[vc_row pix_particles_check=””][vc_column][vc_column_text]Para transformar a radiação solar em energia fotovoltaica, é necessário que a luz do sol incida diretamente sobre a placa solar (cujo nome correto, na verdade, é painel solar). Afinal, ela conta com “células fotovoltaicas” na sua composição.
Inclusive, você sabia que a economia gerada por esses painéis solares pode chegar a 95% na conta de luz? Apenas com essa introdução breve sobre o tema e os seus benefícios, já se pôde ver a importância dos painéis solares na geração de uma energia limpa, não é mesmo?!
Neste texto, porém, abordaremos o assunto mais a fundo, trazendo um guia completo sobre placa solar, mostrando como ela funciona, quais são os tipos de placas existentes, quais são os seus valores, bem como as suas vantagens e as desvantagens, entre outras informações igualmente relevantes sobre a temática. Continue a leitura e fique por dentro!
Como a placa solar é feita?
Para produzir as placas solares — ou, como já dito, os painéis solares —, são dispostas várias camadas, umas sobre as outras, com a finalidade de criar um sistema que seja capaz de gerar a energia fotovoltaica. A seguir, veja quantas e quais são as camadas do painel solar:
- a primeira camada é a moldura de alumínio, que tem como objetivo manter os outros componentes unidos em segurança e em um mesmo lugar;
- o vidro temperado é colocado logo em seguida e tem a função de proteger a placa fotovoltaica de intempéries, como granizos, chuvas fortes, rajadas de ventos e tempestades;
- a placa fotovoltaica, de fato, é a terceira camada, a qual é envolvida nos dois lados por um filme plástico fino de EVA, englobando a placa de silício — a sua função é proteger a placa do contato direto com o vidro e também com o fundo de proteção;
- a quarta camada é a caixa de junção, que tem a finalidade de proteger o módulo do sistema de energia solar de quaisquer problemas provocados pela corrente inversa.
Como funciona o painel solar?
Nas próximas linhas, vamos explicar o funcionamento do painel solar, que é uma energia limpa, bem como a importância da instalação correta das placas. Confira!
O funcionamento do painel solar
Como vimos, as placas solares são, na verdade, o nome popular dos “painéis solares”. Para funcionarem, elas captam a energia do sol — a qual atinge as células fotovoltaicas — e, a partir daí, criam um potencial elétrico, resultando na produção de energia fotovoltaica.
A energia gerada se apresenta, então, em forma de uma corrente contínua, que será direcionada aos inversores ou aos microinversores. Em seguida, ocorrerá a transformação para corrente alternada, quando ela estará pronta para o consumo.
A geração de uma energia limpa e renovável
Cabe dizer que essa energia gerada pela placa solar não emite poluição física (como o CO2) ou sonora, como os altíssimos barulhos das termelétricas, por exemplo. Além disso, o fato de a produção de energia não requerer a movimentação dos painéis contribui para que a sua vida útil seja maior. A conclusão é simples: a energia solar vale a pena!
A instalação do painel solar
A instalação das placas solares precisa ser feita por profissionais verdadeiramente qualificados, já que apenas uma equipe especializada será capaz de posicioná-las de maneira a otimizar a exposição à luz do sol e manter a segurança do sistema.
Como acontecem a captação da luz solar pela placa fotovoltaica e a geração da corrente elétrica?
Para entender o funcionamento de uma placa solar, é preciso falar brevemente sobre física, ou seja, sobre os fótons — daí, inclusive, vem o nome “fotovoltaica” —, partículas de luz que chegam à Terra, em média, em oito minutos e 20 segundos. Ou seja, é uma viagem extremamente rápida.
Ao entrarem em contato com as células das placas fotovoltaicas, os fótons começam a “agitar” os elétrons presentes nelas. Com isso, eles passam a ser transportados para as regiões com excesso e falta de elétrons do painel de silício. Então, a partir desse fluxo, é gerada uma corrente elétrica, a qual é tratada por outros componentes do sistema fotovoltaico, para que, então, possa ser utilizada.
Qual é a quantidade de energia elétrica que uma placa solar gera?
A produção de um painel fotovoltaico depende de vários fatores, como o custo para instalar a energia solar, a qualidade dos materiais usados, a incidência de luz solar no local, entre outros. Com tudo isso devidamente alinhado, um painel de 100 Wp é capaz de gerar até 20 kWh todos os meses.
No entanto, o consumo mensal precisa incluir, ainda, as perdas energéticas, as quais variam entre os sistemas off-grid — que armazenam a energia que sobra em baterias — e on-grid — em que a energia excedente se transforma em créditos, que serão usados por meio das distribuidoras de energia.
Como calcular a geração de energia de uma placa solar?
Como dito, vários fatores influenciam a produção energética de um painel solar. Vamos mostrar, a seguir, como é o cálculo da geração de um único painel, já que a fórmula é mais simples do que você imagina. Para isso, utilize a equação:
energia = potência do módulo solar x tempo x (rendimento) x irradiação local
Nesse caso, considere a potência como a capacidade máxima de geração do módulo, o tempo como as horas de radiação solar útil para o painel solar funcionar e o rendimento como a proporção do total de energia que o sistema entrega. A irradiação é a quantidade de raios solares que incidem, em média, no local.
Em geral, os sistemas de energia solar conectados à rede (on-grid) contam com uma perda energética de 20% devido a determinadas questões técnicas. Com isso, se levarmos em conta uma placa solar de 340 Wp exposta diariamente à radiação solar, com perdas de 20% de energia, e considerando uma irradiação média de 5 Kwh/m2.dia, o cálculo será este:
energia = 340 x 1 x (1 – 0,20) x 5 = 1.360 Watts-hora (Wh) ou 1,36 quilowatts-hora (kWh)
O resultado dessa conta corresponde à quantidade de energia gerada para um dia inteiro. Dessa forma, ao ser multiplicado por 30, teremos o quanto será gerado em um mês (30 dias). Finalmente, ainda considerando o exemplo, o módulo solar produzirá 40,8 kWh.
Quais são os principais modelos de painéis solares?
Pouca gente sabe, mas existe uma verdadeira infinidade de modelos de placas solares no mercado. Confira, a seguir, os tipos principais!
Painel solar fotovoltaico de silício monocristalino
Essa é a mais antiga — e também mais funcional — tecnologia. O seu painel de silício tem uma eficiência que varia entre 15% e 22%.
Ela ocupa um espaço inferior às outras, tendendo a funcionar com mais eficácia, ainda que com menor incidência de luz. No entanto, em razão da sua maior capacidade, ela costuma ser mais cara.
Painel solar fotovoltaico de silício policristalino
A maior vantagem desse tipo é a vida útil das placas policristalinas, que é maior. Dessa forma, a sua garantia de eficiência é estendida por até 25 anos.
A eficiência desse modelo fica entre 14% e 20%.
Painel solar de filme fino
Essas placas solares apresentam duas vantagens evidentes: são muito mais baratas (por serem finas) e têm uma estética que é muito mais sofisticada. Ou seja, são os painéis mais bonitos.
Além disso, eles contam com uma performance menos impactada pelo calor extremo ou pelas horas de sombreamento — o que se configura como outro grande benefício. No entanto, necessitam de mais espaço para a instalação.
Painel solar híbrido – HJT
A nova tecnologia de placas solares conta com uma eficiência que oscila entre 21% e 24%. Como a própria sigla “HJT” anuncia, elas também são chamadas de “heterojunção”.
Os painéis desse tipo produzem mais energia fotovoltaica sem sofrer muitos impactos de temperaturas elevadas. No entanto, o mercado brasileiro ainda não conta com essas opções.
Além desses painéis solares, são comercializados os seguintes:
- painel solar de silício amorfo (a-Si);
- painel solar de telureto de cádmio (CdTe);
- painéis solares de seleneto de cobre, índio e gálio (CIS/CIGS);
- células fotovoltaicas orgânicas (OPV).
Qual é o preço de uma placa solar?
Você sabia que mais da metade dos gastos com os painéis de energia solar são relacionados às placas fotovoltaicas? Isso acontece porque o Brasil não conta com a tecnologia que é utilizada nesses equipamentos. Dessa forma, o painel é pago em dólares, encarecendo um pouco o seu valor.
Como exemplo, um painel solar com capacidade de 330 Watts pode custar cerca de R$ 850 (valor estimado), mas os preços variam a depender dos Watts requeridos, que vão de 320 a 340. Com isso, podemos dizer que o custo estimado de cada Watt fica entre R$ 2,50 e R$ 2,80.
Além disso, qual é o valor de instalação dos painéis solares?
Para a instalação das placas solares, há uma grande variação de preços de acordo com a sua região. Isso porque a precificação depende da disponibilidade de equipes especializadas e dos custos dos materiais.
Em geral, estima-se que o custo médio do projeto completo — que inclui a instalação e os materiais — fica por volta de R$ 12.801,60. Quer saber quanto você gastará? Confira o nosso simulador para fazer o cálculo do investimento na instalação em uma residência ou em uma empresa.
No entanto, é válido salientar que, quando a tecnologia chegou ao Brasil, os componentes dos sistemas de energia solar eram comercializados a altos custos. Porém, felizmente, isso não é mais uma realidade. Dessa forma, atualmente, é, sim, possível ter um sistema solar completo, aproximadamente, pelo valor de um carro popular. Além disso, o sistema garante descontos na conta de energia em toda a sua vida útil, que é bastante longa.
Quantas placas solares são comumente usadas em uma instalação?
Na introdução, nós mencionamos que é possível diminuir em cerca de 95% o valor da conta de luz da sua casa. Agora, chegou o momento de descobrir quantos painéis solares devem ser instalados para alcançar essa porcentagem de economia e qual é a área necessária que se deve ter à disposição para a instalação do sistema fotovoltaico. Veja a seguir!
Para as residências
Nos imóveis residenciais, em média, são necessárias sete placas solares para a instalação de um sistema de energia solar fotovoltaico a fim de atender a uma casa com consumo mensal de 300 kWh no Brasil e alcançar a expressiva economia citada. Entretanto, na prática, a quantidade de painéis varia de acordo com o consumo elétrico da residência.
Se estivermos falando, por exemplo, de um imóvel com quatro suítes, motor de piscina e vários aparelhos de ar-condicionado, um número maior de placas será necessário em comparação a uma casa térrea tradicional, com cozinha, dois quartos e dois banheiros apenas.
Para os comércios
Em geral, um comércio consome cerca de 800 kWh ao mês — o que depende, é claro, do seu nicho, que pode implicar um gasto maior ou menor de energia. Uma empresa de alimentação, como um restaurante, via de regra, gasta mais. Com isso, a média fica em torno de 20 módulos fotovoltaicos para suprir o consumo mensal.
O que se deve levar em conta nesse cálculo?
Para chegar a esses valores, a conta considera módulos de 340 Watts-pico (Wp) de potência, instalados da seguinte forma:
- em telhados voltados para o Norte (os quais recebem maior incidência solar);
- com placas solares que tenham uma inclinação de 20°;
- considerando a perda de 20% de rendimento do sistema fotovoltaico conectado à rede (on- grid) ou desconectado da rede (off-grid).
Como calcular a dimensão dos painéis solares necessários?
Acima, nós vimos uma média de quantas placas solares são comumente utilizadas em imóveis comerciais e residenciais. Agora, mostraremos quais são os fatores que levam ao cálculo do dimensionamento de energia solar.
Assim, quando o assunto envolve o sistema fotovoltaico, é muito importante estar atento para o tamanho do gerador, que deve ser calculado de acordo com o projeto como um todo. Nesse sentido, a medida da dimensão do sistema é feita por empresas especializadas em vender e em instalar os projetos fotovoltaicos.
As variáveis para o cálculo de energia solar estão dispostas nos tópicos a seguir.
Radiação solar local média
Já sabemos que os módulos fotovoltaicos que entram na composição do painel solar produzem a energia elétrica pela incidência da luz solar, certo? Sendo assim, fica fácil entender que, quanto mais luz do sol houver nas placas, menos painéis serão necessários para a fabricação da energia que o imóvel (residencial ou comercial) consumirá.
Potência do painel solar
Cada modelo de placa solar tem uma potência de geração energética de fábrica, variando segundo a tecnologia empregada e conforme a sua composição. Vale relembrar que é a potência de uma placa que determina a quantidade máxima de energia que ela é capaz de gerar a partir da quantidade de luz solar de que ela necessita.
Hoje em dia, as placas de energia solar residenciais têm uma potência que varia de 340 Watts-pico (Wp) a módulos de 545 Wp — é o caso aplicável a casas maiores (com maior consumo), por exemplo, já que requerem muito mais energia elétrica. É possível conferir a potência do módulo nos documentos dos dados da placa solar.
O que são usinas fotovoltaicas?
Até aqui, falamos da instalação de energia solar em residências ou em comércios para o consumo próprio. No entanto, o que é interessante destacar quanto às usinas fotovoltaicas que fornecem energia limpa e renovável em grande quantidade?
Bem, da mesma forma que as placas fotovoltaicas residenciais e comerciais, as usinas transformam a luz do sol em energia elétrica. Entretanto, o seu objetivo é alimentá-las a partir de um complexo com milhares de placas fotovoltaicas.
Para o melhor aproveitamento da energia que vem do sol, elas são, geralmente, construídas em terrenos planos e com os painéis solares voltados para o lado com maior incidência luminosa.
Quais são os objetivos das usinas fotovoltaicas?
Existem três metas que são consideradas como as principais com relação às usinas fotovoltaicas. Confira-as a seguir:
- comercializar energia no Mercado Livre — quem consome negocia e escolhe o fornecedor por conta própria;
- realizar leilões para comercializar energia — são leiloados os contratos de energia direcionada;
- conduzir a autogeração de energia para os grandes consumidores — como os parques industriais.
Qual é a diferença entre as usinas fotovoltaicas e a geração distribuída?
Podemos dizer que, ao falarmos de usinas fotovoltaicas e de geração distribuída, estamos falando da mesma coisa, mas em proporções diferentes. Entenda nas próximas linhas!
Geração distribuída
Nesse caso, estão englobados os projetos fotovoltaicos nas residências, nos comércios e nas indústrias. A energia gerada é “entregue” para as concessionárias de energia responsáveis pela distribuição energética de determinada região, entrando para o sistema de compensação energética da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL).
A partir de então, essa energia se transformará em créditos que são abatidos da conta de luz, gerando um excelente desconto.
Desse modo, nesse tipo de sistema, conceituar a energia distribuída é o mesmo que tornar possível aos consumidores a instalação de pequenos geradores em seus imóveis. Em geral, esse sistema de energia fotovoltaica é instalado nos telhados, visando à produção de energia para o consumo próprio.
É importante mencionar que, para a sua implementação, esse sistema precisa ser previamente aprovado pela concessionária de energia, sendo que a geração em si acontecerá apenas após uma vistoria e uma substituição do medidor de energia elétrica tradicional.
Além disso, a depender da potência a ser utilizada, haverá o enquadramento como micro ou minigeração. De acordo com informações da ANEEL, até agora, são mais de 1,5 milhão de sistemas fotovoltaicos de mini e microgeração, correspondendo a mais de R$ 100 bilhões em novos investimentos circulando no Brasil. Entenda cada uma delas a seguir!
Microgeração
Nesse caso, o sistema tem uma central geradora de energia elétrica, sendo que a potência instalada é de até 75 kW.
Minigeração
Aqui, por sua vez, o sistema conta com uma central que gera energia elétrica e a potência instalada supera os 75 kW e vai até 5 MW.
Usina solar
As usinas funcionam com sistemas fotovoltaicos com um porte extremamente maior do que a geração distribuída. Em geral, elas são projetadas para produzir e comercializar energia elétrica em grande escala.
Por isso, essas usinas precisam de uma área superior de instalação, como grandes terrenos vazios. Dessa forma, toda a produção é gerada por meio de vários painéis solares. A potência instalada costuma ser superior a 5 MW e não entra na compensação de energia da ANEEL.
Quais são as dez maiores usinas de energia solar do Brasil?
Confira, a seguir, as dez maiores usinas fotovoltaicas brasileiras e as suas respectivas capacidades (em Megawatts) — em ordem da mais geradora para a que gera menos energia solar:
- Usina Solar São Gonçalo (475 MW);
- Usina Solar Pirapora (321 MW);
- Usina Solar Nova Olinda (292 MW);
- Parque Solar Ituverava (292 MW);
- Complexo Solar Lapa (168 MW);
- Central Fotovoltaica Juazeiro Solar (156 MW);
- Usina Solar Guaimbê (150 MW);
- Usina Solar Apodi (132 MW);
- Parque Solar Paracatu (132 MW);
- Usina Solar de Tauá (1 MW).
Quais são as vantagens e as desvantagens da energia solar?
Como em tudo o que existe, sempre há vantagens e desvantagens. No caso da energia solar, você verá que os benefícios são muito superiores às inconveniências. Entenda!
Vantagens da energia solar
Confira-as a seguir:
- não polui por ser limpa (ou seja, não afeta negativamente o meio ambiente) e é renovável (não se esgota), por isso, sustentável;
- é silenciosa (com ausência de poluição sonora, por não haver os “estrondos” das hidrelétricas e termelétricas);
- valoriza o imóvel, conforme mostrou o Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos EUA, em um estudo, indicando uma valorização entre 4% e 6%;
- envolve descartes dos sistemas fotovoltaicos sustentáveis, já que podem ser reciclados com um aproveitamento de até 97%;
- tem uma instalação barata (o investimento retorna em até sete anos) e de fácil manutenção;
- é uma excelente fonte energética alternativa ao petróleo;
- é um sistema de autogeração energética mais barato;
- tem preços que sempre estão em queda pelos avanços tecnológicos;
- pode ser instalada em regiões sem rede elétrica (off-grid);
- a sua vida útil é de cerca de 25 anos ou mais;
- a economia gerada é de até 95% na conta de energia;
- a necessidade de manutenção é mínima;
- tem alta resistência às intempéries;
- ocupa pouco espaço;
- Valoriza em até 20% o imóvel.
Desvantagens da energia solar
Ao compararmos com as vantagens do sistema de energia solar, as desvantagens são muito poucas, como:
- custo de aquisição um pouco elevado (embora o gasto retorne em um tempo razoavelmente curto);
- a não geração de energia à noite e em dias chuvosos.
Neste guia completo, você viu todas as informações mais importantes com relação à placa solar — cujo nome mais correto é painel solar. Falamos, por exemplo, dos tipos de placas existentes, dos custos dos equipamentos, dos valores de instalação, da diferença entre a energia distribuída e as usinas solares, das muitas vantagens e das poucas desvantagens, entre outras informações relevantes sobre o tema.
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