Energia fotovoltaica: o que é, como funciona e para que serve
A energia fotovoltaica é a eletricidade gerada a partir da luz do sol usando painéis solares. Esses painéis convertem a luz solar diretamente em energia elétrica, de forma limpa e renovável.
Confira aqui tudo o que você precisa saber sobre energia fotovoltaica: o que é, para que serve, qual a sua eficiência, preços, como funciona e é produzida a energia solar fotovoltaica e entenda também o cenário desse mercado no Brasil e no mundo.
O que é energia fotovoltaica?
A energia fotovoltaica é a energia elétrica produzida a partir da luz solar. Quanto maior a incidência de radiação solar sobre as placas solares, maior será a quantidade de energia elétrica produzida. A energia fotovoltaica é considerada uma fonte de energias alternativas, renovável, limpa e sustentável.
Veja mais sobre: Painel Fotovoltaico
Para que serve a placa de energia fotovoltaica?
A placa de energia fotovoltaica é o equipamento responsável por captar a luz solar e convertê-la em energia elétrica. Esses painéis são compostos por células solares que transformam a energia do sol em eletricidade.
Qual a eficiência da energia fotovoltaica?
A produção de energia fotovoltaica é altamente eficiente! A eficiência de uma placa solar representa o seu potencial de conversão da luz solar em energia elétrica por metro quadrado.
A célula solar comercial mais eficiente do mercado até o momento é a Aiko Solar ABC White Hole com índice de conversão de 23,6%, seguida pela LONGi com o módulo Hi-MO 6 que atingiu 23,2% de eficiência em abril de 2023.
Qual o preço da energia fotovoltaica?
O preço da produção de energia fotovoltaica é cada vez menor!
Impulsionado pelos avanços da tecnologia e o aumento da escala de produção, os custos da energia fotovoltaica têm diminuído de forma constante ano após ano. Em 2023, os preços das placas solares fotovoltaicas atingiram os menores níveis já registrados, chegando ao patamar de US$ 0,12/Watt.
Características da energia fotovoltaica
As principais características da energia fotovoltaica são:
- Renovável: Utiliza a luz do sol, uma fonte inesgotável de energia.
- Limpa: Não emite poluentes ou gases de efeito estufa durante a geração de eletricidade.
- Modular: Os sistemas podem ser escalados para diferentes tamanhos, desde pequenas instalações residenciais até grandes usinas solares.
- Baixa manutenção: Após a instalação, os sistemas fotovoltaicos exigem pouca manutenção.
- Sustentável: Contribui para a redução da dependência de combustíveis fósseis e ajuda na mitigação das mudanças climáticas.
- Silenciosa: A geração de energia fotovoltaica não produz ruído, tornando-a ideal para áreas urbanas.
- Independente: Pode ser utilizada em locais isolados, sem a necessidade de conexão à rede elétrica convencional.
Como é produzida a energia solar?
A produção de energia solar fotovoltaica é através de placas solares produzidas em material semicondutor para, quando as partículas de luz solar (fótons) incidirem, os elétrons do material semicondutor entrarem em movimento, gerando eletricidade.
A energia fotovoltaica é gerada pelas placas solares e levada ao inversor solar, equipamento responsável por transformar a corrente elétrica contínua em alternada e, então, ser distribuída para o local de consumo e utilizada pelos equipamentos.
A energia fotovoltaica é uma tecnologia 100% comprovada. Sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica já são utilizados há mais de 30 anos.
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Componentes de um sistema de energia solar fotovoltaica
Um sistema de energia solar fotovoltaica é composto por diversos componentes que trabalham em conjunto para converter a luz solar em eletricidade utilizável. Os principais itens são:
Módulos Fotovoltaicos (Painéis Solares)
São compostos por células fotovoltaicas que convertem a luz solar em eletricidade. Geralmente, vários painéis são conectados para formar um sistema.
Inversor Solar
Converte a corrente contínua (CC) gerada pelos painéis solares em corrente alternada (CA), que é a forma de eletricidade usada na maioria das casas e edifícios.
Estrutura de Fixação
Suporta e fixa os painéis solares em posições adequadas, garantindo a eficiência da captação de luz solar.
Medidor Bidirecional
Mede a quantidade de eletricidade consumida pela casa e a eletricidade que é injetada na rede elétrica.
Conectores, Cabos e Disjuntores
Componentes elétricos que garantem a conexão segura e eficiente de todos os elementos do sistema.
Quantos kWh uma placa solar produz?
As placas mais comuns usadas em instalações residenciais atualmente são as de 510Wp, 550Wp e 545 Wp. Já nas grandes usinas é comum que as placas sejam de 585 Wp e 590 Wp.
Uma placa solar fotovoltaica de 510 Wp produz, aproximadamente, 56 kWh, enquanto painéis solares de 550 Wp geram em torno de 61 kWh e placas de 545 Wp geram cerca de 60 kWh. Já os painéis de 585 WP produzem, em média, 64 kWh e, por fim, painéis de 590 Wp geram em torno de 65 KWh.
Aspectos como área de instalação e incidência solar, por conta de fatores climáticos na região, também afetam a eficiência das placas solares, portanto, o resultado varia também de acordo com a inclinação, tamanho dos painéis e o dimensionamento.
Um sistema de energia solar fotovoltaica produz energia durante a noite?
Um sistema de energia solar fotovoltaica tradicional não produz energia durante a noite, pois depende da luz solar para gerar eletricidade. No entanto, existem algumas estratégias para contornar a falta de luz solar durante a noite:
Conexão à Rede Elétrica
Em sistemas conectados à rede elétrica, é possível usar a rede como uma espécie de "bateria virtual". Durante o dia, quando o sistema produz mais energia do que é consumido, o excedente pode ser enviado de volta à rede. À noite, ou em períodos com baixa produção solar, a eletricidade necessária é retirada da rede.
Armazenamento com Bateria
Se o sistema estiver equipado com um banco de baterias, a energia gerada durante o dia pode ser armazenada para uso durante a noite. As baterias armazenam o excesso de eletricidade produzido quando o sol está brilhando e liberam essa energia quando a produção direta de eletricidade dos painéis solares é reduzida ou inexistente.
Energia fotovoltaica ou solar: qual o nome certo?
A energia fotovoltaica pode ser chamada também de solar, porém, é importante ressaltar que existem outros tipos de energia solar, como a energia termossolar e a energia heliotérmica.
Qual a origem do termo "fotovoltaica"?
O termo "fotovoltaica" vem do grego (Phos), que significa "luz", e "volt", a unidade de força eletro-motriz, que por sua vez vem do sobrenome do físico italiano Alessandro Volta, inventor da pilha. O termo "foto-voltaica" tem sido usado em Inglês desde 1849.
Quer saber quanto custa para instalar energia solar?
Como a energia fotovoltaica é convertida em eletricidade?
A energia solar é convertida em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico, que ocorre quando partículas de luz solar colidem com os átomos presentes no painel solar, gerando movimento dos elétrons e criando a corrente elétrica que chamamos de energia solar fotovoltaica.
Para poder ser utilizada em residências e comércios, é necessário converter a corrente elétrica alternada gerada em corrente contínua, que é a corrente de baixa tensão. O inversor solar é o equipamento responsável por essa conversão, transformando a corrente elétrica e deixando-a pronta para uso no local.
Como economizar utilizando a energia fotovoltaica
A energia solar proporciona economia na conta de luz em razão da redução do consumo da eletricidade fornecida pela rede elétrica e pelo abatimento de créditos na conta de luz.
Geração Própria de Eletricidade
Com um sistema solar fotovoltaico instalado em sua propriedade, você gera sua própria eletricidade a partir da luz solar. Isso significa que você depende menos da energia fornecida pela concessionária local, o que pode resultar em uma diminuição significativa na conta de luz.
Compensação de Energia Excedente
Os sistemas de energia solar conectados à rede podem gerar mais eletricidade do que o consumido. Em sistemas com medidores bidirecionais, o excedente é enviado de volta à rede, gerando créditos. Esses créditos podem ser utilizados para compensar o consumo de eletricidade durante períodos em que o sistema solar não está gerando energia suficiente, como à noite.
Como calcular a conta de luz com a energia solar
Um sistema de energia solar bem dimensionado ao consumo de um imóvel é capaz de reduzir em até 90% o valor da conta de luz. Não é possível atingir 100% de economia, pois é necessário pagar pelo uso da rede elétrica.
Uma boa fórmula de estimar a conta de luz com a energia solar é abater os créditos de energia injetada da energia consumo ao longo do mês, já descontando as tarifas pelo uso da rede elétrica.
Tipos de sistemas fotovoltaicos
Um sistema fotovoltaico pode operar conectado à rede elétrica (on-grid), em locais isolados sem conexão com a rede elétrica (off-grid) ou combinar características dessas duas soluções (híbrido).
On-Grid
Um sistema on-grid funciona conectado à rede elétrica. A geração dos painéis solares abastece o imóvel durante o dia e o excedente (energia que não é consumida imediatamente) é injetada na rede, gerando créditos que podem ser abatidos na conta de luz.
Aplicações Típicas:
- Residências, empresas, indústrias e edifícios públicos
Off-Grid
Um sistema off-grid é autônomo e não está conectado à rede elétrica pública. Ele abastece o imóvel de forma simultânea a geração feita pelos painéis solares durante o dia. Para uso noturno, é necessário contar com um sistema de armazenamento com baterias.
Aplicações Típicas:
- Locais remotos sem acesso à rede elétrica.
- Cabanas, casas de campo ou acampamentos.
- Sistemas de sinalização, bombeamento de água e eletrificação rural.
Híbrido
O sistema de energia solar híbrido combina elementos dos sistemas on-grid e off-grid. Funciona conectado a rede elétrica, mas conta com um inversor híbrido que automaticamente mantém o funcionamento do equipamento em caso de corte de energia.
Aplicações Típicas:
- Residências que desejam ter uma fonte de energia de backup em caso de falha na rede elétrica.
- Áreas onde a confiabilidade da rede elétrica é um problema.
Vantagens da energia fotovoltaica
A energia fotovoltaica possui diversas vantagens que a tornam uma opção atraente para muitas aplicações. Entre elas estão:
Renovável e Sustentável
A energia solar é uma fonte de energia renovável e sustentável, pois utiliza a luz do sol, uma fonte inesgotável.
Redução das Emissões de Gases de Efeito Estufa
A geração de eletricidade a partir de energia solar contribui para a redução das emissões de gases de efeito estufa, ajudando a combater as mudanças climáticas.
Baixo Impacto Ambiental
A produção de eletricidade por meio de painéis solares tem um impacto ambiental relativamente baixo em comparação com outras fontes de energia, como combustíveis fósseis.
Economia de Energia
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em locais remotos ou em edifícios individuais, reduzindo a necessidade de transporte de energia por longas distâncias.
Independência Energética
A instalação de sistemas fotovoltaicos em residências, empresas e comunidades pode proporcionar uma maior independência energética, reduzindo a dependência de fontes de energia tradicionais.
Baixos Custos Operacionais e Manutenção
Após a instalação inicial, os custos operacionais e de manutenção dos sistemas fotovoltaicos são relativamente baixos em comparação com outras formas de geração de eletricidade.
Valorização de Imóveis
A instalação de sistemas solares em propriedades pode aumentar o valor de mercado dessas propriedades.
Incentivos Fiscais e Subsídios
Muitos governos oferecem incentivos fiscais, subsídios e outros programas para promover a instalação de sistemas solares, tornando a transição para a energia fotovoltaica mais acessível.
Geração Distribuída
Os sistemas fotovoltaicos podem ser instalados em escala descentralizada, contribuindo para a criação de uma rede elétrica mais resiliente e menos vulnerável a falhas.
Como funciona a manutenção de uma placa de energia fotovoltaica?
A manutenção de um sistema de energia solar fotovoltaica é geralmente relativamente simples, mas é fundamental para garantir o desempenho eficiente e duradouro do sistema ao longo do tempo.
Ao seguir práticas de manutenção, os proprietários de sistemas de energia solar podem garantir um desempenho consistente e prolongar a vida útil do sistema, maximizando assim os benefícios econômicos e ambientais associados à energia solar.
A manutenção pode ser preditiva, corretiva e preventiva.
Preditiva
A manutenção preditiva tem como objetivo identificar problemas potenciais antes que causem falhas ou degradação significativa.
Atividades:
- Monitoramento contínuo do desempenho do sistema usando sistemas de monitoramento.
- Análise de dados para identificar padrões que possam indicar problemas iminentes.
- Testes de baterias (se aplicável) para avaliar a saúde do sistema de armazenamento.
- Inspeções específicas com base em dados de desempenho anormais.
Corretiva
A manutenção corretiva tem como objetivo corrigir problemas identificados ou falhas que ocorreram no sistema.
Atividades:
- Substituição de componentes danificados ou com mau funcionamento.
- Reparos em cabos, conexões ou estruturas afetadas.
- Diagnóstico e reparo de falhas no inversor.
- Intervenções imediatas para restaurar o funcionamento normal do sistema.
Preventiva
A manutenção preventiva tem como objetivo evitar falhas ou degradação do desempenho por meio de ações programadas e regulares.
Atividades:
- Limpeza regular dos painéis solares para garantir a eficiência máxima.
- Inspeções visuais periódicas para detectar danos, corrosão ou desgaste.
- Verificações regulares nos cabos e conexões elétricas para garantir a integridade do sistema.
- Testes de funcionamento do inversor e de outros componentes.
- Ajustes e manutenção de sistemas de rastreamento solar (se aplicável).
Qual é o potencial da energia fotovoltaica no Brasil?
A geração de energia fotovoltaica há muito tempo é vista como uma tecnologia de energia limpa e sustentável, que se baseia na fonte renovável de energia mais abundante e amplamente disponível no planeta - O Sol.
O Brasil possui um potencial gigantesco para aproveitar esse recurso. O Mapa abaixo identifica as principais regiões brasileiras que têm vantagem na produção de energia fotovoltaica. Mesmo regiões com menor incidência de radiação solar têm o potencial maior que a Europa.
Maiores mercados de energia fotovoltaica
Atualmente China, seguida pelos Estados Unidos e Japão são os mercados de energia fotovoltaica que mais crescem. De acordo com um levantamento realizado pela Agência Internacional de Energia Renovável (Irena, na sigla em inglês) em 2023 o Brasil superou 37 GW de capacidade instalada e conquistou a sexta colocação global.
Ranking mundial de geração solar fotovoltaica
- China: 609 GW
- EUA: 137 GW
- Japão: 87 GW
- Alemanha: 81 GW
- Índia: 72 GW
- Brasil: 37 GW
- Austrália: 33 GW
- Itália: 29 GW
- Espanha: 28 GW
- Coreia do Sul: 27 GW
Crescimento do uso da energia fotovoltaica
Segundo dados do Irena, o ano de 2023 terminou com acréscimo de aproximadamente 473 GW de capacidade instalada de geração de energia renovável no mundo. A energia solar dominou essa expansão das renováveis, respondendo por 73% da potência renovável acrescentada.
De acordo com o levantamento, 345,5 GW de capacidade instalada de energia solar fotovoltaica foram adicionados no mundo em 2023. Somente a China foi responsável pelo acréscimo de 217 GW. Com o resultado, a fonte chegou a potência global acumulada de 1.419 GW.
A energia fotovoltaica já é a terceira mais importante
A energia fotovoltaica é agora, depois da hidráulica e eólica, a terceira mais importante fonte renovável de energia em termos de capacidade instalada em nível mundial. No Brasil, sua posição é ainda mais elevada, e ocupa atualmente a segunda posição na matriz elétrica nacional, com 46 GW.
O Portal Solar é especializado em energia fotovoltaica e está presente em todo o Brasil.
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