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ENERGIA SOLAR

Como funciona a energia solar?

A energia solar não é novidade. Sua invenção aconteceu em 1954, quando Russell Shoemaker Ohl anunciou a descoberta da possibilidade de gerar energia a partir da luz do sol. Os primeiros painéis de energia solar começaram a ser usados em 1958. 

Mas por que a energia solar só está se tornando popular agora? Por dois motivos: eficiência e preço. Os primeiros painéis solares tinham eficiência muito baixa e custavam muito caro. Foram necessárias várias décadas de estudos e melhorias para que os painéis solares começassem a valer a pena. Atualmente, o custo dos painéis solares, somado com maior eficiência, faz com que eles sejam vantajosos. Por isso, a busca pela melhoria dos sistemas de energia solar cresceu muito rápido. Quanto maior a procura, maior é a produção e pesquisa dos painéis de energia solar, e menor se torna o custo para instalar um sistema de energia solar.

É interessante notar que mesmo com todos os avanços nessa área, a eficiência das melhores células fotovoltaicas ainda está em torno dos 50%. Isso prova como a energia solar é o futuro: mesmo com a eficiência média, ainda é extremamente limpa e vantajosa.

O que é energia solar?

Energia solar é um termo popular usado para se referir a várias formas de produzir energia elétrica usando a luz e o calor do sol. A forma mais eficiente de se conseguir energia elétrica a partir do sol é por meio da sua luz.

O termo correto para se referir a energia elétrica gerada a partir da luz do sol é energia solar fotovoltaica. Esse processo é feito em equipamentos chamados painéis solares fotovoltaicos. De agora em diante, é neles que vamos nos concentrar.

Como painéis fotovoltaicos geram energia?

Como funciona a energia solar? Os painéis solares fotovoltaicos são feitos com materiais que reagem com a luz do sol. Dentro dos painéis há placas de silício, um material cristalino duro, porém frágil. Parte das placas contém silício enriquecido: em volta de seus átomos há elétrons sobrando. Outras partes das placas têm o oposto: silício com falta de elétrons, ou seja, são placas com silício empobrecido. Uma placa enriquecida sempre tem placas empobrecidas perto dela, formando um sanduíche.

Quando as partículas de luz, chamadas fótons, colidem com os átomos de silício, ocorre um deslocamento de elétrons. Os fótons arrancam elétrons das placas enriquecidas, que se deslocam até os átomos de silício das placas empobrecidas. E os elétrons, quando se movem, geram uma corrente elétrica. Assim, um painel fotovoltaico usa a luz do sol para gerar energia elétrica. Esse fenômeno é chamado de efeito fotovoltaico.

Você sabia?

O termo fotovoltaico vem da palavra grega foto, que significa ‘luz’ e da palavra volt, criada em homenagem ao cientista italiano Alessandro Volta e usada para medir a tensão elétrica. Então podemos dizer que fotovoltaico significa ‘que gera energia a partir da luz’.

A quantidade de energia produzida depende da quantidade de luz que atinge os painéis – quanto mais forte e constante a luz do sol, mais energia é gerada. Portanto, em regiões secas se consegue extrair o máximo dos painéis fotovoltaicos, já que nessas regiões o sol brilha quase todo dia, durante várias horas. Mas mesmo em regiões chuvosas, a energia solar ainda é muito vantajosa.

Dá para gerar energia em dias nublados?

Sim. As nuvens não conseguem bloquear totalmente a luz do sol. Apesar de reter parte da luz, a principal influência das nuvens é espalhar a luz em várias direções. Assim, parte da luz que atingiria diretamente as placas solares acaba indo para outras direções. Mesmo assim, a porção de luz do sol que atinge os painéis é suficiente para gerar energia. Mas em comparação com um dia ensolarado, a geração de energia é menor. Em dias de chuva, a geração de energia é menor ainda.

Por outro lado, a noite, sem a luz do sol, nenhuma energia é gerada.

Tornando a energia utilizável

Quando os painéis produzem energia elétrica, geram uma corrente elétrica contínua. Isso significa que os elétrons seguem um fluxo constante de um ponto A até um ponto B. O problema é que a energia da rede elétrica que chega até as casas não funciona dessa forma. Tanto nos fios dos postes quanto dentro de casa, é usada a corrente alternada. Por outro lado, na corrente alternada os elétrons não seguem um fluxo constante, mas variam sua direção o tempo todo. É como se eles ficassem em um vai e vem constante. Na energia disponível dentro das casas, essa troca de direção acontece de 50 a 60 vezes por segundo.

É aqui que entra uma peça essencial de um sistema de energia solar: o inversor. A função dele é justamente fazer a inversão de corrente contínua para corrente alternada, tornando a energia utilizável dentro de casa. O inversor também é responsável pela troca da fonte de energia utilizada pela propriedade. Se há pouca geração, é o inversor pode optar por usar energia da rede, ou de um banco de baterias, caso seja um inversor híbrido. Ele ainda pode informar e registrar a quantidade de energia gerada. Inversores modernos permitem conexões sem fio com dispositivos inteligentes, incluindo controladores de sistemas de automação residencial. Essa modernidade facilita o monitoramento do sistema de energia solar.

Você pode saber mais sobre inversores híbridos aqui.

O que acontece com a energia gerada que sobra?

Em um dia de céu limpo e sol forte, muita energia é gerada. Mas essa energia pode não ter para onde ir. Imagine, por exemplo, uma casa com sistema de geração de energia em que os moradores passam o dia todo no trabalho, fora de casa. A quantidade de energia usada pela casa é muito pequena, consumindo apenas uma fração do que é gerado pelos painéis fotovoltaicos. O que acontece com a energia que sobra?

Para resolver o problema, outra peça precisa ser colocada no quebra-cabeça. Um relógio de energia comum é feito para medir a energia que chega na propriedade. Já em um sistema de energia solar, é usado um relógio bidirecional: ele recebe e mede energia da rede, mas também mede a energia gerada pelos painéis e a envia de volta para os fios dos postes. A energia não utilizada pode então ser usada por outras pessoas ou empresas. No fim do mês, a companhia responsável pela energia na região fornece créditos conforme a quantidade de energia enviada para a rede. Então, usando os créditos, o dono do sistema de energia solar pode descontar parte do valor da fatura mensal de energia elétrica.

Assim, a energia que sobra não se perde. O dono do sistema fotovoltaico pode pegar de volta a energia emprestada quando ele precisar. Esse sistema dispensa a necessidade de baterias para armazenar energia. Apesar de ter seus benefícios, sistemas de baterias são caros, volumosos e necessitam de um cômodo com refrigeração – o que também consome bastante energia.

Porém, não são todos os sistemas de energia solar que se conectam à rede de energia local. Para saber mais sobre isso, veja nossa página sobre cenários de aplicação.

Como funcionam os créditos energéticos

Os créditos se baseiam em quantidade de energia, medidos em Watts (W). Qualquer propriedade ligada a rede que seja consumidora e tenha geração própria de energia pode enviar a energia que sobrar para a distribuidora local. A companhia de energia então gera créditos para quem cedeu a energia. Cada kW de energia que sobra é convertido em créditos de energia. Os créditos são válidos por 60 meses, ou 5 anos. Anteriormente, os créditos eram gerados em proporção de igualdade, ou seja, para cada kW enviado para a rede, um crédito de 1kW era gerado. Mas isso mudou no começo de 2023 com a vigência da lei 14.300. Leia mais sobre isso aqui.

Um detalhe interessante é que os créditos não precisam ser usados pela mesma unidade consumidora de onde a energia que sobrou foi enviada. Se duas ou mais propriedades pertencem ao mesmo proprietário e uma delas gera energia, é possível escolher em qual das propriedades os créditos devem ser usados. Ou seja, é possível gerar energia na cidade A, mas utilizar os créditos para reduzir o valor da fatura em uma propriedade na cidade B, desde que ambas as propriedades estejam em nome da mesma pessoa ou empresa. Além disso, as duas propriedades devem estar dentro da mesma rede de energia.

Manutenção

A manutenção de um sistema de energia solar é simples. O básico consiste em manter as placas e o inversor limpos, inspecionar visualmente o sistema e analisar o desempenho, verificando se não há quedas. A limpeza tem um papel muito importante, já que a sujeira bloqueia parte da luz do sol e reduz a quantidade de energia gerada em até 30%.

Mas aqui vai uma palavra de cautela: apesar de simples, a manutenção pode ser perigosa, especialmente o processo de limpar as placas que estão instaladas em telhados.

Recomendamos que você contrate uma empresa especializada para este tipo de serviço, como a Rudnik. Entre em contato.

É difícil montar um sistema de energia solar?

Apesar de não terem alta complexidade, sistemas de energia fotovoltaica precisam de atenção a uma série de detalhes, como dimensionamento, escolha do tipo de instalação, avaliação do local de instalação – se for em um telhado, por exemplo, um perito precisa garantir que o mesmo suporta o peso das placas – instalação do inversor e relógio de energia, além da homologação do sistema. 

Por isso, nossa recomendação é que seu sistema de energia solar seja projetado e instalado por um profissional da área. A equipe da Rudnik está pronta para esclarecer suas dúvidas e realizar todo o processo necessário para que você tenha seu sistema de energia solar. Contamos com uma década de experiência em energia solar, somada com constante busca pela última palavra em tecnologia. Garantimos o melhor atendimento não só no projeto, mas também ao longo dos anos em que seu sistema de energia solar estiver ativo, sempre prontos para garantir o melhor funcionamento.

Pronto para investir na luz do sol? Temos uma equipe de especialistas que podem te ajudar a alcançar sua independência energética. Entre em contato com nossa equipe!

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