ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA: TUDO SOBRE

Tão confiável a ponto de ser instalada até em satélites no espaço, a energia solar fotovoltaica é uma das fontes de energia renovável que mais crescem no Brasil e no mundo. Conheça, abaixo, tudo sobre essa tecnologia, como suas vantagens e desvantagens, média de preço e o que são as placas solares e as células fotovoltaicas que compõem esses sistemas.

SAIBA MAIS SOBRE ENERGIA SOLAR FOTOVOLTAICA

• O que é um Controlador de Carga Solar
• O que vem no Kit de Energia Solar
• Bateria de Lítio para Energia Solar
• Tudo sobre a Placa Solar Fotovoltaica 

A energia solar fotovoltaica é obtida pela conversão da energia do sol em eletricidade por meio de uma tecnologia baseada no efeito fotovoltaico.

É um dos principais tipos de Energia Solar, ao lado da térmica (aquecedor solar) e heliotérmica (também conhecida como energia solar concentrada ou termossolar).

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• Para que Servem Placas Solares Fotovoltaicas   

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• Para que Servem Placas Solares Fotovoltaicas 

Trata-se de um tipo de energia renovável, inesgotável e não poluente que pode ser produzida em instalações que vão desde pequenos geradores para autoconsumo até grandes centrais fotovoltaicas.

O efeito fotovoltaico acontece quando a luz solar, através de seus fótons, é absorvida pela célula fotovoltaica, um material semicondutor que converte a radiação solar em energia elétrica.

Pelo processo, a energia dos fótons da luz é transferida para os elétrons que então ganham a capacidade de movimentar-se. O movimento dos elétrons, por sua vez, gera a corrente elétrica.

O efeito fotovoltaico é muitas vezes confundindo com o efeito fotoelétrico, um fenômeno de natureza similar pelo qual um material (geralmente metálico) emite elétrons após ser exposto à radiação da luz.

Confira nosso portfólio de produtos para energia solar fotovoltaica

Em 1839, durante a Revolução Industrial, o físico francês Alexandre-Edmond Becquerel demonstrou pela primeira vez o efeito fotovoltaico — ou a capacidade de uma célula solar de converter luz em eletricidade.

O termo "fotovoltaico", que passaria a designar o fenômeno descoberto por Becquerel, vem do grego φῶς (phōs), que significa "luz", e do nome da unidade de força eletromotriz: o Volt (termo criado em homenagem ao físico italiano Alessandro Volta, inventor da bateria).

Cerca de quatro décadas após a primeira demonstração do efeito fotovoltaico, o americano Charles Fritts criou aquele que é tido como o primeiro painel solar de telhado do mundo, em Nova York, em 1883. Um ano antes, curiosamente, o também americano Thomas Edison havia inaugurado a primeira usina comercial de carvão do planeta.

Já no século XXI, em 1905, o alemão Albert Einstein, vencedor do Prêmio Nobel de Física em 1921, escreveu um famoso artigo explicando o efeito fotoelétrico, que representou uma das principais bases para que a energia solar fotovoltaica se desenvolvesse.

Em 1954, a companhia americana Bell Labs apresentou a célula fotovoltaica moderna, que foi aprimorada e barateada nas décadas seguintes até que se tornasse possível a comercialização em larga escala de painéis solares.

Alexandre-Edmond Becquerel, primeiro a demonstrar o efeito fotovoltaico 

O termo “energia solar” se refere a qualquer processo que se utiliza dos raios solares para produzir energia. Já a “energia solar fotovoltaica” é um tipo específico de energia solar, obtida por um processo que envolve a conversão da radiação solar em eletricidade através do efeito fotovoltaico (que é possível com a ação das células fotovoltaicas presentes nas placas solares).

Diferenças Básicas entre os Tipos de Geração de Energia Solar (Crédito da Imagem: NeoSolar)

A energia solar fotovoltaica é o tipo mais comum de energia solar e se destaca por possibilitar uma grande variedade de aplicações.

Além das usinas solares fotovoltaicas (grandes centrais que produzem energia em larga escala), é possível também aplicar a tecnologia fotovoltaica próxima ao local de consumo na chamada Geração Distribuída (sistemas On Grid) ou mesmo em locais isolados e sem ligação com concessionárias de energia (sistemas Off Grid).

Saiba o que são de sistemas On Grid e Off Grid. 

A exemplo das outras tecnologias de energia solar, os sistemas fotovoltaicos são considerados uma importante alternativa para tornar a produção de energia no mundo mais limpa e sustentável. Afinal, o sol é um recurso inesgotável e capaz de gerar energia em todo o planeta, embora algumas regiões tenham maior potencial energético que outras.

Saiba como o sol produz energia e onde há mais incidência de raios solares.

Além disso, a energia solar fotovoltaica é extremamente limpa, possibilitando gerar grande quantidade de energia com impactos mínimos ao meio ambiente. Seja em sua instalação ou durante o uso, esse tipo de energia não emite gases poluentes e causa impactos mínimos no meio ambiente.

Em relação ao preço, a energia solar fotovoltaica também costuma representar um excelente custo-benefício, seja para produção em larga escala ou quando falamos do uso particular em sistemas On Grid ou Off Grid.

Após sua instalação, os painéis fotovoltaicos geralmente apresentam vida útil entre 30 e 40 anos — o que gera economia a médio e longo prazo, considerando que os sistemas irão produzir sua própria energia e reduzir os gastos com conta de luz (no caso dos sistemas On Grid) e que a energia pode chegar a um custo reduzido a locais remotos, sem acesso à rede elétrica (em sistemas isolados ou Off Grid).

O processo para gerar energia fotovoltaica acontece em larga escala nas usinas solares ou para uso mais restrito em sistemas particulares On Grid e Off Grid, que podem ser instalados com kits solares.

Para captar os raios solares, os painéis fotovoltaicos são instalados sobre a cobertura de uma construção ou sobre áreas abertas e fixadas ao solo, ficando expostos para captar a maior quantidade possível de irradiação solar.

O caminho da produção de energia pelo sol é um só, mas pode ser realizado com equipamentos diferentes.

No caso de sistemas conectados à rede (On Grid), as células da placa fotovoltaica transformam a energia solar em energia elétrica. Após ser gerada, essa energia passa pelo inversor, que é responsável por proteger a rede e converter a corrente contínua (CC) [fornecida pelos painéis] em corrente alternada (CA) [disponível na rede elétrica convencional (ou seja, em 110 ou 220V)].

A energia convertida pelo inversor é levada, então, até a entrada da unidade consumidora (como residência ou comércio que recebe a energia).

Já no Off Grid, os sistemas fotovoltaicos costumam também contar com baterias, que armazenam a energia produzida pelos painéis solares para que seja possível utilizá-la posteriormente nos momentos sem sol, como à noite ou em dias nublados.

Entre a bateria e os painéis, ficam os controladores de carga ou carregadores solares, utilizados para controlar a tensão de entrada de ambos os equipamentos, evitando sobrecargas ou descargas excessivas — além de otimizar e prolongar a vida útil da bateria e otimizar o aproveitamento da energia das placas solares.

O processo para gerar energia fotovoltaica acontece em larga escala nas usinas solares ou para uso mais restrito em sistemas particulares On Grid e Off Grid, que podem ser instalados com kits solares.

Para captar os raios solares, os painéis fotovoltaicos são instalados sobre a cobertura de uma construção ou sobre áreas abertas e fixadas ao solo, ficando expostos para captar a maior quantidade possível de irradiação solar.

O caminho da produção de energia pelo sol é um só, mas pode ser realizado com equipamentos diferentes.

No caso de sistemas conectados à rede (On Grid), as células da placa fotovoltaica transformam a energia solar em energia elétrica. Após ser gerada, essa energia passa pelo inversor, que é responsável por proteger a rede e converter a corrente contínua (CC) [fornecida pelos painéis] em corrente alternada (CA) [disponível na rede elétrica convencional (ou seja, em 110 ou 220V)].

A energia convertida pelo inversor é levada, então, até a entrada da unidade consumidora (como residência ou comércio que recebe a energia).

Já no Off Grid, os sistemas fotovoltaicos costumam também contar com baterias, que armazenam a energia produzida pelos painéis solares para que seja possível utilizá-la posteriormente nos momentos sem sol, como à noite ou em dias nublados.

Entre a bateria e os painéis, ficam os controladores de carga ou carregadores solares, utilizados para controlar a tensão de entrada de ambos os equipamentos, evitando sobrecargas ou descargas excessivas — além de otimizar e prolongar a vida útil da bateria e otimizar o aproveitamento da energia das placas solares.
 

A eficiência de um sistema solar fotovoltaico pode variar bastante, dependendo de fatores como a localização do projeto (o que influi na quantidade de radiação solar que receberá), condições climáticas e na qualidade e tempo de uso dos equipamentos instalados para gerar energia (como placas solares, inversores e controladores).

Além disso, outros detalhes da instalação impactarão diretamente na capacidade das células fotovoltaicas em produzir energia, como a inclinação em que os módulos estão dispostos ou casos de sombreamento (dois exemplos de situações que podem reduzir a geração de energia).

E os próprios painéis também variam entre si no quesito eficiência. Esse dado é sempre informado no momento da venda, com números que levam em conta o desempenho dos equipamentos em testes de laboratório nas “condições normais de ensaio” ou STC (Standard Testing Conditions) — um padrão internacional que considera a temperatura das células, a irradiação solar e a massa de ar.

O resultado desses testes indica o rendimento do painel (ou seja, a porcentagem de energia da radiação solar que o equipamento deverá converter em energia elétrica por m²). Em 2021, a eficiência das células fotovoltaicas chega a um valor próximo de 50%, em células de altíssimo rendimento, enquanto nas células comerciais a eficiência gira em torno de 20 a 25% de aproveitamento da radiação solar.

Uma dúvida comum no mercado solar fotovoltaico é sobre o preço dos equipamentos. Afinal, a energia solar fotovoltaica é cara?

O principal equipamento, em termos de custo, em um sistema de energia solar é a placa solar. Por isso é o item que mais acompanhamos para conhecer o preço da energia solar fotovoltaica. O preço médio de uma placa solar (ou módulo solar) é de 0,20 USD/Watt (Jun/2021).

Esse valor oscila e já foi menor — ou seja, pode variar para cima ou para baixo ao longo das semanas e meses por conta de uma série de fatores. Porém, se observarmos o “macro” (a visão de longo prazo da flutuação dos custos) é nítido que o preço da energia solar fotovoltaica está ficando mais barato de forma contínua ao longo das últimas décadas.

Para acompanhar o preço atual da energia solar internacionalmente, uma fonte confiável é o site Energy Trend. Também podemos conferir a média de preço no Brasil lendo os dados do infográfico da ABSOLAR (Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica), constantemente atualizado no site da entidade.

Outra referência para acompanhar o preço para a instalação de sistemas fotovoltaicos são os relatórios do Greener, que trazem pesquisas profundas sobre o mercado de energia solar e as tendências de custos. 

Além do preço das placas solares estar cada vez mais baixo, podemos listar outros motivos para dizer, de forma geral, que a tecnologia fotovoltaica vale a pena financeiramente, não se limitando a vantagens como praticidade e sustentabilidade.

Uma diferença importante para outras fontes é que o investimento inicial é feito pelo próprio consumidor para adquirir e instalar um sistema fotovoltaico, enquanto com a rede pública, por exemplo, basta pagar a tarifa sobre o consumo realizado.

Explicando de uma forma simples: o consumidor terá um custo para instalar um sistema de energia solar fotovoltaica, mas a médio ou longo prazo geralmente essa iniciativa compensará financeiramente por conta da economia de energia.

Segundo levantamento do site Our World in Data (gráfico abaixo), com base em dados da Agência Internacional de Energias Renováveis (Irena, na sigla em inglês), o preço médio de um módulo fotovoltaico girava em torno de US$ 0,38/W (ou seja, 38 centavos de dólar por watt que a placa solar é capaz de gerar) em 2019, considerando um preço médio mundial.

O mesmo levantamento mostra o quanto a energia solar fotovoltaica se tornou mais barata ao longo dos anos: em 1976 o valor médio dos módulos girava em torno de US$ 106/W – com queda acentuada e constante nas décadas seguintes, indo para menos de US$ 10/W já na década de 1980 e menos de US$ 5/W no início do século XXI.

Na última década, o preço da energia fotovoltaica caiu ainda mais até chegar a menos de US$ 1 por watt a partir de 2012. Essa queda foi possível graças a fatores como avanços tecnológicos, processos mais eficientes e incentivos fiscais, além do crescimento exponencial do mercado que trouxe ganhos de escala.

Em um sistema On Grid, por exemplo, você investe no início, mas nunca mais paga a conta de luz (que fica reduzida a quase zero). Na maioria dos casos, a energia solar On grid “se paga” após alguns anos de uso — geralmente em torno de 3 a 7 anos de payback.

A baixa necessidade de manutenção é outro diferencial que pode tornar o custo-benefício da energia solar mais vantajoso. Um painel fotovoltaico de qualidade, por exemplo, costuma ter vida útil de 25 a 40 anos — uma durabilidade que evita a necessidade de trocas no sistema ao longo de décadas.

No caso de locais sem acesso à rede elétrica, é possível instalar sistemas Off Grid (ou isolados), que levam energia a locais remotos. Essa solução é mais barata do que solicitar a uma concessionária que instale toda a estrutura de postes e cabos para levar energia à localidade.

Além disso, a energia solar Off Grid também é mais barata do que usar geradores a diesel ou gasolina, que possuem um alto custo de operação e manutenção, além do inconveniente do barulho, fumaça e poluição.

Nos sistemas Off Grid, na verdade, o maior benefício não é sequer a redução de custos, mas simplesmente a possibilidade de usar a eletricidade onde não havia. Quanto vale manter vacinas refrigeradas, bombear água ou fornecer luz para quem não tem isso? Certamente essa é a energia solar de maior retorno.

O Artigo 14º do Decreto Lei nº 5.163 de 2004 define o que é geração distribuída no Brasil:

“Considera-se geração distribuída a produção de energia elétrica proveniente de empreendimentos de agentes concessionários, permissionários ou autorizados (...) conectados diretamente no sistema elétrico de distribuição do comprador, exceto aquela proveniente de empreendimento:

I - Hidrelétrico com capacidade instalada superior a 30 MW; e

II - Termelétrico, inclusive de cogeração, com eficiência energética inferior a setenta e cinco por cento”.

Em outros termos, podemos dizer que a geração distribuída acontece quando um consumidor gera energia elétrica (ou eletricidade oriunda de outra fonte renovável) para uso próprio, em um sistema conectado à rede elétrica de sua região. Por isso o nome Geração Distribuída, pois as unidades geradoras ficam distribuídas dentro da rede elétrica pública.

Ao instalar, por exemplo, painéis fotovoltaicos no telhado de sua residência, o usuário poderá economizar em sua conta de luz ao abastecer o local com energia solar durante o dia — e, durante a noite ou em dias nublados com baixa produção de energia solar, terá o fornecimento de eletricidade garantido pela rede pública.

Assim, a geração própria de energia solar complementa a energia fornecida pela rede elétrica.

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Essa é uma dúvida comum nos casos de geração distribuída: muitas vezes um sistema fotovoltaico gera mais energia solar do que o local consome. O que, então, pode ser feito com a energia excedente produzida?

No Brasil, a energia excedente não pode ser vendida, mas gera créditos que podem ser abatidos integralmente da conta de luz. Este sistema é chamado de Compensação de Energia ou Net Metering e foi escolhido pelo Brasil como forma de estimular o investimento produção de energia para autoconsumo.

No sistema de compensação adotado no Brasil, o consumidor paga apenas o saldo líquido entre a produção e o consumo de energia durante mês. O excedente solar é injetado na rede pública, gerando créditos em energia.

Por outro lado, quando o sol não é suficiente, a energia da rede complementa o consumo. No final do mês a conta de luz indica o consumo e os créditos gerados. O consumidor paga apenas o saldo líquido entre a produção e o consumo de energia durante mês.

É como ser a rede elétrica fosse uma grande bateria. Quando sobra energia a jogamos para essa bateria e quando falta energia recorremos a essa mesma rede para nos abastecer.

A célula fotovoltaica, também chamada de célula solar, é a unidade básica necessária para o funcionamento da energia solar fotovoltaica. Produzida sempre com materiais semicondutores, ela é responsável por gerar o efeito fotovoltaico, fazendo com que a luz do sol se converta em energia elétrica.

As células fotovoltaicas podem ser dispostas de diversas formas, sendo a mais utilizada a montagem de painéis ou módulos solares. Além disso, elas também podem ser utilizadas em filmes flexíveis ou até mesmo incorporadas em outros materiais, como o vidro.

A classificação de célula e módulo fotovoltaico pode gerar confusão. De forma geral, entende-se que a célula solar é a unidade básica de fabricação e que o módulo solar é o conjunto de células fotovoltaicas (que também pode ser chamado de painel ou placa solar, bem como de painel ou placa fotovoltaica).

Já quando temos diversos painéis solares conectados, formamos um arranjo fotovoltaico, que junto com os demais equipamentos formará o sistema de energia solar.

Ou seja: um módulo/ placa/ painel solar é composto por várias células, segundo as classificações mais convencionais.

A vida útil média das células solares gira em torno de 30 a 40 anos — logo, essa também costuma ser a durabilidade atribuída aos painéis solares, considerando que são compostos de diversas células.

As células fotovoltaicas podem ser fabricadas de muitas maneiras diferentes e com uma variedade de materiais semicondutores. Mesmo que produzidas de modos distintos, todas elas realizam a mesma função: captar energia solar e convertê-la em eletricidade útil.

O material mais comum para a construção dessas células é o silício, que possui propriedades semicondutoras — uma matéria-prima muito abundante no Brasil, geralmente extraída da areia.

O silício cristalino é hoje a principal matéria-prima para a fabricação de células fotovoltaicas, oferecendo boa eficiência e custo-benefício.

Dependendo da quantidade de cristais de silício utilizados na composição, também há no mercado as células solares de silício monocristalino ou mono-Si (ou seja, que utilizam apenas um cristal e são mais eficientes) ou de silício policristalino ou multi-Si (compostas por vários cristais e ligeiramente menos eficientes, mas que possuem custo também ligeiramente menor, e, portanto, podem ter um melhor custo-benefício).

O custo e eficiência das células mono e policristalinas mudam muito rapidamente e a melhor opção também varia com essas mudanças. Não há diferença de qualidade entre eles, por isso você deve sempre se atentar ao custo final de produção da energia.

Outro tipo comercializado atualmente é a célula fotovoltaica de filme fino (Thin-Film), que possui variações como o Telureto de cádmio (CdTe), o seleneto de cobre gálio índio (CIGS) e o silício amorfo (a-Si). Esses modelos se diferenciam dos silícios cristalinos pela forma como são fabricados (a partir da deposição de partículas de semicondutores sobre superfícies).

De forma geral, as células de filme fino ainda possuem eficiência menor que as de silício cristalino, mas oferecem a vantagem de uma maior flexibilidade (podem ser utilizadas para formar painéis fotovoltaicos não planos) ou, ainda, o fato de poderem ser aplicadas em vidros, fachadas e superfícies. Além disso, elas perdem menos eficiência em algumas circunstâncias específicas como dias muito nebulosos ou então ângulos desfavoráveis na incidência do sol (como aplicações em fachadas).

Entre outros tipos existentes, uma novidade recente na indústria é a célula fotovoltaica orgânica (OPV), que ainda é pouco comum no mercado, mas está sendo aprimorada para oferecer alta eficiência e flexibilidade. Hoje há diversas produtoras desse tipo de tecnologia, incluindo empresas brasileiras, como a Sunew.

Célula Solar Orgânica (Crédito da Imagem: Instituto Fraunhofer/ Reprodução)

Há diferentes maneiras de se obter energia solar por meio do efeito fotovoltaico. Conheça abaixo os modelos utilizados:

É o sistema solar fotovoltaico que não tem qualquer ligação com a rede elétrica. Também é chamado de autônomo ou isolado e representa uma solução ideal para instalações em lugares remotos e de difícil acesso, abastecendo diretamente aparelhos e equipamentos que necessitam de energia elétrica.

Em geral, são compostos por baterias capazes de armazenar parte da energia produzida e utilizá-la posteriormente em momentos sem sol, como à noite ou em dias nublados. Além das baterias, também são componentes tradicionais dos sistemas Off Grid são os painéis ou placas solares, controlador de carga e inversor solar Off Grid.

Outro tipo de sistema é o de bombeamento solar, que não necessita de bateria. Nesse sistema o reservatório de água faz o papel da bateria, reservando água para quando não houver sol.

O grande diferencial dos sistemas Off Grid é levar energia elétrica a áreas remotas, não conectadas às concessionárias de energia (o que também faz com que os usuários desse modelo não paguem conta de luz).

Além do bombeamento de água, diversas soluções aplicadas utilizam sistemas off grid, tais como eletrificação de cercas, distribuição de energia para geladeiras que armazenam vacinas, postes de luz e estações replicadoras de sinal, entre outras. Saiba mais sobre sistemas fotovoltaicos Off Grid.

São os sistemas de geração conectados à rede elétrica e localizados próximos ao ponto de consumo. A geração nesse caso é feita pelo próprio consumidor — originando, inclusive, o termo “Prossumidor” que junta as palavras Produtor e Consumidor para simbolizar essa dicotomia.

O objetivo da Geração Distribuída é reduzir ou substituir o uso da energia da rede elétrica pela geração solar para economizar na conta de luz ou simplesmente consumir uma energia mais limpa e sustentável.

Esse tipo de sistema é composto por painéis solares, inversor solar e dispositivos de proteção, sem o controlador e a bateria presentes no Off Grid.

Também conhecidas como “parques solares” ou “fazendas solares”, as usinas de energia solar fotovoltaicas são grandes áreas cobertas com painéis fotovoltaicos com o objetivo de gerar energia solar em grande quantidade para que seja posteriormente transmitida entre as regiões e distribuída dentro das cidades.

Projetos desse tipo são de suma importância para diversificar a matriz energética de um país, podendo oferecer grande volume de energia de forma mais sustentável e limpa que outras fontes como as termoelétricas a carvão e óleo, ou grandes usinas hidrelétricas.

Trata-se de um sistema misto, com diferentes fontes de energia. Pode conter, por exemplo, fontes On Grid e Off Grid, com a possibilidade de armazenamento de energia em uma bateria para fornecer eletricidade no caso de um apagão.

Também pode contar com fontes diferentes de energia (como gerador a diesel, energia eólica ou mesmo a rede elétrica) com o objetivo de que as tecnologias se complementem e garantam o abastecimento necessário.

Um sistema fotovoltaico possui quatro componentes básicos.

Enquanto um sistema isolado necessita de baterias e controladores de carga, sistemas conectados à rede funcionam somente com painéis e inversores, já que não precisam armazenar energia.

• Painéis solares – Fazem o papel de coração, “bombeando” a energia para o sistema. Podem ser um ou mais painéis e são dimensionados de acordo com a energia necessária. São responsáveis por transformar energia solar em eletricidade.
• Controladores de carga – Funcionam como válvulas para o sistema. Servem para evitar sobrecargas ou descargas exageradas na bateria, aumentando sua vida útil e desempenho.
• Inversores – Cérebro do sistema, são responsáveis por transformar os 12 V de corrente contínua (CC) das baterias em 110 ou 220 V de corrente alternada (AC), ou outra tensão desejada. No caso de sistemas conectados, também são responsáveis pela sincronia com a rede elétrica.
• Baterias – Trabalham como pulmões. Armazenam a energia elétrica para que o sistema possa ser utilizado quando não há sol, como em dias nublados ou durante a noite.

Calculadora Solar - confira os custos do seu sistema fotovoltaico 

Conheça aqui alguns benefícios e contras da energia solar fotovoltaica.

Esse tipo de energia solar é muito versátil e confiável, sendo utilizado até mesmo em satélites. Também se destaca por ser adaptável (pode ser aplicada praticamente em qualquer lugar com sol), não gerar ruídos, ter instalação simples e pouca necessidade de manutenção.

Sua principal desvantagem é o investimento inicial para compra dos equipamentos, apesar da constante queda de preços.

Vale destacar, porém, que os painéis fotovoltaicos costumam ter longa vida útil (com mais de 30 anos), o que faz com que tenham excelente custo-benefício se pagando após alguns anos de utilização, devido à redução de gastos na conta de luz.

Uma desvantagem com relação a outras formas de energia solar é a dificuldade para se armazenar a energia que não é utilizada imediatamente. Para ter um estoque de energia solar fotovoltaica nos sistemas Off Grid (e poder utilizá-la, por exemplo, nos momentos em que não há sol, como durante a noite ou em dias chuvosos e nublados), é necessária a instalação de uma bateria, o que encarece o preço do sistema.

No caso dos sistemas On Grid, não é necessária a instalação de baterias — já que a rede elétrica pode fornecer energia nos momentos em que os painéis fotovoltaicos não puderem captar energia solar. Porém, quando há queda da rede elétrica, o inversor do sistema On Grid para de funcionar como medida de segurança, o que pode deixar o consumidor momentaneamente sem energia se não houver outra fonte.

Recentemente, os sistemas On Grid têm sido instalados também com baterias, para ajudar nos momentos de queda de energia. Em algumas situações as baterias também podem ajudar armazenando energia para evitar o consumo em horários em que as tarifas são mais caras.

A demanda por energia solar fotovoltaica está se espalhando e se expandindo em todo o mundo à medida que se torna a opção mais competitiva para geração de eletricidade em um número crescente de países — incluindo a abertura de novas usinas solares e o crescimento de projetos menores envolvendo residências e comércios.

Segundo dados do REN 21, centro de pesquisas que analisa a política de energia renovável em todo o planeta, cerca de 18 países adicionaram pelo menos 1 GW de capacidade instalada em energia solar fotovoltaica no ano de 2019. Um ano antes, em 2018, haviam sido 11 nações.

Em dados divulgados no ano de 2020, referentes a 2019, a Agência Internacional de Energia (IEA) aponta que a participação da energia solar fotovoltaica na geração global de eletricidade é de quase 3%. Nos últimos anos, a geração fotovoltaica ultrapassou a bioenergia e é agora a terceira maior tecnologia de eletricidade renovável depois da energia hidrelétrica e eólica terrestre.

Maiores mercados de energia solar Fotovoltaica no Mundo - Fonte: Agência Internacional de Energia (IEA)

Ainda segundo a IEA, a energia solar fotovoltaica está bem encaminhada para atingir o nível do Cenário de Desenvolvimento Sustentável (SDS) até 2030, o que exigirá que a geração de eletricidade a partir da energia solar fotovoltaica aumente 15% ao ano, de 720 watt-hora em 2019 para quase 3.300 watt-hora em 2030.

De acordo com a IEA, atualmente há importantes adições de capacidade em curso no Sudeste Asiático, Estados Unidos, União Europeia, América Latina, Oriente Médio e África.

Dados de 2021 da Associação Brasileira de Energia Solar Fotovoltaica (ABSOLAR) ilustram bem a importância da geração de energia solar fotovoltaica para o Brasil: segundo a entidade, a tecnologia já gerou mais de 264 mil novos empregos e evitou a emissão de mais de 9,5 milhões de toneladas de CO2 na atmosfera no país.

A potência instalada da tecnologia no país quase dobrou entre 2019 e abril de 2021, indo de 4.594 MW para 8.813 MW (sendo 62% oriundos de geração centralizada e 38% por geração distribuída). Em números absolutos, Minas Gerais lidera o ranking de potência instalada (com 977,3 MW – ou 17,8% do total brasileiro), seguido por São Paulo (12,5% do total), Rio Grande do Sul (12,4%), Mato Grosso (7,9%) e Paraná (5,6%).

A exemplo do resto do mundo, o setor solar também ganha cada vez mais espaço na matriz energética brasileira. Em 2019, por exemplo, a potência instalada da energia solar fotovoltaica atingiu 2.473 MW no país, um grande salto ante 1.798 MW em 2018.

A utilização da energia solar, porém, ainda é muito baixa se considerarmos o imenso potencial do Brasil, que oferece condições perfeitas para a captação dos raios solares em seu território.

De acordo com a segunda edição do Atlas Brasileiro de Energia Solar, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), no local menos ensolarado do Brasil é possível gerar cerca de 50% mais eletricidade solar do que na região mais ensolarada da Alemanha, para se ter uma ideia das oportunidades que o setor oferece no país.

Temos uma das maiores irradiações solares do mundo, com uma incidência média de 4.500 a 6.300 Wh/m² por dia. A captação de energia solar pode ser bem aproveitada em todo o território brasileiro, com destaque para uma faixa chamada de “Cinturão Solar”, que abrange áreas do Nordeste até o Pantanal, passando pelo norte de Minas Gerais, sul da Bahia e norte de São Paulo.

Cinturão Solar (parte em vermelho mais forte no mapa) - Fonte: Atlas Brasileiro de Energia Solar - INPE

Diversas medidas têm sido tomadas para que o Brasil aproveite melhor seu potencial de energia solar, uma necessidade para modernizar e expandir o acesso à eletricidade no país. Um exemplo é a Resolução Normativa 482/2012 da Aneel, que possibilitou ao consumidor brasileiro gerar sua própria energia elétrica a partir de fontes renováveis, podendo fornecer o excedente para a rede de distribuição local.

A energia solar fotovoltaica pode ser aplicada em uma série de locais, incluindo Sistemas On Grid, Off Grid e Híbridos.

• Qualquer um pode instalar Energia Solar Fotovoltaica?

Qualquer um pode ter um sistema de energia solar, porém a instalação requer cuidados específicos e atenção a detalhes que podem ser determinantes na vida útil dos equipamentos e eficiência do sistema. Por isso, somente um técnico habilitado e treinado pode efetuar, com toda a segurança exigida, a instalação correta de todo o sistema.

Lembre-se que o sistema é projetado para 25 anos ou mais. Uma perda de 1 ou 2% multiplicada por 300 meses custará bem mais caro do que o valor para contratar um profissional capacitado.

• Quais as aplicações possíveis de Energia Solar Fotovoltaica?

As aplicações de energia solar fotovoltaica são muito abrangentes, considerando que é possível aproveitá-la até em locais não conectados a uma rede elétrica, por meio dos sistemas Off Grid.

Um grande símbolo dessa variedade de opções são os painéis fotovoltaicos instalados em satélites para gerar energia solar que mantém essas naves funcionando no espaço. Esse tipo de aplicação até parece até um sonho futurista, mas não se engane: o primeiro satélite a usar células solares foi o Vanguard I, colocado em órbita em 1958.

Conceito de espaçonave com painéis solares (Crédito da foto: Space Systems Loral - SSL/ Nasa)

 Veja outras possibilidades para a aplicação de energia solar fotovoltaica:

• Energia solar residencial (em casas, apartamentos e condomínios); 

• Energia solar industrial; 

• Soluções solares para iluminação pública, como postes e faróis de trânsito; 

• Estacionamentos solares ou “Carport”; 

• Energia para canteiros de obras; 

• Gerador de energia para backup; 

• Fazendas solares (com geração de energia para ser distribuída a outros locais); 

• Iluminação rural; 

• Bombeamento de água por energia solar - irrigação e outras técnicas de agricultura, transferência de água de poços artesianos e abastecimento de caixas d’água; 

• Eletrificação de cercas – eletrificação rural; 

• Abastecimento de energia para geladeiras ou aparelhos de ar-condicionado; 

• Veículos recreativos, motorhomes, trailers e vans; 

• Fornecimento de energia para sistemas de telecomunicações (telecom); 

• Carregamento de veículos elétricos; 

• Alimentação de dispositivos autônomos de forma geral; 

• Entre diversas outras aplicações

Para determinar o tamanho do sistema e fazer o condicionamento de um sistema de energia solar fotovoltaica leva-se em conta o consumo médio de energia. Para produzir mais energia, basta colocar mais painéis no telhado.

O dimensionamento mais detalhado do sistema, no entanto, leva em conta outros parâmetros, como:

• Localização da instalação e nível de irradiação solar; 
•  Disponibilidade de área e condições de sombreamento; 
•  Inclinação e orientação dos painéis;
• Compatibilidade entre os painéis e inversores 

Veja esta tabela com exemplos, relacionando o consumo, número de placas e área necessária para uma condição média:

Calcule o tamanho necessário do seu sistema de energia solar com o simulador da Calculadora Solar.

Ou então entre em contato conosco para nossos consultores dimensionar o sistema que melhor atenda suas necessidades: Orçamento de Energia Solar.

O rápido crescimento do setor faz com que, a cada ano, diversos profissionais se interessem pela especialização em energia solar.

Para interessados em iniciar uma carreira na área ou profissionais que já atuam no mercado e buscam ampliar seus conhecimentos, há uma série de cursos disponíveis sobre energia solar, a maioria deles com foco na instalação de sistemas fotovoltaicos.