Como fazer um projeto de energia solar fotovoltaico

Para desenvolver um projeto de energia solar, é preciso iniciar com a definição da quantidade de energia que você quer produzir, calcular a produção esperada e planejar a instalação. Paralelamente, é necessário providenciar a documentação, incluindo a homologação com a concessionária de energia.

Primeiro, calcule o consumo de energia em kWh da unidade consumidora. O sistema deve ser projetado para gerar no máximo 100% do consumo médio, já que a produção excedente não gera remuneração para o consumidor. Além disso, o tamanho do sistema deve ser compatível com a área disponível para instalação dos painéis.

A geração de energia em um projeto fotovoltaico começa com a captação de fótons. As placas absorvem a luz solar, produzindo o máximo de energia para alimentar o sistema. A energia gerada é então enviada ao inversor, que converte a corrente contínua em alternada, tornando-a utilizável nas tomadas do imóvel.

Os principais componentes para a produção eficiente de energia solar incluem:

• Módulos solares fotovoltaicos;
• Inversor;
• DPS (Dispositivo de proteção contra surtos).

Módulo Fotovoltaico

O módulo fotovoltaico, conhecido como placa solar, é composto por células fotovoltaicas encapsuladas que oferecem resistência e permitem a entrada de luz. Essa estrutura mecânica protege as células e facilita a instalação em estruturas adequadas.

Um típico módulo fotovoltaico (placa solar) feito com células fotovoltaicas de silício cristalizado (c-Si) tem a estrutura física mostrada na imagem abaixo:

Estrutura física de um típico módulo fotovoltaico feito com células de silício cristalizado

Na imagem acima, vemos um “sanduíche” das células fotovoltaicas entre uma lâmina de vidro, posicionada na parte superior do módulo.

Na parte inferior, há uma lâmina de elastômero termoplástico (cuja sigla em inglês é TPE, de thermoplastic elastomer).

Entre o vidro, as células fotovoltaicas e o TPE, são utilizadas folhas de etileno acetato de vinila (também chamado de etil vinil acetato; em inglês: ethylene vinyl acetate, mais conhecido pela sigla EVA).

Todo o conjunto é prensado e aquecido em uma laminadora, que unifica permanentemente as lâminas. Quando perfeitamente laminado, o conjunto fica extremamente difícil de separar.

Ao final do processo, a moldura de alumínio e a caixa de conexão elétrica são montadas, permitindo a interligação entre os módulos fotovoltaicos.

Inversor Solar

O inversor, ou conversor, é o equipamento responsável por converter a corrente elétrica contínua (CC) em corrente alternada (CA) no projeto fotovoltaico. Além de garantir a segurança do sistema, o inversor monitora e otimiza a energia produzida. Modelos com transformador podem reduzir a perda de energia térmica, tornando o aparelho mais eficiente.

Dispositivo de proteção contra surtos (DPS)

DPS é um dispositivo de segurança que protege o sistema em caso de sobrecarga, garantindo a integridade do inversor e o funcionamento adequado do sistema.

Posicionamento e Inclinação dos Painéis Fotovoltaicos

Após o dimensionamento do projeto, a instalação dos painéis deve ser planejada cuidadosamente. A produção máxima dependerá da orientação e inclinação dos painéis, sendo ideal a orientação para a linha do equador (Norte, no caso do Brasil). A inclinação ideal varia com a latitude e condições climáticas locais, mas deve ser de pelo menos 10 graus para facilitar a limpeza com a chuva e evitar o acúmulo de sujeira.

O arranjo fotovoltaico, ou seja, a combinação dos painéis em série ou paralelo, deve ser compatível com o inversor utilizado. Consulte as especificações técnicas para definir o número e o tamanho das séries de painéis e dos inversores necessários.

Além disso, é fundamental realizar uma análise de sombreamento do projeto de energia. Objetos como prédios, árvores, chaminés e antenas podem gerar sombras que reduzem a produção de energia. Essa análise deve considerar o ano todo, já que o ângulo de incidência do sol muda com as estações.

Dimensionamento do sistema solar

Softwares especializados já possuem informações sobre modelos de painéis, inversores e dados meteorológicos que ajudam a prever a energia gerada pelo sistema. A Sunergia utiliza o software PV*SOL, reconhecido pela facilidade de uso e precisão em simulações de sistemas fotovoltaicos.

A radiação solar, essencial para definir o número de painéis, é consultada em mapas solarimétricos, como o fornecido pelo INPE. No Brasil, a radiação varia entre 4 kWh/m²/dia no Sul e 6,5 kWh/m²/dia no Nordeste.

Dimensionamento do sistema em 5 Etapas

Etapa #1 – Obtenha as medições de consumo

Pegue os valores das últimas 12 contas de energia do seu local. Os valores de seu consumo são expressos pela grandeza dimensional de kWh/mês.

Entendendo a unidade de medida:

Quilowatt-hora (kWh) equivale a 1.000 Wh ou 3,6*106 joules.

O watt-hora (Wh) é a medida de energia usualmente utilizada em eletrotécnica. Um Wh é a quantidade de energia utilizada para alimentar uma carga com potência de 1 watt pelo período de uma hora. 1 Wh é equivalente a 3.600 joules.

Uma lâmpada cuja potência é 100 W consome energia a uma taxa de 100 joules por segundo. Em uma hora consome 360.000 joules ou, equivalentemente, 100 Wh. Se ficar acesa durante 10 horas, consumirá 1000 Wh ou 1 kWh.

100 W * 10 h = 1000 Wh

A unidade watt por hora (W/h) dever ser usada para indicar “consumo por unidade de tempo”

Etapa #2 – Após somar as últimas 12 medições de energia, deve se tirar a média destes valores

Para locais onde não haja 12 medições realizadas, poderá ser utilizada as últimas medições (ao menos 3 medições), considerando possíveis variações de consumo sazonal ao longo do ano.

Para locais que estão sendo projetados, esta informação pode ser obtida facilmente com o Engenheiro Eletricista de seu projeto.

Conforme exemplo acima, o consumo médio anual considerado é de 827 kWh/mês.

Etapa #3 – Dados de entrada para dimensionamento

Para São Paulo, por exemplo, o índice solarimétrico é de 4,15 kWh/m²/dia. Um consumo médio de 827 kWh/mês é considerado para o cliente, com uma eficiência de 83%.

Consumo médio do cliente (referencia últimos 12 meses): 827 kWh/mês

Dias mês considerados: 30 dias

Eficiência do Projeto Fotovoltaico (inferência padrão): 83% (perdas na geração e transmissão de potencia).

Etapa #4 – Realize os cálculos de energia

Transforme o consumo em Wh/mês e divida para obter o consumo diário. Depois, calcule a potência necessária dos painéis. Basta multiplicarmos por 1000 (k =1000)

827 kWh/mês = 8.000 Wh/mês

Calcular o consumo que está medido em um mês, para o consumo médio de um dia. Para isto basta dividir a grandeza “mês” por 30, e teremos o consumo em “dia”.

827.000 Wh/30 = 27.567 Wh/dia

Agora estamos terminando. Se em um dia teremos um consumo médio de 27.567 Wh/dia, quantas placas serão necessárias para gerar esta potencia, em um local com índice de 4,15 kWh/m²

Potência de placas necessária = 27.567/4,15 = 6.642 watts

Assumindo Eficiência de 83%: 6.642/0,83 = 8.000 watts

Supondo que você irá adquirir placas de 240 watts, teremos que adquirir quantas placas?

Quantidade de placas: 8000/240 = 34 placas de 240 watts.

Etapa #5 –  Valide o sistema

Após a instalação, refaça os cálculos para verificar a eficiência do sistema e ajustar conforme necessário:

Potência gerada diária = 8000*4,15 = 33.200 Wh/dia

Considerando a eficiência de 83% temos : 0,83*33.200 =27556 Wh/dia

Em um mês (30 dias) teremos: 27.556*30 = 826.680 Wh/mês ou 826,7 kWh/mês

Lembre-se: Todos os projetos e instalações devem compulsoriamente atender todas as normas vigentes. Para micro geração, as principais são NR10 e NBR 16274.

Proposta Turn Key - Projeto e procedimentos

A Sunergia trabalha com a proposta Turn Key, um serviço completo de Energia Solar que inclui:

•    Estudo de demanda elétrica
•    Cálculos de potencia
•    Fluxo financeiro (investimento / recuperação)
•    Desenho técnico
•    Aquisição e logística de materiais
•    Acesso junto a distribuidora de energia
•    Instalação, Ativação e Orientação
•    Suporte Técnico

Na apresentação do projeto de energia solar e orçamento, são informadas todas as características técnicas dos produtos utilizados, fabricantes e marcas, prazo de garantia e demais informações.

Para a contratação, é estabelecido um contrato de prestação de serviços com a Sunergia, responsável também, pelo faturamento e por emitir as notas fiscais separadamente. Já a nota fiscal de produtos, é expedida diretamente pelo fabricante (emissão direta).

A Sunergia® é uma empresa do Grupo AE Solar GmbH, um grupo Alemão referência mundial de qualidade e know-how em produtos e serviços fotovoltaicos, que possui:

• Mais de 20 anos de experiência em tecnologia e serviços fotovoltaicos
• Controle de qualidade Alemão
• Mais de 3.200 instalações pelo mundo
• Certificações internacionais de qualidade – ISO, SGS, EN, TUV
• Produto com selo de qualidade PVEL

Oferecemos ao mercado uma proposta completa de atendimento e suporte às necessidades de Autogeração Elétrica, desde o planejamento até a ativação final do sistema, respeitando o meio ambiente e permitindo ampla otimização financeira, seguindo com transparência e estabelecendo um rigoroso controle de qualidade em todos os processos e instalações.

Siga-nos nas redes sociais e fique por dentro.