A potência elétrica e sua ligação no cálculo de energia solar
Intuitivamente, você já deve ter alguma noção de que potência elétrica está relacionada ao quão “forte” são os equipamentos, não? Quando falamos “esse liquidificador é mais potente”, podemos perceber que ele recebe mais energia para funcionar.
Para entender os detalhes, vamos explicar tudo o que você precisa saber sobre potência elétrica: como o cálculo é feito, como sabemos o quanto um equipamento consome e que diferença isso faz para quem deseja instalar um sistema fotovoltaico.
Continue a leitura para saber mais!
O que é potência elétrica
A potência elétrica é a quantidade de energia consumida ou fornecida na realização de um trabalho a cada segundo, ou seja, é a velocidade de realização de um trabalho. Sua unidade de medida é o watt (W), em homenagem a James Watts, matemático e engenheiro que aprimorou a máquina a vapor.
O trabalho, para a física, é a grandeza que mede a transformação – ou transferência – de um tipo de energia em outro em função da aplicação de uma força, e é medido em joule (J).
Então, no caso dos equipamentos elétricos, a potência elétrica é a quantidade de energia elétrica que é transformada em outro tipo de energia a cada segundo, definindo o quão forte o equipamento é.
Você deve ter percebido que uma lâmpada de 100 W produz mais luz que uma de 50 W, isso acontece pois em 1 segundo ela transforma 100 J de energia elétrica em energia luminosa e térmica, enquanto a outra transforma apenas 50 J.
Como calcular a potência elétrica (cálculo de potência elétrica)
Em razão da importância que a potência elétrica tem para os dispositivos elétricos, é interessante entender seu cálculo.
Conhecendo a potência elétrica, sabemos quanto de energia um equipamento utiliza de energia elétrica, e esse valor pode ser utilizado para calcular o gasto da conta de luz.
Também é importante saber a potência dos equipamentos para não exigir mais do que a instalação da sua casa é capaz de suportar (você já deve ter estado em algum lugar em que, quando ligava um equipamento que gasta bastante energia, como o micro-ondas, o chuveiro elétrico ficava gelado, não? Ou então que esfriava após um período de tempo? Isso acontece porque o disjuntor da casa não é suficiente para um gasto tão alto de corrente elétrica, que aumenta conforme aumenta a potência).
O cálculo da potência elétrica é dado pela expressão:
P = V × i
Potência (P) é a multiplicação entre a tensão (V) – 220 V ou 110 V – da sua casa e a corrente elétrica (i).
Com essa fórmula, é possível calcular a corrente dos equipamentos, que é muito importante para escolher fios e disjuntores de segurança.
Fórmula da potência elétrica
A fórmula para o cálculo da potência é:
P = V × i
Efeito Joule (potência elétrica dissipada)
O efeito Joule é o aquecimento de um material condutor ao ser percorrido por uma corrente elétrica, ou seja, é a transformação da energia elétrica em energia térmica (calor).
Isso ocorre devido à colisão entre os elétrons da corrente e os átomos do material condutor, que faz com que parte da energia de movimento (energia cinética) dos elétrons seja transferida aos átomos, aumentando o seu estado de agitação e, assim, a temperatura do material.
Nos aparelhos elétricos, isso ocorre por causa dos resistores, dispositivos que são feitos para receber a corrente elétrica e transformá-la em energia térmica. Quando isso ocorre, dizemos que o resistor dissipa a potência elétrica.
A geração de calor em resistores é baseada no conceito de resistência elétrica, grandeza que mede a capacidade que um corpo tem de se opor à passagem da corrente elétrica.
Já a potência dissipada é a grandeza física que mede (em watts) a quantidade de energia térmica que os resistores liberam em determinado tempo, ou seja, quanto maior for a sua resistência, maior será a quantidade de calor que eles dissipam a cada segundo.
Saiba mais sobre a energia potencial
Os resistores estão presentes em diferentes tipos de aparelhos eletrônicos e são responsáveis por controlar a quantidade de corrente elétrica que existe dentro de um circuito e por oferecer resistência à passagem de elétrons.
Outros aparelhos têm seu funcionamento baseado inteiramente no efeito Joule com o uso de resistores, como secadores de cabelo, chuveiros elétricos, ferros de passar roupas, entre outros.
Quer saber quanto custa para instalar energia solar?
Potência elétrica, consumo dos aparelhos elétricos e a conta de luz
Quanto mais potente um equipamento elétrico, maior é seu consumo de energia elétrica.
Por que isso acontece?
Você já deve ter visto em sua conta de luz uma parte que mostra o quanto você consumiu no mês, que é um valor medido em kWh, certo?
O kWh ou quilowatt-hora é a medida de energia consumida naquele mês.
Se entendemos que potência é a medida de energia por um determinado tempo (P = E / t), usando a matemática podemos chegar a E = P × t, então temos o watt-hora, potência multiplicada por tempo.
Agora é fácil entender que quanto maior a potência de um aparelho e/ou maior seu tempo de uso, maior vai ser seu consumo elétrico.
Mas, a seguir, vamos entender melhor como isso faz diferença na nossa conta de luz.
Para calcular o consumo, utilizamos os dados da potência do equipamento e o número de horas utilizadas naquele mês. Exemplo:
Uma televisão tem 200 W de potência e fica ligada 5 horas por dia, durante todos os 30 dias do mês.
Então: E = 200 × (5 × 30), que resulta em E = 30.000 Wh. Como quilo (k) significa mil, E = 30.000/1000, E = 30 kWh. Logo, temos que, durante um mês, apenas essa televisão consumiu 30 kWh. E quanto pagamos por ela?
Para isso, conferimos o valor da tarifa do consumo na conta de luz, que é quanto pagamos por kWh utilizado no mês.
Para uma tarifa de R$ 0,90 o kWh, multiplicamos 30 kWh por R$ 0,90 e temos que, em razão da televisão, sua conta de luz aumentará R$ 27,60.
Os equipamentos elétricos sempre exibem sua potência, seja na caixa, no próprio aparelho ou em um adesivo colado neles – como no caso das geladeiras.
Alguns exemplos de potência de equipamentos:
- Ventilador: 100 W;
- Televisão: 200 W;
- Micro-ondas: 1.300 W;
- Secadora de roupa: 3.500 W;
- Liquidificador: 400 W;
- Batedeira: 450 W;
- Geladeira duplex: 350 W;
- Chuveiro elétrico: 5.000 W.
A potência varia de acordo com a marca, modelo e ano dos equipamentos, os valores acima são apenas uma média.
Leia também: Como calcular o consumo de energia em kWh
Potência elétrica e energia solar
Em sistemas fotovoltaicos, os conceitos de potência elétrica e energia são aplicados da mesma forma, isto é, potência é a capacidade de realizar um trabalho, enquanto energia é o resultado dessa potência multiplicado por um determinado tempo.
Cada painel solar, que é o conjunto dos módulos fotovoltaicos, vai possuir uma determinada potência total. Multiplicando essa potência pelas horas do dia em que a irradiação solar é aproveitada pelo painel, temos o volume de energia gerado pelo sistema solar fotovoltaico.
Essa é a quantidade de energia que você poderá utilizar para suprir sua demanda de eletricidade, dispensando a distribuidora de energia e suas tarifas.
Saber como calcular o seu consumo elétrico e a potência do seu sistema fotovoltaico irá garantir que você tenha energia solar suficiente para abastecer todos os seus aparelhos.
Entenda melhor a seguir:
Potência elétrica de placas solares (quanto gera uma placa solar)
Cada módulo fotovoltaico possui uma potência máxima nominal, medida em watts-pico (Wp), que determina sua capacidade de geração de fábrica. Assim, a quantidade de energia que eles irão gerar será o resultado dessa potência vezes o número de horas de sol no local onde forem instalados, o qual varia de acordo com cada região.
Para calcular quantos kWh um módulo solar consegue gerar e economizar na sua conta de luz, usamos a potência do módulo e o tempo de exposição solar.
Vamos usar de exemplo um módulo de 300 W de potência utilizado em uma localização com incidência solar de 5 horas por dia:
E = 300 × 5 = 1500 W ou 1,5 kWh
Podemos incluir no cálculo a perda do sistema, que pode ocorrer por sujeira, calor e outros fatores. Digamos que essa perda seja de 15%. Então temos:
1,5 × (1-0,15) = 1,27 kWh/dia e 38,25 kWh/mês
Assim, supondo que uma casa nessa região possua um consumo mensal de 300 kWh, ela poderia ser totalmente atendida por um painel composto por 8 desses módulos (306 kWh).
É claro que os cálculos são mais precisos e envolvem outros fatores, como a posição do painel, por isso é necessário contatar uma empresa especializada em energia solar para dimensionar corretamente o projeto fotovoltaico na sua residência ou empresa.
Potência elétrica de sistemas fotovoltaicos para casas e empresas
Alguns fatores precisam ser analisados para calcular a quantidade de módulos e a potência do painel necessárias para todo o consumo da sua casa ou empresa:
Incidência solar
A incidência solar está diretamente relacionada com a localização geográfica do imóvel. As regiões do país recebem mais ou menos sol por maiores ou menores períodos de tempo durante o dia. Uma cidade com radiação solar mais reduzida precisará de um número maior de painéis solares ou painéis com mais potência.
A quantidade de sol que incide sobre o telhado ou o terreno onde ficarão os módulos fotovoltaicos é importante também.
Demanda do imóvel
Os imóveis costumam variar bastante em relação ao consumo de energia elétrica. O tamanho do imóvel, o número de pessoas na casa, os equipamentos que são utilizados, tudo isso influencia a demanda.
Para calcular o consumo, a empresa especializada em energia solar irá analisar as contas de energia elétrica durante o ano inteiro para identificar as variações durante os meses e estações.
Também é feito um estudo de todos os equipamentos contidos na casa e dos que há a intenção de comprar.
Para você ter ideia da quantidade de energia que consome em um mês, dê uma olhada na sua conta de energia elétrica.
Área em que os painéis solares serão instalados
Os painéis solares podem ser instalados no telhado – como geralmente são – ou no próprio terreno, em uma estrutura de solo.
O espaço disponível para os painéis também é um fator relevante. Se o espaço for reduzido, será necessário o uso de painéis em menor número e em maior potência.
Garanta o projeto de energia solar ideal
Para construir um projeto de energia fotovoltaica em sua residência ou empresa, a melhor alternativa é contratar uma empresa especializada – como o Portal Solar –, que fará toda a análise da potência necessária para suprir sua demanda, do seu espaço, de como será feita a instalação, do custo do projeto completo, entre outras vantagens.
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