O que é energia solar e como aproveitá-la? - Eletro Jr - Engenharia Elétrica UFBA
"Eu colocaria meu dinheiro no sol e na energia solar. Que fonte de energia! Espero que não tenhamos que esperar até que o petróleo e o carvão acabem para fazer isso." – Thomas Edison
Como usar a energia solar?
A energia solar é uma das que mais cresce no mundo hoje em dia. Por vim da luz do sol, ela é limpa e renovável, sem afetar o meio ambiente como diversas outras.
Ela pode ser usada de 3 modos principais: para gerar energia térmica, fotovoltaica ou heliotérmica. A 1ª é usada, normalmente, para aquecer água que pode ser utilizada em residências.
As 2 últimas, por outro lado, dizem respeito a energia elétrica. Elas têm um mesmo fim, porém cada uma funciona de um modo diferente.
E quais são esses modos?
Primeiramente, vou te explicar sobre a heliotérmica. Depois, vamos adentrar com tudo na fotovoltaica, tá certo?
A heliotérmica, também conhecida como CPC (Concentrating Solar Power), funciona transformando energia solar em mecânica e, em seguida, em elétrica. Para isso, objetos como espelhos são utilizados para focar a luz do sol em 1 ponto específico. Desse modo, o líquido presente ali dentro aquece, vira vapor e gira uma turbina que, por sua vez, gera energia elétrica.
Fonte: Onegreen
A energia fotovoltaica funciona de uma maneira diferente e é a mais comum entre a população (você já deve ter visto algo sobre, não é?). A partir da colisão das partículas de fóton (luz solar) com as de silício (presente nos painéis) ocorre um movimento de elétrons. Com isso, cria uma corrente elétrica contínua chamada energia solar fotovoltaica. Existem vários tipos de painéis solares, e com certeza vai ter um que se adequa melhor ao que você procura. No entanto, no geral, todos funcionam da forma que foi explicada.
A partir daí, essa corrente passa para a string box. Ela serve como um disjuntor para evitar acidentes elétricos, ligando os cabos dos painéis fotovoltaicos com o inversor. Dessa forma, problemas como sobretensão e sobrecorrente são controlados.
Essa energia então vai para o inversor, onde ela passa de CC (Corrente Contínua) para CA (Corrente Alternada), além de mudar a sua tensão. Só então ela pode alimentar a sua casa, pois quase todos os sistemas elétricos são baseados em CA.
Existem 2 tipos de inversores: o Interativo e o Autônomo. A maior diferença entre os 2 é que o 1º funciona em sistemas on-grid, enquanto o 2º em off-grid. Não sabe o que são esses sistemas? Relaxa que nesse texto ainda eu te digo!
Agora, eu queria focar em te ensinar com mais detalhes como a energia fotovoltaica funciona e tudo o que você precisa saber caso queira instalar os painéis na sua casa.
… vamos entender 2 pontos cruciais para quem quer ter painéis fotovoltaicos.
Primeiramente, onde você pode instalá-los? Caso você more em uma casa, deve imaginar que o telhado é a opção mais viável. De fato, nesse caso o ideal costuma ser isso mesmo. No entanto, é preciso antes fazer uma análise estrutural para saber se o local suporta o peso dos painéis. Além disso, caso você queira produzir ainda mais, até mesmo instalar no chão pode te ajudar.
Por outro lado, caso você more em um apartamento a situação muda um pouco, mas não perca as esperança! Sendo uma cobertura, você tem mais espaço para instalar. Caso contrário, têm 2 opções: você pode por na sua sacada ou então o seu prédio poderia instalar no terraço e até mesmo na parede externa (apesar da parede ser uma opção menos comum no Brasil). Nessa 2ª ideia, pode ser feito um acordo entre os condôminos e a administração do prédio para decidir como a energia será distribuída.
Inclusive, uma prática que vem se tornando comum é o BIPV (Building Integrated PhotoVoltaics). Isso significa que alguns prédios já estão sendo feitos com o painel solar incorporado na construção, seja no lugar de janelas, telhas etc. Chique, não é?
Outro ponto é referente ao financiamento. Isso não é uma obrigação, porém é o jeito mais comum de pagar os custos iniciais dos painéis fotovoltaicos. Isso porque costuma ser algo que, apesar de valer a pena a longo prazo, é caro.
Para isso, normalmente a empresa que faz a sua instalação é a mesma que te ajuda a pedir esse financiamento ao banco. Ela te dará algumas opções, com suas vantagens e desvantagens, e você poderá escolher a que melhor se encaixa nas suas necessidades.
O payback é o tempo para que a economia feita pela energia solar pague os custos iniciais, e tem uma média de 5 anos. Portanto, é uma informação muito importante para a decisão de adotar ou não esse sistema. No entanto, ela depende de algumas variáveis que serão tratadas a seguir. Caso você queira uma estimativa mais precisa, contate a gente!
Visto que a tarifa de energia reflete no quanto você gasta todo mês, quanto maior for essa tarifa, maior será o lucro que a geração fotovoltaica pode te levar. Isso porque você produz energia, e quão mais valorizada ela for, mais "dinheiro" você estará produzindo.
A tarifa de energia varia de acordo com a rede de distribuição da sua região, a bandeira tarifária e também em qual grupo de cliente você se encaixa. Os clientes do tipo B englobam todas as residências assim como pequenos e médios comerciantes. Esse tipo no geral tem uma tarifa alta, então é possível que seu tempo de payback seja menor do que o de outros.
O gráfico acima dói só de ver, não é? Ele mostra de forma clara como a tarifa vem aumentando nos últimos anos, sendo em 2021 quase o dobro do valor de 2013 de acordo com a própria ANEEL (Agência Nacional de Energia Elétrica).
A situação da Bahia é ainda um pouco pior:
Sendo um gerador de energia solar, você quase não é atingido por essas variações. Sem estresse para você!
Especificidades da instalação
Essa parte se refere, entre outras coisas, a área que você vai dispor para a instalação e a solarimetria da sua região.
Se você tiver um espaço grande para instalar os painéis fotovoltaicos, então irá conseguir gerar muito mais energia e ter um payback ainda mais rápido.
Além disso, a solarimetria indica a radiação solar no local. Vale destacar que, quão maior ela for, maior é a economia (pois maior também é a geração). Pelo mapa abaixo, percebe-se que o Nordeste é uma das regiões com maior radiação solar do Brasil. Portanto, é ideal para o bom proveito dos painéis.
Fonte: Atlas Solarimétrico do Brasil
Além do mais, tem também uma última variável que pode mudar o payback: o modo de pagamento. Caso você opte por pagar à vista sem juros, por exemplo, o investimento inicial é menor e, portanto, o payback é menor. Apesar disso, como já foi falado antes, o mais comum é fazer financiamento.
Agora, vale a pena destacar essas 2 diferenças cruciais entre os sistemas de energia solar fotovoltaico: ser on-grid ou off-grid.
Um sistema é on-grid quando ele está ligado à rede pública. Isso significa que o excedente que você produzir durante o dia vira crédito. Por outro lado, a noite, quando a geração for menor que o consumo, a concessionária fornece energia para você. No entanto, como você guardou crédito, não terá que pagar por isso!
Além disso, caso no fim do mês sobre crédito, você pode usá-lo com uma validade de 5 anos. E tem mais: você pode usar o crédito em outro endereço! Porém, ele precisa estar relacionado ao mesmo CPF ou CNPJ da unidade principal, além de estar na mesma área de concessão.
Caso sua produção não supra o consumo e você não tenha créditos, a rede de distribuição completa para você. Nesse caso, você paga o valor ao final do mês. Ou seja, de qualquer jeito você paga menos!
É importante destacar que esse sistema pode ser até 30% mais eficiente que o off-grid. No entanto, se tiver algum problema com a rede de distribuição, você também será afetado.
Ele é muito útil caso você more em uma área urbana que tenha acesso a energia elétrica. Se não for o seu caso, a próxima opção pode ser a mais viável:
Diferente do on-grid, esse sistema não é conectado com a rede de distribuição. Ou seja, ao invés de gerar crédito com a concessionária, esse sistema armazena o que sobrar em uma bateria própria.
Portanto, em situações onde o consumo exceda o produzido, o que tiver armazenado na bateria supre essa diferença.
Diferente do on-grid, esse sistema não depende da rede de distribuição. Então, caso tenha algum problema com eles isso não afetaria você. No entanto, você precisará fazer um investimento inicial maior do que o on-grid por conta das baterias.
Esse na verdade é um modelo mais recente, e funciona como uma junção dos outros 2 que eu te falei. Portanto, ao mesmo tempo que ele é ligado à rede pública, também tem o seu armazenamento interno.
Ele é o ideal para locais onde não se pode faltar energia (como hospitais), visto que, por também ser off-grid, não depende da concessionária. No entanto, custa mais e ocupa mais espaço.
Nessa parte, o ideal é que você contrate uma empresa especializada nisso. Isso ocorre por 2 motivos: é um procedimento que pode ser perigoso e, além disso, você precisa de um engenheiro ou eletrotécnico para solicitar uma autorização da concessionária. Essas empresas instalarão tudo o que é preciso para o seu sistema funcionar exatamente como eu expliquei antes.
O vídeo abaixo mostra como a instalação ocorre.
Sobre a manutenção, pode relaxar que o procedimento é muito simples. Você só precisa limpar os painéis solares a cada ano em média e, em alguns casos, fazer uns ajustes necessários no inversor em 5-10 anos. No entanto, os custos relacionados a isso são mínimos e não demandam muito esforço.
Cada parte do sistema tem uma garantia diferente, mas no geral o que se espera é que ele dure pelo menos uns 25 anos. Esse texto pode te ajudar a entender como a garantia funciona nesse caso.
Talvez você tenha lido todo o texto mas ainda ficaram algumas perguntas sem respostas. Tudo bem! Reservei esse espacinho aqui para responder algumas dúvidas comuns.
Gera energia em dias chuvosos?
Sim! A radiação solar consegue passar pelas nuvens. Portanto, apesar de menos, ainda gera energia elétrica. No entanto, de noite ele realmente não funciona. Nesse caso, como foi dito na parte do "On-grid ou Off-grid", você depende do excedente que foi produzido pelo dia. Esse excedente pode ser entregue pela concessionária da sua região ou pelo o que tiver armazenado na sua bateria.
Posso zerar a conta de energia?
Isso vai depender do tipo de sistema que você tiver. Caso seja On-grid, ligado à concessionária, então você precisará pagar a taxa mínima a ela. No entanto, a economia ainda assim é muito relevante, podendo chegar em até 95%. Por outro lado, caso seja Off-grid, você não precisará pagar nem essa taxa mínima, podendo de fato zerar a conta de energia.
Quanto eu consigo produzir por área que eu disponibilizar?
Essa resposta também depende de algumas coisas! Como foi dito antes, têm diversos tipos de painéis diferentes, com potências e eficiências diferentes, além de que a radiação solar é diferente para cada região do Brasil. No entanto, em média, cada placa produz 35kWh no mês e ocupa 1,65m². Caso você procure por algo mais preciso, fale com a gente!
E aí, conseguiu tirar todas as suas dúvidas? Espero que sim! A energia solar é incrível, e agora você já entendeu melhor como ele funciona e os diversos benefícios que pode conseguir.