Perguntas frequentes (FAQ)
Quais são as fontes de energia denominadas renováveis ?
São consideradas renováveis ou alternativas as seguintes fontes de energia:
hidroelétrica - aproveitamento do potencial hidráulico dos rios para geração de energia elétrica;
solar – aproveitamento da energia proveniente do sol;
eólica – aproveitamento da energia do ar em movimento (ventos);
marés – aproveitamento das diferenças de altura das águas dos oceanos causadas pelas marés para a geração de energia;
ondas – aproveitamento da energia das ondas dos oceanos;
biomassa – aproveitamento de matéria orgânica de diversas origens para a geração de energia;
geotérmica – aproveitamento do calor das rochas do interior da Terra (fontes termais, áreas vulcânicas, etc) para geração de energia.
Estas fontes estão em diferentes níveis de desenvolvimento técnico e econômico ao redor do mundo, sendo que algumas já estão disponíveis comercialmente, enquanto que outras são apenas experimentais. O presente FAQ concentra-se apenas na energia solar.
O que é a energia solar?
A energia solar é a energia eletromagnética proveniente do sol, onde é produzida através de reações nucleares, e que, propagando-se através do espaço interplanetário, incide na superfície do planeta Terra. Considera-se que o total de energia solar que incide na superfície de nosso planeta é superior a 10.000 vezes o consumo de energia bruta da humanidade.
Como é medida e quantificada a energia solar?
A energia solar é medida por diversos instrumentos, normalmente operados por Universidades e outras instituições de pesquisa científica. A potência solar instantânea que incide em determinado ponto é normalmente medida em W/m2 (potência/área) e o total de energia em um dia que atinge este ponto é normalmente medido em kWh/m2.dia (energia/área/dia).
Como é a incidência de energia solar no Brasil?
O Brasil apresenta uma incidência de energia solar muito elevada. A potência instantânea incidente na superfície terrestre pode atingir valores superiores a 1000 W/m2. A média anual de energia incidente na maior parte do Brasil varia entre 4kWh/m2.dia e 5kWh/m2.dia.
No Brasil, existem alguns trabalhos consolidados sobre o levantamento do potencial solar em todo o território, são eles:
Atlas de Irradiação Solar do Brasil, baseado em dados de satélite, desenvolvido pelo INMET e LabSolar da Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC (disponível em http://www.labsolar.ufsc.br);
Atlas Solarimétrico do Brasil com base em medições terrestres, desenvolvido pela Universidade Federal de Pernambuco em parceria com o CEPEL – Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – Grupo Eletrobrás e
Atlas Brasileiro de Energia Solar com base em dados de satélite, desenvolvido através de uma parceria entre a DMA / CPTEC / INPE e o LEPTEN / UFSC (antigo LabSolar).
A disponibilidade de energia solar é constante ao longo do ano?
Não, varia em decorrência das estações do ano (mínimo no inverno e máximo no verão), bem como do clima do local.
Como pode ser aproveitada a energia solar?
Existem duas formas principais de aproveitamento da energia solar:
térmico – aproveitamento sob forma de calor para aquecimento de água, chuveiros, piscinas, secagem de produtos agropecuários, geração de energia elétrica através de processo termodinâmico etc. Esta energia é captada por meio de coletores solares, por onde habitualmente circula a água a ser aquecida;
fotovoltaico – geração de energia elétrica através de módulos fotovoltaicos, que pode ser utilizado tanto para locais remotos ou sem energia, sendo chamados de sistemas Isolados ou Off grid, quanto para locais com acesso à energia elétrica para redução do consumo faturado pela concessionária local, sendo então chamados de sistemas conectados à rede ou Grid tie.
O que são módulos fotovoltaicos?
São dispositivos que convertem a energia luminosa diretamente em energia elétrica em corrente contínua (CC), os quais, quando expostos à radiação solar funcionam como geradores de energia elétrica. São normalmente produzidos a partir de Silício (material semicondutor), o mesmo material utilizado nos "chips" de computador, com base em tecnologia semelhante à utilizada na indústria eletrônica.
Este tipo de tecnologia é nova?
Não. O efeito fotovoltaico foi descrito em 1839 por Edmund Becquerel, porém somente em 1905 Albert Einstein estabeleceu a teoria do efeito fotovoltaico e como a luz (fótons) interagia com os elétrons, o que lhe valeu o prêmio Nobel em 1922. O primeiro lançamento comercial foi efetuado em 1954 pelos Laboratórios Bell que disponibilizou a “Bell Solar Battery” e em 1958 a Marinha Norte Americana lançou o satélite Vanguard 1, que é atualmente o mais antigo satélite em órbita da Terra (embora atualmente não operacional).
Como funcionam os módulos fotovoltaicos?
Seu princípio físico de funcionamento é denominado efeito fotovoltaico (foto= luz; volt= eletricidade). Os módulos fotovoltaicos são construídos com células fotovoltaicas, as quais são essencialmente junções pn, equivalentes a diodos semicondutores de Silício, de grande área. A incidência de fótons (energia luminosa) nesta junção causa o aparecimento de cargas elétricas, sob forma de pares elétron-lacuna, e, conseqüentemente, de uma corrente elétrica.
Um vídeo ilustrativo pode ser acessado em : https://youtu.be/2AX0qvnjSnM
Qual é a capacidade real de geração de energia elétrica dos módulos fotovoltaicos?
Os módulos fotovoltaicos são medidos em determinadas condições padrão internacional, utilizadas por todos os fabricantes. A potência produzida nestas condições é expressa em uma unidade denominada Wp (Watts pico).
Fora das condições de medição, a capacidade real depende de uma grande gama de fatores, tais como o local de instalação, ângulo em relação ao Norte geográfico (posição mais favorávela), inclinação do painel, temperatura, eventual sombreamento parcial, dentre outros. Em termos orientativos, um módulo de 250 Wp na cidade do Rio de Janeiro ou Niterói voltado para o norte geográfico pode produzir em média um máximo de cerca de 30 kWh/mês.
Deve-se ainda considerar as perdas de energia, na ordem de 35 % para sistemas com baterias e 15 % em sistemas conectados à rede.
Chamamos de painel fotovoltaico um conjunto de dois ou mais módulos fotovoltaicos.
Os módulos fotovoltaicos funcionam em tempo nublado?
Sim, mas a geração será sempre proporcional à luminosidade incidente. Em um dia pouco encoberto poderá atingir 80% da capacidade total, enquanto que em dias pesadamente encobertos poderá ser de menos de 10%.
Quais os impactos ambientais da utilização de módulos fotovoltaicos?
Nenhum. Os módulos fotovoltaicos não consomem qualquer tipo de combustível, não geram nenhum tipo de emissão, não têm partes móveis e não produzem qualquer ruído. Na sua composição não existem substâncias tóxicas ou nocivas ao meio ambiente.
Os sistemas fotovoltaicos servem para aquecimento de água?
Não. Embora seja tecnicamente possível utilizar a energia elétrica gerada por módulos fotovoltaicos para o aquecimento de água, isto não é economicamente viável. Para o aquecimento de água a partir de energia solar são utilizados outros dispositivos denominados coletores solares térmicos.
O que é um coletor solar térmico?
É um dispositivo destinado a aquecimento de água utilizando energia solar, que pode ser utilizado por consumidores residenciais. É construído por uma serpentina de Cobre solidária a uma superfície negra boa absorvedora de energia luminosa, encapsulada em uma caixa com isolamento térmico e um vidro frontal. Existem inúmeros fabricantes e fornecedores de tais sistemas no Brasil.
Quais são as principais aplicações dos sistemas fotovoltaicos onde não existe rede elétrica ?
Os sistemas fotovoltaicos tem sido, no Brasil, tradicionalmente utilizados para eletrificação rural, atendendo a cargas elétricas distantes da rede elétrica convencional. Nestes casos tais sistemas são naturalmente viáveis economicamente, em função dos elevados custos de expansão da rede elétrica. Por exemplo, pequenos sistemas fotovoltaicos autônomos de geração de energia elétrica (100Wp a 150Wp) para atender a uma residência (iluminação básica e pequena TV) rural distante da rede elétrica já são bastante conhecidos em muitas regiões rurais do mundo, inclusive o Brasil.
Quais são os componentes dos sistemas fotovoltaicos autônomos ou isolados ( ou seja, não conectados a rede elétrica) para geração de energia elétrica ?
Os sistemas fotovoltaicos autônomos são compostos pelos seguintes equipamentos:
painel fotovoltaico - composto por um ou mais módulos fotovoltaicos, funciona como gerador de energia elétrica;
banco de baterias - composto por uma ou mais baterias, normalmente baterias Chumbo-ácido 12V seladas, funciona como elemento armazenador de energia elétrica para uso durante a noite e em períodos de nebulosidade, onde não há disponibilidade de radiação solar;
controlador de carga – dispositivo eletrônico que protege as baterias conta sobrecarga ou descarga excessiva;
inversor – dispositivo eletrônico que converte a energia elétrica em corrente contínua (CC) para corrente alternada (CA), de forma a permitir a utilização de eletrodomésticos convencionais; Alguns sistemas pequenos não empregam inversor e utilizam cargas (luminárias, TV, etc.) alimentadas diretamente por corrente contínua (CC).
Qual é a durabilidade dos sistemas fotovoltaicos isolados e quais suas necessidades de manutenção?
Os sistemas são bastante duráveis e precisam de pouca manutenção. Os módulos fotovoltaicos normalmente tem garantia de 25 anos para a produção de pelo menos 80% da energia obtida inicialmente e vida útil estimada em mais de 30 anos. Os dispositivos eletrônicos (inversor, controlador de carga) têm vida útil superior a 10 anos. As baterias são consideradas o ponto fraco do sistema, mas quando este é bem projetado as baterias podem atingir uma vida útil de 4 a 5 anos. As necessidades de manutenção são mínimas: os módulos fotovoltaicos são normalmente mantidos limpos pela ocorrência natural de chuva, mas em locais de muito pouca pluviosidade podem necessitar de limpeza periódica; as baterias, caso não seja sem manutenção, necessitam de reposição periódica (6 meses em média) de água destilada.
Como são os sistemas fotovoltaicos conectados à rede elétrica (“Grid Tie”)?
Eles são compostos basicamente pelos seguintes equipamentos:
painel fotovoltaico - composto por um ou mais módulos fotovoltaicos, funciona como gerador de energia elétrica;
inversor – dispositivo eletrônico que converte a energia elétrica em corrente contínua (CC) gerada pelo painel fotovoltaico para corrente alternada (CA), adequada à injeção direta na rede elétrica.
Os sistemas conectados à rede geralmente não são dotados de armazenamento de energia (baterias), de forma que produzem energia somente durante o dia, atendendo, portanto, apenas parcialmente ao consumo da instalação.
Posso vender energia para a concessionária?
Não. O sistema adotado pelo Brasil atualmente não permite a venda de energia à concessionária como em outros países. No entanto existe um sistema compensação de energia onde um crédito (Produção maior que o Consumo) gerado em um determinado mês pode ser utilizado em um mês subsequente (válido por 60 meses) ou até mesmo em outra unidade consumidora do mesmo CPF ou CNPJ, dentro da mesma concessionária.
Por exemplo, se em um determinado mês você viaja de férias ou a radiação solar é muito alta e você produz 500 kWh consumindo apenas 200 kWh, será gerado um crédito de 300 kWh. Se no próximo mês seu consumo foi de 600 kWh e a produção de 400 kWh, você utilizaria 200 kWh deste crédito e ainda terá um crédito de 100 kWh para os próximos meses.
Isto quer dizer que minha conta será zerada e não pagarei nada para a concessionária?
Infelizmente atualmente a resposta também é não na atual legislação brasileira. Mesmo que existam créditos, a concessionária irá cobrar a “tarifa mínima” ou custo de disponibilidade do sistema – geralmente 100kWh para sistemas trifásicos e 50 kWh para sistemas bifásicos, além de em alguns casos alguns outros valores tais como, por exemplo, a “Contribuição da Iluminação Pública – Prefeitura”. Recomenda-se a consulta especifica a cada concessionária.
Os sistemas conectados à rede elétrica são permitidos pela concessionária?
Todas as concessionárias não só devem só permitir como têm prazos máximos definidos para avaliação e autorização dos sistemas. Há uma Resolução Normativa da ANEEL (482/2012), depois ampliada pela também Resolução Normativa 687/2015 que trata inteiramente sobre sistemas de microgeração conectados à rede elétrica, aplicável aos sistemas fotovoltaicos.
O sistema fotovoltaico pode ajudar para quedas de energia (Backup) ?
Não, caso por algum motivo a concessionária interrompa o fornecimento de energia, o sistema se desliga automaticamente. Por Norma, os inversores grid tie (conexão à rede) funcionam de forma sincronizada com a rede elétrica. Esta é inclusive uma medida de segurança para os técnicos de manutenção da concessionária que desligam a rede para efetuar um reparo.
Desta forma, é possível o paradoxo de estarmos em um dia ensolarado, com plena captação de energia solar pelos painéis fotovoltaicos e sem energia disponível para o consumo.
Posso ser totalmente independente da concessionária usando energia solar fotovoltaica?
Sim, porém se você já tem acesso à rede elétrica isso não é recomendado. O sistema fotovoltaico conectado à rede é mais eficiente, econômico, seguro, ecologicamente correto e de menor manutenção do que o sistema isolado, com armazenamento do excedente gerado por baterias, portanto é a melhor opção para as pessoas que já possuem a energia elétrica por meio de rede pública.
Preciso de baterias em um sistema conectado à rede elétrica (“grid tie”) ?
Não. Os sistemas conectados à rede elétrica jogam a energia excedente na rede e o medidor (“relógio”) da concessionária registra esse excedente como crédito que será compensado pelo consumo durante a noite, dias nublados ou até mesmo nos 60 meses subsequentes. Para isso, a concessionária trocará o “relógio” por um “relógio bidirecional”, que consegue medir a energia nos dois sentidos. Em uma analogia, a sua “bateria” é a rede pública, que recebe e “armazena” o eventual excedente gerado, devolvendo esta energia para o uso em outro momento. Por este motivo que é cobrado o faturamento mínimo ou taxa de disponibilidade.
É necessária alguma adaptação em minha casa ou empresa?
Não, caso a instalação atual tenha sido efetuada conforme as normas técnicas e padrões da concessionária de energia elétrica atual. Neste caso, é utilizada a fiação elétrica já existente da sua casa ou empresa, bem como o seu telhado ou laje para fixação dos painéis. A concessionária deverá trocar o relógio de força por um relógio bidirecional. Caso você ainda não tenha construído sua casa ou empresa, o ideal seria que o telhado fosse voltado para a linha do equador (ou Norte, na maior parte do Brasil) para melhor aproveitamento da energia solar.
Qual a diferença entre W, Wp, Wh e kWh?
W (Watt) é uma unidade de medida para potência (equivalente a um Joule por segundo). Potência é a quantidade de energia cedida por uma unidade de tempo.
Wh (Watt-hora) é uma unidade de medida de energia gerada. Ex: Uma potencia de 10 W exercida por 3 horas equivale a 10 x 3 = 30 Wh
Wp (Watt-pico) é a unidade de medida utilizada para painéis fotovoltaicos e significa a potência em W fornecida por um painel em condições especificas e reproduzidas em laboratório. É a potência máxima que um painel pode fornecer em condições ideais.
kWh (kilo-Watt-hora) são 1000 Wh sendo que k se refere a 1000 para qualquer unidade de medida, como por exemplo kWp e kW que são 1000 Wp e 1000 W respectivamente. kWh é a unidade de medida de nossa conta de luz
(Ex: Um painel de 100 Wp utilizado por 50 horas – com irradiação e condições especificadas de laboratório – produzirá 5.000 Wh ou 5 kWh)
Quais dados são necessários para dimensionar um sistema fotovoltaico?
Existem detalhes particulares de cada sistema, mas os dados básicos são:
Sistemas isolados (off grid):
Lista de equipamentos com Potencia (W), Horas de uso por dia (h) e Voltagem de funcionamento dos equipamentos (12V, 110V, 220V, etc.)
Local da instalação (Cidade - UF)
Autonomia requerida em dias (quantos dias sem sol o sistema deve suportar)
Sistemas conectados à rede (grid tie):
Consumo mensal em kWh. Uma cópia da ultima conta de energia elétrica é extremamente útil.
Voltagem (110V, 220V, etc.) e tipo de sistema (monofásico, bifásico ou trifásico)
Local da instalação (Cidade - UF)
Quais equipamentos são necessários em um sistema solar fotovoltaico?
Painéis fotovoltaicos: Que captam a energia solar e transformam e energia elétrica
Inversores: Que transformam a corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA) e ajustam a voltagem de acordo com a necessidade. Inversores de sistemas conectados à rede elétrica também possuem a função de sincronizar o sistema com a rede.
Baterias: Usadas em sistemas isolados para armazenar energia
Controladores de carga: Usados em sistemas isolados e que controlam o carregamento das baterias
Outros equipamentos: Além dos equipamentos principais, são necessários ainda Cabos, Estruturas de fixação para os painéis, Proteções elétricas, e outros acessório
Quantos painéis preciso para abastecer minha residência?
Infelizmente não há uma resposta padrão, pois depende de uma série de variáveis e até mesmo do tamanho dos painéis escolhidos. Além disso, não é necessário produzir toda a energia consumida.
Por exemplo, uma residência com consumo de 500 kWh/mês utilizará cerca de 15 a 20 painéis de 260 Wp em uma cidade média brasileira para abastecer 100% de sua necessidade.
Quanto custa um sistema de energia solar fotovoltaica?
O custo do sistema depende do seu tamanho e equipamentos selecionados, que por sua vez dependem da quantidade de energia necessária e de características do local da instalação. Um sistema completo e instalado normalmente custa entre 7.000 e 12.000 R$/kWp.
Existem incentivos e linhas de financiamento para energia solar fotovoltaica?
Infelizmente os incentivos ainda são poucos no Brasil. Existem programas como o PROESCO (para empresas que buscam maior eficiência energética, o PRODEM (para levar energia a áreas remotas) e o Fundo Clima (voltado a geração de energia para distribuição). Além desses, existem outros incentivos e programas regionais, para fabricantes e também consumidores. No entanto, a maioria desses incentivos são de difícil acesso ou de pouca aplicabilidade, sendo muito pouco utilizados se comparados ao potencial desta tecnologia.
Existe a expectativa de que novos incentivos surjam nos próximos anos, atualizados e específicos para energia solar fotovoltaica.
Caso você conheça algum outro incentivo, por favor, nos avise e ajudaremos a divulgar!
Qual a área necessária para um sistema fotovoltaico?
Depende do tamanho e características do sistema bem como da forma como eles deverão ser montados nos arranjos. Um sistema de 1 kWp ocupa uma área de aproximadamente 7 m2 de painéis. No entanto, se estiverem inclinados sobre uma superfície plana como uma laje, um painel pode fazer sobra sobre o outro e eles deverão ficar afastados, exigindo uma área até duas vezes maior.
Qual o melhor sistema para aquecimento de água? Energia solar ?
Para aquecimento de água (chuveiro, piscina, torneiras etc.) deve-se utilizar a energia solar térmica que é mais viável e eficiente. (A MNSolar não trabalha com energia solar térmica e é focada apenas em energia solar fotovoltaica).
Quais equipamentos podem ser utilizados em um sistema conectado à rede (grid tie)?
Qualquer equipamento pode ser utilizado. Sempre tenha em mente que equipamentos de alto consumo como chuveiro elétrico e ar condicionado requerem muitos painéis e, portanto, devem ser substituídos por outras soluções quando possível. O chuveiro, por exemplo, pode utilizar energia solar térmica, mais eficiente e barata para esta aplicação.
Quais equipamentos podem ser utilizados em um sistema isolado (off grid)?
Neste tipo de sistema, não devem ser utilizados equipamentos como chuveiro elétrico e ar condicionado, pois seu alto consumo e potência inviabilizam o sistema e eles podem ser substituídos. Além disso, deve se ter atenção com equipamentos com motores elétricos, como geladeiras e bombas d’água, pois a potência de partida exige inversores adequados. Sempre pergunte qual é o inversor ideal para alimentar
Posso produzir energia solar fotovoltaica em minha casa ou empresa?
Sim e este é uma das aplicações mais utilizadas em todo o mundo. O sistema funciona de forma integrada com a rede elétrica e o consumidor pode trocar energia com esta rede, pagando apenas a diferença entre seu consumo e a produção própria de energia.
Caso você não tenha acesso à rede elétrica é possível fazer um sistema isolado (off grid). Neste caso, o sistema precisará de baterias para armazenar a energia para a noite e dias nublados.
A instalação dos sistemas fotovoltaicos é difícil?
Sistemas pequenos e isolados (off grid), compostos por até 3 ou 4 painéis são de fácil instalação e menor risco, mas é recomendado que seja realizada por um profissional com familiaridade com sistemas fotovoltaicos. Já para sistemas conectados à rede ou sistemas off grid maiores deve-se recorrer a um profissional especializado.
Existe diferença entre os diferentes tamanhos de painel?
Os painéis menores são geralmente utilizados para sistemas isolados, com baterias, enquanto os painéis maiores para sistemas conectados à rede elétrica. Isso acontece devido a voltagem típica de cada painel, 18V para os pequenos (até 140 Wp ou de 36 células) e 30V para os maiores (260 Wp de 60 células,por exemplo). Os painéis grandes não são apropriados para utilização com baterias. Podem ser utilizado, porém seria necessário um controlador de carga especial (MPPT) o que aumentaria o custo total do sistema.
E a energia eólica? Posso montar um sistema hibrido de energia solar e eólica?
Sim, um sistema de energia solar pode ser hibrido com energia eólica e também com um gerador a diesel, hidroelétrico, ou combinações com mais de duas fontes.
Com relação à energia eólica, deve se observar com muita atenção o local da instalação, pois esta fonte depende de ventos fortes, constantes e com pouca turbulência, condições não são encontradas em qualquer local. Em zona urbana ou com muitas árvores, por exemplo, a energia eólica não é recomendada. Além disso, os geradores eólicos precisam de maior manutenção, pois possuem partes móveis que se desgastam mais rapidamente. No entanto, de frente para o mar ou no alto de colinas, esta fonte tem potencial de utilização.