O mercado de energia solar fotovoltaica tem crescido cada vez mais no Brasil.
Em frente a essa tendência, preparamos esse artigo para que você possa tirar todas as suas dúvidas a respeito dessa fonte de energia promissora!
Acompanhe até o final para compreender como funciona a transformação da energia solar em eletricidade e quais são as principais vantagens de se utilizar a tecnologia fotovoltaica.
O que é a energia solar fotovoltaica?
A energia solar fotovoltaica é uma fonte de energia limpa e renovável obtida por meio do uso das placas solares.
Essas placas são capazes de converter os raios de sol, que nela incidem, em eletricidade por meio do efeito fotovoltaico.
Com isso, é possível utilizar a energia solar fotovoltaica para gerar energia elétrica, a fim de suprir as demandas energéticas de uma residência, de uma empresa, de uma indústria e até mesmo de uma área rural!
Como funciona a energia solar fotovoltaica?
Como já sabemos, a produção de energia solar fotovoltaica ocorre através da utilização de módulos ou placas solares. Esses módulos são formados pela associação de pequenas células solares, conhecidas também como células fotovoltaicas.
Podemos observar nas imagens abaixo a associação das células solares.
Na imagem à esquerda, temos um agrupamento de apenas quatro células. Já na imagem à direita, há a presença de 72 células, que juntas formam um único módulo solar.
Em uma placa solar padrão encontra-se 36, 60, 72 ou até 144 células fotovoltaicas interligadas em série, sendo a com 72 células a mais comercializada.
São os compostos presentes nessas células que permitem que a radiação emitida pelo sol seja transformada em energia elétrica.
A seguir, entenderemos melhor como ocorre essa transformação.
A célula solar
As células fotovoltaicas são formadas por materiais caracterizados como condutores e semicondutores, que são assim chamados por permitirem a condução de corrente elétrica.
Na maioria das vezes, o semicondutor utilizado é o Silício (Si). Juntamente a ele são acrescentados mais dois materiais em um processo conhecido como dopagem.
Nesse procedimento, um dos materiais adicionados deve possuir excesso de cargas e o outro, falta de cargas, como o Fósforo (P) e o Boro (B) respectivamente.
É a presença do semicondutor nas placas solares, juntamente com os demais elementos químicos, que permitirá a absorção da energia solar e a sua conversão em corrente elétrica através do efeito fotovoltaico.
O efeito fotovoltaico
O efeito fotovoltaico consiste na geração de eletricidade a partir da exposição de um material semicondutor à luz.
Como vimos, uma célula fotovoltaica é composta por substâncias que a permitem ter excesso de cargas elétricas de um lado e falta de cargas do outro.
Essa diferença de potencial possibilita que uma corrente elétrica, que fluirá de onde há mais cargas para onde há menos, seja produzida na célula quando há incidência dos raios solares.
É justamente esse fluxo de cargas que gera a energia que consumimos em nosso dia a dia!
Sistema on-grid de energia solar fotovoltaica
Em um sistema on-grid, a usina fotovoltaica é conectada à rede de distribuição de energia elétrica local.
Dessa maneira, caso não haja produção suficiente de energia por parte das placas solares, como durante a noite, é possível utilizar a eletricidade proveniente das companhias da região.
Esse sistema também permite que o usuário, uma vez que produza mais energia do que consome, consiga fornecer o excedente à distribuidora, obtendo, assim, créditos energéticos.
Ou seja, ao “emprestar” energia à concessionária de sua região, será concedido créditos que serão abatidos em sua próxima conta de luz.
Portanto, as principais vantagens do sistema on-grid são:
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Viabiliza o uso do sistema de créditos;
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Custo mais baixo em relação ao sistema off-grid;
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Até 30% mais eficiente do que o sistema off-grid.
Sistema off-grid de energia solar fotovoltaica
Nesse sistema fotovoltaico, a usina solar não está mais conectada à rede de distribuição local. Portanto, dizemos que o off-grid é considerado um sistema autônomo.
Desse modo, o usuário deve adquirir baterias que possibilitem o armazenamento da energia elétrica produzida.
Essa opção é considerada principalmente por aqueles consumidores que desejam implantar a usina em um local mais isolado, no qual o acesso à rede elétrica pode ser mais complexo.
Com isso, as vantagens de um sistema off-grid são:
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Possibilita um sistema de armazenamento próprio;
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Não impõe obrigatoriedade de conexão à rede elétrica local.
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Possibilita o uso de energia em locais onde não chega eletricidade das companhias de distribuição.
É importante lembrar que as baterias perdem sua capacidade de armazenar carga eficientemente ao longo do tempo, principalmente quando já possuem algum tempo de uso. Logo, o sistema off-grid se torna menos eficiente do que o on-grid.
A energia solar fotovoltaica e seus componentes
Como podemos perceber, os painéis solares constituem o elemento principal de um sistema fotovoltaico. É a partir dele que a energia solar será convertida em eletricidade.
Por esse motivo, vale ressaltar que, caso deseje adquirir a sua própria usina fotovoltaica, lembre-se de contratar o serviço de uma empresa renomada e com experiência no mercado.
Bons painéis solares podem atuar com 100% de eficiência em um período que chega até os 25 anos!
Além dos módulos solares, alguns outros equipamentos são necessários para o funcionamento de uma usina, são eles:
Inversores
O papel de um inversor em um sistema fotovoltaico é essencial.
A corrente elétrica produzida na placa solar é do tipo contínua. Entretanto, a corrente elétrica que utilizamos em nossos equipamentos no dia a dia deve ser do tipo alternada.
Portanto, o inversor possui a função de transformar a corrente elétrica contínua em alternada.
Além disso, nos sistemas on-grid, o inversor tem a função de sincronizar a usina fotovoltaica à rede elétrica da companhia local.
Atualmente, o usuário das placas solares pode optar por usar um inversor maior ou um micro-inversor.
Enquanto os inversores tradicionais transformam a energia proveniente de toda a usina solar, os microinversores são dimensionados para atender individualmente cada placa.
Equipamentos elétricos
Esses materiais servem para facilitar o funcionamento do sistema fotovoltaico e gerar mais segurança e proteção aos demais elementos. Entre eles, podemos apontar o cabeamento elétrico, os disjuntores e os conectores.
Estrutura de suporte
A estrutura de suporte serve para dar todo o apoio necessário às placas solares. Dessa forma, os materiais da estrutura devem ser resistêntes, como o alumínio e o aço inoxidável, a fim de permitir que o módulo solar mantenha seu padrão pelo maior tempo possível.
Na hora da instalação de toda a estrutura, deve-se levar em conta o material das placas, seus pesos e dimensões, além de analisar o local a ser instalado todo o sistema, visando obter a melhor inclinação para a captação dos raios solares.
Medidor bidirecional
O medidor bidirecional funciona como um relógio e é responsável por medir a quantidade de energia consumida de um sistema on-grid.
Além disso, o medidor também consegue averiguar quando a produção de energia ultrapassa a quantidade que foi consumida.
Desse modo, é possível medir a quantidade extra de energia gerada que foi fornecida à rede elétrica local.
Quando isso ocorre, é concedido ao usuário os créditos energéticos.
Baterias
Na imagem temos uma bateria de íon-lítio
Caso opte pela instalação de um sistema fotovoltaico off-grid, será necessário a utilização de baterias.
Estas são responsáveis por armazenar toda a energia que ainda não foi utilizada, sendo extremamente útil para os períodos noturnos ou dias com baixa incidência de radiação solar, caso seu sistema nao esteja conectado a rede de distribuição.
O caminho realizado pela energia solar fotovoltaica
Após compreender como é realizada a transformação da energia solar em eletricidade e entender quais são os componentes necessários para que essa conversão aconteça, basta agora verificar qual será o caminho percorrido pela energia elétrica produzida nos painéis solares:
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Os fios de transmissão levarão a energia produzida ao inversor;
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No inversor, acontecerá a transformação da energia de corrente contínua em energia de corrente alternada;
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Após esse processo,a energia chegará aos pontos de distribuição da estrutura elétrica do imóvel;
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A partir daí, ela já estará pronta para ser utilizada!
Energia solar residencial vs Energia solar industrial
A energia solar fotovoltaica é ideal para qualquer tipo de imóvel e seu funcionamento será bastante similar, seja ela instalada em uma residência ou indústria.
É por esse motivo que essa energia renovável tem sido cada vez mais utilizada nos diversos setores brasileiros.
Na tabela abaixo é possível notar quais são as esferas que possuem maior influência em relação à potência instalada nas usinas solares:
O setor residencial é o que recebe maiores investimentos atualmente e, assim, possui a maior potência instalada em comparação aos demais setores.
Entretanto, a previsão para os próximos anos é que as esferas comercial e industrial cresçam consideravelmente e empreguem cada vez mais recursos em tecnologias fotovoltaicas.
Vantagens da energia solar fotovoltaica
Como mencionamos, uma usina solar trará diversos benefícios a quem a utiliza, seja ela instalada em uma empresa, residência, indústria ou área rural!
A seguir, confira as principais vantagens geradas por essa tecnologia inovadora.
Benefícios ambientais
A fonte de energia do sol é inesgotável, extremamente abundante e gratuita!
Além disso, ao utilizá-la para obter energia elétrica através do uso dos painéis solares, o consumidor estará contribuindo para o meio ambiente, visto que o processo de transformação da energia solar em eletricidade é completamente livre de poluentes.
Percebemos, assim, como a questão ambiental atribui às empresas e indústrias que utilizam de usinas solares, uma imagem positiva no mercado.
Essas companhias passam a ser vistas como modernas, sustentáveis e ganham a possibilidade de explorar ações de marketing verde.
Facilidade de instalação
Caso opte pela instalação de placas solares, não se preocupe! O processo para implantar uma usina solar em sua casa ou empresa é rápido e fácil.
Recordamos a necessidade de se realizar o serviço com uma empresa de confiança e habilitada. Dessa maneira, ao adquirir o seu próprio sistema fotovoltaico, ele será implementado da melhor forma possível e de maneira descomplicada.
Manutenção simples e eficiente
Um sistema fotovoltaico exige quase nenhuma manutenção!
É indicado que, anualmente, seja realizada uma vistoria, a fim de conferir se todos os equipamentos de sua usina estão funcionando de maneira correta.
Além disso, eventualmente, as placas irão se sujar. Quando isso ocorrer, basta utilizar um pano e água para a limpeza. Simples assim!
Retorno do investimento (Payback)
Quando se adquire uma usina solar é possível obter o dinheiro investido para a aquisição da tecnologia de volta!
Nesse sentido, o payback nos informa em quanto tempo o investimento realizado será retornado ao consumidor.
Como podemos observar na tabela abaixo, para todos os casos, o usuário terá o dinheiro investido de volta em até 5 anos!
Portanto, após 5 anos, o consumidor estará desfrutando do uso gratuito de uma energia limpa e renovável!
O melhor de tudo é que uma placa solar consegue operar com 100% de sua eficiência por 25 anos em média!
Proteção contra os ajustes tarifários em sua conta de luz
Todo ano, a tarifa de eletricidade é reajustada no Brasil, proporcionando um aumento na conta de luz de toda a população.
Entretanto, caso opte por utilizar um sistema fotovoltaico, você poderá se ver livre da inflação sobre o custo da energia elétrica propiciada pela companhia local.
Para entender como isso é possível, veja a seguir como o cálculo da conta de luz é realizado:
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Durante um mês, é consumido uma quantidade X de energia elétrica;
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Essa quantidade X é multiplicada pelo valor da bandeira tarifária em vigor;
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Ao final, são acrescidos o custo do uso da rede elétrica local e os impostos do governo.
As bandeiras tarifárias representam diferentes variações que acometem o valor final de sua fatura de eletricidade.
Atualmente, existem as bandeiras verde, amarela, vermelha patamar 1, vermelha patamar 2 e bandeira de escassez hídrica.
A bandeira verde indica que as condições para a produção de energia elétrica estão extremamente favoráveis e, portanto, a tarifa cobrada sobre o consumo não sofre acréscimo.
Assim, é possível perceber que o usuário da energia solar fotovoltaica não se torna refém das mudanças repentinas na conta de luz, uma vez que deixará de consumir a eletricidade proveniente das distribuidoras.
Redução de até 95% na fatura de eletricidade
Além dos benefícios já mencionados, é possível reduzir o valor de sua conta de luz em até 95% caso passe a utilizar um sistema fotovoltaico on-grid.
Isso ocorre, pois, como explicamos, o valor final de sua fatura de energia é dado pelo custo do consumo de eletricidade da rede elétrica, acrescido ao valor cobrado pelo uso da rede de transmissão e dos impostos governamentais.
Dessa forma, caso consiga produzir energia suficiente com sua usina solar, você não fará nenhum uso da eletricidade gerada pela distribuidora. Com isso, em sua conta, você deverá pagar apenas a taxa mínima de luz.
Esta refere-se aos tributos cobrados pelo governo e ao uso do sistema de transmissão da concessionária local.
Portanto, sua fatura será reduzida drasticamente se optar pelo uso da tecnologia fotovoltaica!
Incentivos fiscais
O governo brasileiro tem cada vez mais reconhecido as vantagens da energia fotovoltaica.
É por esse motivo que instituições, como a Caixa Econômica e o Banco do Brasil, oferecem linhas de financiamento exclusivas para quem deseja investir nessa tecnologia promissora.
Além disso, visando reduzir a dependência da energia proveniente das termelétricas, o governo criou também o Programa de Desenvolvimento da Geração de Energia Elétrica Distribuída (ProGD) em 2015.
A ação visa movimentar cerca de 100 bilhões de reais em investimentos, a fim de estimular os consumidores a produzirem a própria energia com base em fontes renováveis.
Valorização do imóvel
A construção de uma usina solar em um imóvel, seja residencial ou empresarial, definitivamente irá valorizá-lo!
Esse fenômeno foi primeiramente observado pelo Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos Estados Unidos. No estudo realizado pela instituição foi possível comprovar que residências com sistema de energia solar fotovoltaica instalado podem valorizar em até 6%.
No Brasil, não é diferente!
Um imóvel capaz de gerar a própria energia sustentável é considerado moderno, autossuficiente e definitivamente, chama a atenção do consumidor permitindo que seu preço se eleve no mercado.
Afinal, quem não desejaria desfrutar das vantagens de ter usina fotovoltaica, não é mesmo?
Energia solar fotovoltaica no Brasil e no mundo
O Brasil possui grande potencial para se tornar um dos maiores produtores de energia solar fotovoltaica do mundo.
Devido à sua extensão territorial e posicionamento no globo, o país dispõe de vantagens naturais, uma vez que é uma das nações que mais recebe incidência de luz solar no planeta.
Entretanto, o investimento em usinas fotovoltaicas começou de forma tardia no Brasil, tendo seu avanço a partir de 2012, ano em que a Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) instituiu a permissão que viabiliza o consumidor a gerar a própria energia conectada à rede de distribuição da companhia elétrica de sua região.
A partir dessa data, milhares de brasileiros passaram a se beneficiar da transformação de energia proveniente dos raios solares em energia elétrica!
Em 2020, de acordo com o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS), os sistemas fotovoltaicos geraram cerca de 2% de toda a energia produzida no país.
Esse feito determina a energia solar fotovoltaica como uma das principais fontes da matriz energética brasileira.
Essa situação pode ser observada na tabela abaixo:
Nesse contexto, também em 2020, de acordo com a ANEEL, foi observado que os estados do Brasil que mais investem na tecnologia fotovoltaica são:
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Minas Gerais;
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São Paulo;
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Rio Grande do Sul.
Entretanto, a região Nordeste, em especial nas proximidades do leito do rio sao francisco, possui o maior potencial para geração dessa energia renovável em todo o país devido ao seu alto índice de irradiação solar.
Devido a todos os progressos realizados no mercado de energia solar até o momento, o Brasil alcançou o 9º lugar no ranking de países com maior capacidade instalada de sistemas de energia solar pela International Energy Photovoltaic Power Programme (IEA PVPS).
Os seguintes países lideraram o ranking obtido em 2020:
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China;
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Estados Unidos;
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Vietnã;
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Japão;
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Alemanha.
Sabemos que, com os incentivos corretos, nosso país poderá superar os países mencionados rapidamente, prosperando cada vez mais quando se trata de energia solar!
A energia solar fotovoltaica vale a pena?
Não se preocupe! A energia solar fotovoltaica sempre valerá a pena, independente se esta for instalada em sua residência ou empresa.
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