveis.

Não produz ruído ou barulho

COMPONENTES DE SISTEMAS DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICO

QUAIS OS PRINCIPAIS COMPONENTES DE UM SISTEMA DE ENERGIA FOTOVOLTAICA?

QUAIS OS PRINCIPAIS COMPONENTES DE UM SISTEMA DE ENERGIA FOTOVOLTAICA?

 

 

Painel Solar

Inversor

Bateria

Regulador

Carga.

INVERSOR

INVERSOR

 

É o coração do Sistema de energia fotovoltaica.

Transforma a corrente contínua (CC) (gerada pelos painéis fotovoltaicos ou com origem em baterias) para corrente alternada (CA).

Ajusta a voltagem de acordo com a necessidade.

Inversores conectados à rede elétrica também possuem a função de sincronizar o sistema com a rede.

O inversor é necessário pois quase todos os aparelhos de uma casa, indústria ou comércio usam a corrente alternada de 120volts AC

Funciona quando os painéis solares estiverem gerando energia, isto é, durante o dia.

Deve ser instalado em local com temperatura amena e longe da luz direta do sol.

Deve ser desligado automaticamente quando a rede elétrica da Distribuidora desligar. O objetivo é evitar acidentes com funcionários da distribuidora que estejam trabalhando no reparo da rede.

Deve ser desligado automaticamente quando uma condição anormal ocorrer na rede elétrica da distribuidora (alterações grandes em voltagem e/ou frequência).

Deve se religar automaticamente após a rede externa estiver ok

PAINÉIS FOTOVOLTAICOS

PAINÉIS FOTOVOLTAICOS

 

Captam a energia solar e transformam para energia elétrica

A captação de energia depende da área disponível no telhado (quantas placas fotovoltaicas são possíveis instalar) e do nível de radiação da cidade.

BATERIAS

BATERIAS

 

 

Usadas em sistemas isolados para armazenar energia durante o dia e disponibilizar para uso quando necessário.

Sem baterias você somente terá energia durante o dia ou o gerador AC estiver funcionando.

CONTROLADORES OU REGULADORES DE CARGA

CONTROLADORES OU REGULADORES DE CARGA

 

Usados em sistemas isolados e que controlam o carregamento das baterias

Qual a necessidade do controlador de carga?
Quanto mais brilhante estiver o sol, maior voltagem será produzida pelas células fotovoltaicas. Esta voltagem excessiva pode danificar as baterias. O controlador de carga é usado para manter a carga adequada das baterias.

Principais funções

  • Controle da perfeita recarga das baterias aumentando o rendimento do sistema fotovoltaico e a vida útil (quantidade de ciclos) das baterias.

  • Proteção contra sobrecargas indevidas.

  • Proteção contra descarga excessiva (acima de 80%, ou ajustável).

  • Informação do nível de carga do banco de baterias

  • Para arranjos fotovoltaicos maiores do que a faixa de 5 A até 60 A podem ser utilizados vários controladores em paralelo ou dividir em painéis menores ligados ao mesmo banco de baterias.

 

STRING BOX

STRING BOX

 

É um painel onde estão os diodos de proteção de cada fileira de painéis.

É um equipamento de proteção que isola o sistema fotovoltaico, impedindo acidentes elétricos como curtos-circuitos e surtos elétricos.

Funciona como os disjuntores de energia dentro da sua caixa de distribuição.

OUTROS EQUIPAMENTOS

OUTROS EQUIPAMENTOS

 

Além dos equipamentos principais, são necessários ainda:

  • Cabos

  • Estruturas de fixação para os painéis

  • Proteções elétricas

  • Outros acessórios.

TIPOS DE SISTEMAS DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICO

É uma estratégia empresarial para aumentar ou diminuir o nível de controle que a empresa tem sobre os insumos que utiliza ou os produtos que fabrica e/ou distribui.

SISTEMAS ISOLADOS OU OFF-GRID

 

Energia Solar fotovoltaica - off-grid

 

É aquele que não tem contato com a rede de distribuição de eletricidade das concessionárias.

Consistem de painéis solares e um banco de baterias para prover energia durante a noite.

Em muitos casos, são usados geradores a diesel ou gasolina para prover energia suplementar.

Usados em áreas rurais e regiões onde não existe acesso a distribuidoras de energia elétrica.

Excelente para prover eletricidade bem econômica

 

Cuidados especiais:
Não utilizar chuveiro elétrico e ar condicionado pois seu alto consumo e potência inviabilizam o sistema.

Atenção com motores elétricos, como geladeiras e bombas d’água, pois a potência de partida exige inversores adequados.

Utilize painéis menores com baterias. Os painéis grandes não são feitos para utilização com baterias. Podem ser utilizados, porém seria necessário um controlador de carga especial (MPPT) o que aumentaria o custo total do sistema.

Os inversores autônomos NÃO PODEM ser ligados diretamente às redes de distribuição, pois não possuem o mesmo controle sobre a tensão, fase e frequência que os inversores grid-tie.

Tipos de sistemas isolados ou off-grid.

  • Sistemas Híbridos

    • Um sistema fotovoltaico híbrido funciona associado a outro conjunto com outro sistema de geração elétrica.

      Exemplo: aerogerador (solar-eólico); um moto-gerador a diesel ou gasolina.

    • Um sistema híbrido pode ou não possuir sistema de armazenamento de energia. Quando possui, geralmente o sistema de armazenamento tem autonomia menor ou igual a um dia

  • Autônomos (Puros).

    Os sistemas autônomos podem ser com ou sem armazenamento elétrico

SISTEMAS ON-GRID OU GRID-TIE

 

Energia solar fotovoltaica on-grid sem bateria

 

 

 

 

 

 

 

 

Caso você não consuma toda a energia solar produzida pelas suas placas fotovoltaicas, o excedente é automaticamente injetado na rede da concessionária gerando créditos para sua conta de energia, que ficam válidos por 60 meses (para consumo de energia na mesma concessionária).

Muito útil para casas que estejam conectadas à rede da distribuidora

Principal benefício é a redução do preço da energia.

O Sistema necessita de um inversor tipo grid-tie para se conectar à rede da distribuidora

Use painéis maiores para este tipo de sistema.

Muitas pessoas pensam que a energia solar fotovoltaica servirá de backup (reserva) caso ocorram quedas de energia. Esta é uma ideia equivocada.

Os inversores grid tie (conexão à rede) funcionam de forma sincronizada com a rede elétrica e dependem dela para funcionar.

Se a rede da concessionária está desligada, o inversor deve desligar a conexão para não gerar energia para a concessionária e ferir técnicos de manutenção que desligam a rede para efetuar um reparo.

Geralmente são mais baratos pois não utilizam sistemas de baterias para armazenamento de energia.

 
Funcionamento do Sistema com backup em baterias

Energia fotovoltaica - on grid com bateria

 

 

 

 

 

 

 

Durante o dia, a energia solar produzida é usada prioritariamente.

Se a demanda de energia for maior do que a fornecida pelo Sistema fotovoltaico deverá suplementar com a rede da concessionária. Isto acontece principalmente à noite ou em dias nublados.

Se a rede da concessionária parar de fornecer energia, o inversor poderá usar a eletricidade armazenada nas baterias.

 

Como os inversores grid-tie são conectados à rede da concessionária?

  • Diretamente à rede

    A energia é rapidamente enviada para a rede da concessionária.

  • Através do ponto de conexão do prédio com a concessionária.

    A energia elétrica gerada é consumida pela própria empresa ou residência e somente o excedente é fornecido à rede.

 

Funções do inversor grid-tie

  • Converter a corrente contínua, gerada pelo sistema fotovoltaico, em corrente alternada, de acordo com a rede de distribuição local.

  • Ajustar-se ao ponto de máxima potência (MPP) do arranjo fotovoltaico, conseguindo o seu maior rendimento;

  • Fazer o registro operacional, armazenando / transmitindo dados durante o seu funcionamento para monitores, cartões de memória, transmissão direta a computador, etc.

  • Possuir dispositivos de proteção em CC e CA

ETAPAS DE UM PROJETO DE IMPLANTAÇÃO DE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

1-PROPOSTA INICIAL

1-PROPOSTA INICIAL

 

É elaborada baseada nas informações da sua conta de energia como o endereço da instalação e o consumo dos 12 últimos meses.

2-ORÇAMENTO

2-ORÇAMENTO

 

Se aprovada a proposta inicial, nosso time técnico irá elaborar um projeto e um orçamento. Possivelmente haverá uma visita às suas instalações com objetivo de:

  • Avaliar o local de instalação.

  • Verificar instalações elétricas existentes.

  • Verificar a necessidade de obra ou troca de telhas.

  • Verificar área de sombreamento

  • Verificar necessidades de estruturas para a instalação.

Durante o projeto de engenharia iremos analisar a viabilidade econômica e a capacidade de geração solar de acordo com a área disponível, sombreamento, insolação direta e estrutura geral

Cada cliente possui uma necessidade específica e particular. Assim, nosso projeto é bem específico, compatível com sua necessidade e otimizando o rendimento do sistema.

3-INSTALAÇÃO

3-INSTALAÇÃO

 

Instalamos em qualquer localidade do Brasil e garantimos a qualidade

A duração desta etapa depende das condições do local e do tamanho do projeto. Geralmente, não é necessário realizar obras, o que garante a rapidez no processo.

Uma equipe técnica composta por profissionais especializados irá fazer a instalação.

4-REGULARIZAÇÃO

4-REGULARIZAÇÃO

 

Iremos efetuar toda a regularização do equipamento junto à distribuidora de energia

5-MONITORAMENTO E ASSISTÊNCIA

5-MONITORAMENTO E ASSISTÊNCIA

 

A empresa irá monitorar seu sistema à distância e solucionar qualquer problema no sistema pelos próximos anos.

A eficiência de seu sistema pode ser acompanhada, pela internet, de qualquer dispositivo móvel, através de um aplicativo.

FIM DO CURSO RÁPIDO - Dúvidas: envie email pela página de CONTATO ou telefone: (21) 2447-1705