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Gerador de Energia Solar: O que é?

O que é e como funciona um gerador de energia solar? Confira tudo que você precisa saber!

"Popularmente conhecido por sistema solar fotovoltaico, um gerador de energia solar é um conjunto de equipamentos capaz de transformar a radiação solar em energia elétrica. Esses equipamentos podem estar conectados à rede elétrica ou não, sendo capazes de produzir energia para atender ao consumo de indústrias, empresas ou residências."

A partir do desenvolvimento do gerador de energia solar, atualmente milhões de pessoas em todo o mundo podem gerar sua própria energia, de uma forma sustentável, impactando diretamente na redução da conta de luz.

Esse é um momento histórico em todo o mundo, uma vez que é cada dia maior a revolução nas formas de gerar e consumir energia elétrica, item essencial para a vida humana.

Uma das principais mudanças é a&nbsp;<a href="https://www.portalsolar.com.br/gerador-de-energia-solar.html" target="_blank">geração de energia solar por meio dos sistemas fotovoltaicos</a>, algo cada vez mais comum nas residências e empresas, embora a maior parte do consumo de energia elétrica ainda dependa das usinas elétricas e hidrelétricas brasileiras.

O gerador de energia solar é, sem dúvidas, o equipamento com maior penetração no mundo e no Brasil, por diversos motivos. Vamos falar sobre alguns deles a seguir.

O primeiro aspecto que deve ser conhecido é que não é o gerador de energia solar que produz energia! O equipamento usa a energia solar para produzir a energia térmica ou elétrica.

A radiação solar pode ser usada de duas formas, mas para que isso aconteça é preciso utilizar duas tecnologias diferentes: a solar térmica e solar fotovoltaica.

A energia térmica utiliza coletores que captam o calor da radiação do sol, por meio de sistemas de&nbsp;<a href="https://www.portalsolar.com.br/sistema-de-aquecimento-solar-de-agua.html" target="_blank">aquecimento solar</a>, e depois transferem esse calor para a água de chuveiros, piscinas e outros encanamentos.

Na tecnologia fotovoltaica são usadas&nbsp;<a href="https://www.portalsolar.com.br/celula-fotovoltaica.html" target="_blank">placas fotovoltaicas</a>&nbsp;(módulos) que captam a radiação solar e a convertem em energia, por meio de um inversor fotovoltaico. Só depois dessa conversão é que a energia pode ser usada nas redes existentes nas casas e outros estabelecimentos que usam esse sistema.

Em resumo, o gerador de energia solar fotovoltaico pode ser comparado a um gerador a Diesel, já que ambos produzem energia elétrica. Entretanto, a energia solar é proveniente do sol, fonte renovável, não poluente, gratuita e com grande abundância em quase todo o mundo.

E é justamente a abundância do sol e as demais características dessa produção energética que transformam a geração solar fotovoltaica para o topo do ranking dos modos de geração própria de energia.

Em nosso país, com clima tropical e com raios solares incidentes durante praticamente o ano inteiro, um sistema fotovoltaico torna-se a melhor opção para assegurar uma produção de energia máxima, por meio de uma fonte sem custos. Esses aspectos promovem uma rentabilidade maior, com menos tempo para receber o retorno sobre o investimento.

Gerador de Energia Solar: Quais São os Tipos?

Há dois tipos de sistemas de geradores de energia solar: os autônomos (Off Grid), também chamados de sistemas geradores isolados, e os sistemas geradores conectados à rede (On Grid).

O sistema conectado à rede é o que mais apresenta expansão, tanto no mundo quanto no Brasil. As razões para seu crescimento estão associadas a um menor custo, maior rentabilidade e mais segurança para a unidade consumidora.

Existem ainda os sistemas autônomos sem e com armazenamento, como também os sistemas híbridos, que mesclam os dois para funcionar.

Ainda que ambos utilizem o mesmo processo para produzir energia elétrica, há diferenças no consumo e no armazenamento da energia.

Depois da geração, a energia elétrica pode ser usada ou então guardada em algum local. Enquanto no sistema On Grid a energia não usada é jogada para a rede elétrica, no sistema Off Grid ela é guardada em baterias.

Funcionamento de Um Gerador de Energia Solar

Os sistemas fotovoltaicos partem do mesmo princípio para gerar energia elétrica. Porém, como isso é realizado?

Os geradores usam os painéis fotovoltaicos para captar a radiação solar e a convertem em energia elétrica, por meio do efeito fotovoltaico. Em 1839, o físico francês Edmond Bequerel descobriu que quando um semicondutor capta uma luz visível, surge uma diferença de potencial em seus extremos.

Popularmente chamados de placas solares, os módulos são formados por células fotovoltaicas, produzidas a partir de materiais semicondutores, entre eles o silício. São essas células as responsáveis pela produção da energia.

Entretanto, a energia é produzida em corrente contínua (CC), sendo necessário sua mudança para a corrente alternada (CA), o tipo de energia usada nos aparelhos e equipamentos que dependem da eletricidade.

Essa conversão de CC para CA é realizada pelo inversor solar, um componente de extrema importância no gerador de energia solar. Por sua função vital, o inversor, em conjunto com o painel fotovoltaico, são itens que não podem faltar em todos os tipos de geradores.

Nesse sistema ligado à rede elétrica de energia, os módulos fotovoltaicos captam a radiação solar, convertendo-a em energia elétrica de corrente contínua. Ela é enviada ao inversor interativo para que seja transformada em corrente alternada.

Só depois desse processo é que a energia elétrica é enviada para o quadro de força, com a finalidade de ser consumida pela empresa ou residência.

Como o sistema é submetido a vários aspectos do clima que causam instabilidade na produção da energia, o inversor atua como um misturador, incluindo energia da rede ao quadro de força quando é preciso, assim como jogando a sobra da energia gerada pelo sistema na rede da distribuidora.

Uma vez que o sistema fotovoltaico depende da radiação solar para a produção de energia, nos dias sem sol, nublados, chuvosos e durante a noite não há geração de energia. Nesses casos ou ainda quando a produção é menor do que o consumo, a energia necessária é fornecida pela rede elétrica da concessionária.

Você pode pensar que o sistema não vale a pena, já que a energia solar produzida vai para a rede e você continua usando a energia da distribuidora para seu consumo.

Entretanto, vale a pena sim! Graças a Resolução Normativa Nº 482 de 2012, da ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica), que estabeleceu as regras para o segmento de geração distribuída de energia, os consumidores são compensados pela energia solar produzida que é enviada para a rede.

Isso quer dizer que por meio do sistema de créditos energéticos, o total da produção de energia pelo consumidor que é enviada para a rede retorna para seu consumo na mesma quantidade.

Cada watt (w) injetado na rede é convertido em um crédito, que pode ser descontado por um watt da energia da rede. Com isso, o consumidor que opta pelo sistema fotovoltaico pode produzir a quantidade total de energia usada em sua casa, com o benefício de não precisar pagar nada à concessionária de energia.

Outra boa notícia é que graças a uma atualização da ANEEL, por meio da Resolução Normativa Nº 687, de 2015, surgiram novas modalidades de geração que permitiram a utilização dos créditos energéticos para abatimento do consumo de energia em outras propriedades, com a mesma titularidade.

Gerador de Energia Solar Autônomo ou Isolado (Off-Grid)

Quando a energia produzida não é usada na hora nos sistemas fotovoltaicos autônomos, o excedente é armazenado em baterias.

Nesses sistemas, toda a energia usada é proveniente das baterias. A energia produzida pelos módulos fotovoltaicos é usada para carregar as baterias. Não pense que são poucas, na verdade o termo usado é banco de baterias, já que são necessárias muitas delas para conseguir suprir a demanda de energia da unidade consumidora.

A necessidade das baterias para armazenar a energia gerada está relacionada ao fato de que a produção da energia solar não é constante. Por isso, a injeção da produção energética nas baterias garante estabilidade para que a demanda pela energia seja atendida.

O controlador de carga, componente do sistema autônomo que gerencia o carregamento do banco de baterias, recebe a energia gerada pelo painel fotovoltaico.

A função do controlador é melhorar o carregamento para prevenir que aconteça uma sobrecarga das baterias, assim como detecta e envia energia para aquelas que estão com menos carga.

Vale lembrar que a energia é armazenada nas baterias em corrente contínua. Somente no momento do consumo é que a energia é convertida para corrente alternada pelo inversor autônomo.

Por isso, a estimativa da quantidade de baterias que serão necessárias para armazenar a energia gerada é uma das etapas mais importantes do desenvolvimento de um&nbsp;<a href="https://www.portalsolar.com.br/projeto-de-energia-solar" target="_blank">projeto de energia solar fotovoltaica</a>. Isso porque o correto dimensionamento pode prevenir tanto a falta como o excesso de baterias.

Os consumidores que habitam em locais atendidos pela rede elétrica de energia, mas que precisam de um fornecimento de energia contínuo, em todos os momentos do dia, costumam usar os sistemas autônomos com armazenamento de energia.

Os sistemas sem armazenamento não oferecem energia quando não há produção. Por isso, costumam ser utilizados, na maior parte dos casos, por propriedades rurais para bombear água ou irrigar plantações.

Quando a tecnologia fotovoltaica começou a ser usada, entre os anos 50 e 70, tinha a finalidade de atender as regiões sem acesso à rede elétrica. Por este motivo, os primeiros geradores de energia solar eram do tipo isolados.

Gerador de Energia Solar Híbrido (On-Grid com Back-up de Baterias)

Uma que vez os sistemas ligados à rede funcionam junto a ela, caso haja falta de energia da distribuidora, o inversor interativo se autodesliga. Essa é uma maneira de proteger os equipamentos e prevenir acidentes com os trabalhadores que atuam no reparo da fiação da rede.

Nesses casos, o gerador não irá produzir energia mesmo quando as condições climáticas são favoráveis, como um dia de muito sol. Ele só voltará a funcionar após a restauração da rede elétrica.

Assim, residências ou empresas que necessitam de uma oferta contínua de energia podem contar com os sistemas híbridos - ligados à rede elétrica e com um banco de baterias, que serve de back up caso ocorram falhas na oferta de energia.

Esses sistemas, portanto, funcionam por meio de uma combinação do On e Off Grid. Isso quer dizer que o gerador de energia solar irá funcionar no sistema On Grid ao mesmo tempo que a rede elétrica. Durante esse funcionamento, a energia produzida é enviada para a rede e se transforma em créditos energéticos.

No caso de falha na energia elétrica da distribuidora, automaticamente o sistema altera seu funcionamento para o Off-Grid, tirando energia do banco de baterias para atender ao consumo. Somente quando a energia da rede volta ao normal é que o sistema retorna ao seu funcionamento em paralelo com a rede.

Afinal, por que todos aqueles que geram sua própria energia não usam esse tipo de sistema?

Devido ao valor que ainda é muito alto. Os equipamentos necessários para o funcionamento, como o controlador de carga, o banco de baterias e o inversor específico que faz a conversão do On para o Off Grid tem um alto custo e isso pode inviabilizar a implantação desses sistemas.

A boa notícia é que novas tecnologias de baterias solares vêm sendo desenvolvidas. Um bom exemplo é a&nbsp;<a href="https://www.portalsolar.com.br/blog-solar/bateria-solar/tesla-e-a-aplicacao-das-baterias-de-ion-de-litio-no-mercado-nacional" target="_blank">Powerwall</a>, da companhia norte-americana Tesla. Portanto, futuramente espera-se que grande parte dos consumidores tenham mais independência para gerar energia para seu próprio consumo.

Principais usos de um gerador de energia solar Casas, empresas e indústrias podem usar a tecnologia fotovoltaica para gerar energia solar. Isso porque o sistema é composto por painéis que permitem um projeto de acordo com a necessidade do consumo.

Portanto, os projetos de um gerador de energia solar são pensados de acordo com o tipo de local em que ele será instalado, assim como na dimensão da demanda de energia. Embora o sistema funcione da mesma maneira em qualquer estabelecimento, os geradores serão diferentes apenas nos componentes, como quantidade de painéis fotovoltaicos, inversores e capacidade de produção elétrica.

Casas e apartamentos representam a maior quantidade de consumidores de energia elétrica em todo o mundo. Portanto, é nesse segmento que a energia solar tem o maior potencial de crescimento e penetração.

E graças a capacidade de dimensionar projetos de pequeno e de grande porte, o sistema de energia fotovoltaica pode atender desde casas com dois moradores até grandes condomínios residenciais, por exemplo.

Para se ter ideia da relevância da energia solar, mais de 80% dos geradores fotovoltaicos no Brasil estão instalados em residências. No total são 14 mil unidades consumidoras que produzem sua própria energia por meio da tecnologia fotovoltaica.

Para atender a demanda de energia de uma casa comum, um módulo fotovoltaico raramente irá necessitar ser maior que 10 kWp (quilowatt-pico), sendo essa medida a máxima quantidade de energia produzida nas melhores condições de captação da luz solar.

Um sistema de 3kWp, que pode ser instalado em uma área de 21 m², preferencialmente no telhado, pode atender muito bem a demanda de uma residência de três dormitórios.

Energia Elétrica Fotovoltaica Para Estabelecimentos Comerciais

A energia solar fotovoltaica é vista como um importante investimento pelos grandes consumidores de energia elétrica, ou seja, as empresas e indústrias. Por isso, os benefícios costumam ser melhores para os clientes comerciais em comparação com os residenciais.

Uma das razões é que os investimentos realizados para a instalação do gerador de energia solar são compensados pela redução dos custos com a energia elétrica da rede.

A potência instalada que atende os consumidores comerciais costuma variar de 10 kWp a 100 kWp, incluindo os painéis fotovoltaicos, que podem ocupar áreas de 65 m² a 700 m².

Redução de custos e sustentabilidade são as palavras-chaves quando se fala em energia solar para indústrias, embora esse setor da economia ainda represente um número pequenos dos usuários da tecnologia fotovoltaica.

Esse cenário é mais bem visualizado quando falamos sobre a quantidade de consumidores industriais existentes e os sistemas fotovoltaicos instalados, respectivamente 535 mil e 271. Esses números mostram que há um enorme potencial para expandir a energia solar nas indústrias brasileiras.

Entretanto, os geradores fotovoltaicos para as indústrias precisam ser grandes, com centenas de módulos, já que esses estabelecimentos consomem enormes quantidades de energia.

Em geral, geradores desse porte ocupam uma área que vai de 650 m² a 7.000 m², com potência instalada entre 100 kWp a 1000 kWp.

Riscos de se instalar um sistema fotovoltaico caseiro

Ter um gerador de&nbsp;<a href="https://www.portalsolar.com.br/energia-solar-residencial.html" target="_blank">energia solar em casa</a>&nbsp;é o sonho de consumo de muitos brasileiros que querem produzir sua própria energia frente aos diversos ganhos que isso pode trazer.

Mas, o custo para instalar um gerador solar em casa é tão alto que se torna um impeditivo para a realização desse sonho, ao menos de uma maneira adequada e com segurança

É preciso muito cuidado com esse assunto. Nesse momento de expansão da energia solar, não faltam tutoriais na internet de como montar, de forma caseira, um sistema fotovoltaico.

Nem é preciso dizer que esse intento pode levar a sérios problemas de segurança, riscos relacionados a um gerador instalado de forma inadequada, com perdas de produção e sem ligação com a rede elétrica.

O motivo é simples: para o pleno funcionamento de um gerador solar são necessários a assinatura do projeto por um engenheiro e os registros de segurança dos equipamentos. Somente isso irá garantir a conexão do projeto com a rede distribuidora.

Vale lembrar ainda que os sistemas de energia solar caseiros não possuem nenhuma garantia na ocorrência de danos nos equipamentos, assim como na falta de energia.

Saiba mais:&nbsp;<a href="https://www.portalsolar.com.br/blog-solar/energia-renovavel/ett-cria-aparelho-portatil-de-energia-solar.html" target="_blank">Gerador de energia solar portátil</a>

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Sistema solar fotovoltaico ou gerador de energia solar é um conjunto de equipamentos capaz de transformar a radiação solar em energia elétrica. Confira!